原位沉积温度对电子束蒸镀Ta2O5薄膜性能的影响

作者：于龙宇; 王伟^*; 刘孟杰; 曹振勇

来源：半导体技术, 2020, 45(08): 632-637.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.08.010

• 电子束蒸镀
• 原位沉积温度
• Ta2O5薄膜
• Si
• 后退火温度

采用电子束蒸镀在重掺杂Si衬底上制备了150 nm厚的Ta2O5薄膜,研究原位生长温度(150,250和350℃)和后退火工艺对Ta2O5薄膜性能的影响。X射线衍射测试结果表明,当衬底原位温度控制在350℃以下时,制备的Ta2O5薄膜均为无定形结构。原子力显微镜和阻抗分析测试结果发现当衬底温度为250℃时,Ta2O5薄膜的表面均方根粗糙度最小,达到0.16 nm,同时具有最优的电学性能(相对介电常数24.1,介电损耗低于0.01)。与原位控温相比,相同条件下后退火工艺处理得到的薄膜性能有所下降。研究结果表明,采用基于衬底原位控温的电子束蒸镀工艺可制备出性能优越的Ta2O5薄膜介电材料,有望应用于动态随机存储器等高性能器件。

• 单位
  河北工业大学; 电子信息工程学院