原子層堆積法により成長した酸化ジルコニウム膜の特性に対する成長温度の影響

ZrO2 膜は、ZrCl4 および H2O または H2O と H2O2 の混合物から Si(100) 基板上に、180-600 °C の温度範囲で原子層堆積法により成長させました。膜は、堆積温度が膜品質に及ぼす影響を追跡するために、堆積された状態で評価されました。結晶成長速度は温度の上昇と共に増加し、残留不純物の含量は減少しました。イオンビーム分析によって決定されたジルコニウムと酸素の原子比は、成長温度に関係なく化学量論的二酸化物に対応しました。Al/ZrO2/Si コンデンサー構造における ZrO2 の有効誘電率は、180 °C で成長した膜の 13-15 から 300-600 °C で成長した膜の 19 に増加しました（100 kHz で測定）。誘電率は、無定形膜に比べて結晶化膜で相対的に高かったですが、結晶構造にはあまり影響されませんでした。水を使用して成長した膜では誘電率が高く、過酸化水素を使用して成長した膜では漏れ電流密度が低くなり、破壊電界が高くなる傾向がありました。