二氧化鈦薄膜之研究

Abstract

當動態隨機存取記憶體的密度提高則其貯存電容所需單位面積電容將明顯增加。高 介電常數絕緣體－二氧化鈦，似乎是作為超過四百萬位元高密度動態隨機存取記憶 體貯存電容中介電質之一種有展望的材料。二氧化鈦薄膜以電子束蒸鍍法製備在Ｎ 型矽晶片上，所備製的厚度在8.6 毫微米與101.5 毫微米之間。隨著沉積後在氧氣 中退火溫度由攝氏500 度增加至1000度，二氧化鈦薄膜之漏電及電容都因而減小。 我們在單位面積電容上可得到一9.37 fF/mm□（等效至二氧化矽厚度僅為3.7 毫微 米）之最佳值，又因動態隨機存取記憶體有一適時重新充電之特性，我們所得之電 容漏電也能在此一特性容許的漏電範圍以下。當在高過溫度氧氣中退火時會有一明 顯的二氧化矽層長在二氧化鈦薄膜之下，此乃導因於氧氣擴散穿透二氧化鈦薄膜與 矽反應所致。此層二氧化釸之形成為退火溫度及二氧化鈦膜厚之函數，並能依此對 所測量到之電性結果提出一合理的解釋。