Characteristics of Ta□O□ films formed by oxidation of Ta films

Abstract

底材的溫度以及加熱氧化的條件對於以電子槍蒸鍍純Ta靶而形成的 Ta□O□薄膜品 質有極大的影響。底材Si晶片的蒸鍍溫度為 100℃時 Ta□O□膜之漏電流較大，而 蒸鍍溫度為室溫則漏電流較小。熱處理時氧原子穿過 Ta□O□而與其下之 Si 反應 生成 SiO□於 Ta□O□/Si 界面。此 SiO□層之厚度隨氧化溫度的增加而變大。在 600 ℃ 或更低時所有的 Ta□O□膜均為非晶質結構；然而在 800℃ 或更高時，則 Ta□O□逐漸晶質化。且在晶質化的薄膜中有許多非晶質的Ta□O□殘留，它們分佈 於 Ta□O□的晶粒內部（尺寸較小者）以及晶界上（尺寸較大者）。隨著氧化溫度 的增加，Ta膜氧化的程度更加完全。由Ta氧化而成之 Ta□O□膜其晶格常數因氧化 程度之不同而略有不同，高溫時晶格較大。而本研究中，在 Ta□O□膜上加長一層 Si□N□以阻礙晶界的漏電流，而使得漏電流減小和崩潰電壓加大，亦即讓Ta□O□ 膜發揮更高的絕緣效果。