KR20050067529A - Method for preparation of multi-component thin film - Google Patents
Method for preparation of multi-component thin film Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050067529A KR20050067529A KR1020030098515A KR20030098515A KR20050067529A KR 20050067529 A KR20050067529 A KR 20050067529A KR 1020030098515 A KR1020030098515 A KR 1020030098515A KR 20030098515 A KR20030098515 A KR 20030098515A KR 20050067529 A KR20050067529 A KR 20050067529A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- raw material
- mixed raw
- thin film
- component
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 TiHfN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910008482 TiSiN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNSWULZVUKFJHK-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Bi] Chemical compound [Sr].[Bi] VNSWULZVUKFJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002115 bismuth titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- RZEADQZDBXGRSM-UHFFFAOYSA-N bismuth lanthanum Chemical compound [La].[Bi] RZEADQZDBXGRSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003253 isopropoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(O*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- VOPSYYWDGDGSQS-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ti+4].[Nd+3].[Nd+3] VOPSYYWDGDGSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 다성분계 박막의 제조방법에 관한 것으로, 특히 화학기상 증착법 또는 원자층 증착법에 있어서, 서로 다른 조성의 혼합원료를 전구체로 사용하여 박막을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다성분계 박막의 제조방법은, 박막을 구성하는 각 성분원소들을 소정의 조성비로 포함하는 기준 혼합원료를 제조하는 단계; 상기 기준 혼합원료의 각 성분원소 중 조성을 제어하고자 하는 성분원소의 조성비를 상기 기준 혼합원료에 포함된 성분원소의 조성비를 기준으로 일정 비율 초과 및 미달하여 포함하는 제1A 혼합원료 및 제1B 혼합원료를 제조하는 단계; 및 제1A 혼합원료 및 제1B 혼합원료 중 하나 또는 둘 다를, 상기 기준 혼합원료와 동시에 사용하여 다성분계 박막의 증착하는 단계를 포함하여 이루어져 있다. 본 발명에 따르면, 다성분계 박막의 증착기 박막 조성의 미세 조절이 가능하게 되며, 공정 재현성이 확보되어 생산성이 향상된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a multicomponent thin film, and more particularly, to a method of forming a thin film using a mixed material having a different composition as a precursor in a chemical vapor deposition method or an atomic layer deposition method. Method for producing a multi-component thin film according to the present invention comprises the steps of preparing a reference mixed raw material comprising each component element constituting the thin film in a predetermined composition ratio; 1A mixed raw material and 1B mixed raw material comprising the composition ratio of the component element to control the composition of each component element of the reference mixed raw material exceeds and falls below a predetermined ratio based on the composition ratio of the component element included in the standard mixed raw material Manufacturing step; And depositing a multicomponent thin film using one or both of the 1A mixed raw material and the 1B mixed raw material simultaneously with the reference mixed raw material. According to the present invention, fine control of the evaporator thin film composition of the multi-component thin film is possible, and process reproducibility is secured, thereby improving productivity.
Description
본 발명은 다성분계 박막의 제조방법에 관한 것으로, 특히 화학기상 증착법 또는 원자층 증착법에 있어서, 서로 다른 조성의 혼합 원료를 전구체로 사용하여 박막을 형성하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a multicomponent thin film, and more particularly, to a method of forming a thin film using a mixed raw material having a different composition as a precursor in a chemical vapor deposition method or an atomic layer deposition method.
화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)법이란, 소스가스와 반응가스를 한꺼번에 챔버내에 공급하여 소스가스와 반응가스의 화학반응에 의하여 기판 상에 요구되는 막을 증착하는 방법이다. Chemical Vapor Deposition (CVD) is a method of depositing a film required on a substrate by chemical reaction between the source gas and the reaction gas by supplying the source gas and the reaction gas into the chamber at once.
또한 원자층 증착(Atomic Layer Deposition)법은 먼저 소스가스를 공급하여 기판 표면에 한 층의 소스를 화학적으로 흡착(Chemical Adsorption)시키고 여분의 물리적 흡착된 소스들은 퍼지가스를 흘려보내어 퍼지시킨 다음, 한 층의 소스에 반응가스를 공급하여 한 층의 소스와 반응가스를 화학반응시켜 원하는 단원자층을 증착하고 여분의 반응가스는 퍼지가스를 흘려보내 퍼지시키는 과정을 한 사이클로 하여 박막을 증착한다. 상술한 바와 같이 원자층 증착방법은 표면 반응 메카니즘(Surface Reaction Mechanism)을 이용하므로써 안정된 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 균일한 박막을 얻을 수 있다. 또한, 소스가스와 반응가스를 서로 분리시켜 순차적으로 주입 및 퍼지시키기 때문에 화학적기상증착법(CVD)에 비해 가스 위상 반응(Gas Phase Reaction)에 의한 파티클(Particle) 생성을 억제하는 것으로 알려져 있다. Atomic Layer Deposition also first supplies a source gas to chemically adsorb a layer of source onto the substrate surface, and the excess physically adsorbed sources are purged by flowing a purge gas. A thin film is deposited by supplying a reaction gas to a source of a layer and chemically reacting a source of a layer with a reaction gas to deposit a desired monoatomic layer, and purging the excess reaction gas by flowing a purge gas. As described above, in the atomic layer deposition method, not only a stable thin film but also a uniform thin film can be obtained by using a surface reaction mechanism. In addition, since the source gas and the reaction gas are separated from each other and sequentially injected and purged, it is known to suppress particle generation due to gas phase reaction compared to chemical vapor deposition (CVD).
다성분계 화합물 박막을 증착하기 위한 종래의 CVD 또는 ALD 방법은 다음과 같은 두 가지 방법을 사용한다. Conventional CVD or ALD methods for depositing multicomponent compound thin films use the following two methods.
첫번째 방법은, 다성분계 화합물 박막을 구성하는 각각의 원소 한가지씩을 포함하는 전구체 원료(single precursor)를 구성하는 각각의 원소 한가지씩을 포함하는 전구체 원료를 박막의 각 구성원소 별로 공급하고 공급량비를 조절함으로써 다성분계 화합물 박막의 조성을 얻는 방법으로, 이러한 방법의 개략도를 도 1에 도시하였다. 도 1에는 3성분(A성분, B성분, C성분)계 박막을 증착하기 위한 장치를 예시한 것으로, 한가지 성분만을 포함하는 각 원료의 원료 이송 장치(110)에서 각각의 원료(A성분(111), B성분(112), C성분(113))가 이송되어 각 원료의 기화장치(120)에서 원료가 기화되어 CVD기 또는 ALD 반응기(100)으로 전달되어 진다. 도 1에서 볼 수 있듯이 각 원료마다 공급량 및 조건이 상이하기 때문에 독립적인 기화기가 필요하게 되며, 미량 또는 과량을 공급해야 하는 경우 원료 이송장치의 성능에 따라 박막 조성의 제어가 용이하지 않다는 문제가 있다. In the first method, the precursor raw material including each element constituting the single precursor constituting the single precursor constituting the multi-component compound thin film is supplied to each element of the thin film and the supply ratio is adjusted. As a method of obtaining the composition of the multicomponent compound thin film, a schematic diagram of this method is shown in FIG. 1. 1 illustrates an apparatus for depositing a three-component (A component, B component, C component) -based thin film, each raw material (A component (111) in the raw material transfer device 110 of each raw material containing only one component ), B component 112, C component 113) is transferred and the raw material is vaporized in the vaporization device 120 of each raw material is delivered to the CVD or ALD reactor (100). As can be seen in Figure 1 because the supply amount and conditions are different for each raw material, an independent vaporizer is required, if there is a need to supply a small amount or excess, there is a problem that the control of the thin film composition is not easy according to the performance of the raw material transfer device. .
또한 각 전구체 화합물별 공급 조건의 차이가 크고 각 성분의 공급량에 따라 조성의 변화폭이 매우 크기 때문에 박막 조성의 미세 조절이 용이하지 않게 되며, 또한 박막 내 농도가 높지 않은 성분이 있는 경우 원료의 공급량을 미량으로 조절해야 하지만 원료 공급장치의 조절이 불가능한 경우도 있게 된다. In addition, since the difference in supply conditions for each precursor compound is large and the variation in composition is very large according to the supply amount of each component, fine control of the thin film composition is not easy, and when there is a component having a low concentration in the thin film, It may be necessary to adjust to a small amount, but it may not be possible to adjust the feeder.
두번째 방법은, 다성분계 화합물의 전구체를 모두 포함하는 일정한 조성비의 전구체 원료를 공급하여 다성분계 화합물 박막을 얻는 방법으로, 이러한 방법의 블럭도를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 이러한 방법에서는 다성분계 박막을 증착하기 위한 모든 성분을 포함하는 혼합 원료(cocktail precursor)(A+B+C)를 하나의 원료 이송장치(210)를 통하여 이송받아 하나의 원료 기화장치(220)에서 기화되어 CVD 또는 ALD 반응기(100)에 공급된다. 이 때 증착되는 다성분계 박막의 조성이 원료의 조성에 크게 의존하기 때문에 박막의 조성을 증착하는 도중에 변화시킬 수는 없게 된다. The second method is a method of obtaining a thin film of a multicomponent compound by supplying a precursor raw material having a constant composition ratio including all precursors of the multicomponent compound. A block diagram of this method is illustrated in FIG. 2. As can be seen in Figure 2, in this method, a mixed material (cocktail precursor) (A + B + C) containing all the components for depositing a multi-component thin film is transferred through one raw material feeder 210 to one Vaporized in the raw material vaporizer 220 is supplied to the CVD or ALD reactor 100. At this time, since the composition of the multicomponent thin film to be deposited largely depends on the composition of the raw material, the composition of the thin film cannot be changed during deposition.
즉, 이 방법은 미리 확정된 조성의 전구체를 사용하기 때문에 박막의 조성변화가 크지 않고 장치가 단순하다는 장점이 있지만, 전구체 조성이 정해지면 이에 따른 박막의 조성변화가 적기 때문에 원하는 조성의 박막을 얻을 때까지 전구체의 조성이 정해지면 이에 따른 박막의 조성을 증착시간에 따라 다르게 조절해야 할 경우 마땅한 방법이 없다. 또한 혼합원료는 여러 화합물을 동일한 용매에 용해시켜 사용하기 때문에 용해도가 가작 작은 것보다 농도를 높일 수가 없으며, 상대적으로 묽은 원료를 제조할 수 밖에 없고 또한 농도가 높아지면 원료들 간의 화학 반응 가능성이 훨씬 높아지게 되는 문제가 발생된다. 구체적으로 설명하며, BLT 혼합원료를 사용한 경우, Bi(dpm)3, La(dpm)3, Ti(OiPr)2(dpm)2 를 각각 3.25:0.75 :3의 조성비로 만들기 위해서는 용해도가 가장 낮은 Bi(dpm)3 를 기준으로 나머지 성분의 농도가 정해지게 되며, 또한 혼합원료에 La, Ti 성분을 포함시키려다 보니 전체 농도는 더욱 낮아질 수 밖에 없게 되는 것이다. 농도가 낮아지면 동일 유량에서 원료의 공급량이 적어지게 되고 또한 기화기에서 용매가 많이 포함될수록 공급은 더욱 까다롭게 된다. 따라서, 혼합 용매 사용시의 원료 공급량을 충분히 하기가 어려우며 따라서 생산성 향상에도 한계가 있게 된다.In other words, this method has the advantage that the composition of the thin film is not large and the device is simple since the precursor of the predetermined composition is used.However, when the precursor composition is determined, the composition of the thin film is small, so that a thin film having the desired composition can be obtained. Until the composition of the precursor is determined until the composition of the thin film according to the deposition time does not have a proper method. In addition, since the mixed raw materials are used by dissolving several compounds in the same solvent, the solubility cannot be increased higher than the smallest solubility, and a relatively thin raw material can be prepared. The problem of becoming high arises. Specifically, in the case of using a BLT mixed raw material, Bi (dpm) 3 , La (dpm) 3 , Ti (OiPr) 2 (dpm) 2 to make the composition ratio of 3.25: 0.75: 3, respectively, the lowest solubility of Bi The concentration of the remaining components is determined based on (dpm) 3 , and the total concentration is inevitably lowered as the La and Ti components are included in the mixed material. The lower the concentration, the lower the feed amount of the raw material at the same flow rate, and the more difficult the supply is, the more solvent is contained in the vaporizer. Therefore, it is difficult to sufficiently supply the raw material supply amount when using the mixed solvent, and thus there is a limit in improving the productivity.
이러한 종래의 방법에 따른 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 각 원료의 공급량비를 조절할 수 있으면서도, 보다 간소하게 다성분계 박막을 증착할 수 있는 방법 및 그러한 장치를 제공하고자 한다. In order to solve the problem according to the conventional method, the present invention is to provide a method and an apparatus capable of depositing a multi-component thin film more simply while controlling the supply ratio of each raw material.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 혼합원료 내에서 조성을 조절하고자 하는 성분비를 달리 한 혼합원료를 제조하여 박막을 증착하는 본 발명을 완성하게 되었다. As a result of earnest research to achieve the technical problem as described above, the present invention is completed by depositing a thin film by preparing a mixed raw material having a different component ratio to adjust the composition in the mixed raw material.
본 발명은, 박막을 구성하는 각 성분원소들을 소정의 조성비로 포함하는 기준 혼합원료를 제조하는 단계; 상기 기준 혼합원료의 각 성분원소 중 조성을 제어하고자 하는 성분원소의 조성비를 상기 기준 혼합원료에 포함된 성분원소의 조성비를 기준으로 일정 비율 초과 및 미달하여 포함하는 제1A 혼합원료 및 제1B 혼합원료를 제조하는 단계; 및 제1A 혼합원료 및 제1B 혼합원료 중 하나 또는 둘 다를, 상기 기준 혼합원료와 동시에 사용하여 다성분계 박막의 증착하는 단계를 포함하는 다성분계 박막의 증착방법을 제공한다. 이 때, 조성을 제어하고자 하는 성분 원소의 조성비는 상기 기준 혼합원료에 포함된 성분원소의 조성비를 기준으로 110몰% 내지 500몰%로 초과되거나 또는 10몰% 내지 90몰% 정도의 미량이 포함되도록 조절한다. The present invention comprises the steps of preparing a reference mixed raw material comprising each component element constituting the thin film in a predetermined composition ratio; 1A mixed raw material and 1B mixed raw material comprising the composition ratio of the component element to control the composition of each component element of the reference mixed raw material exceeds and falls below a predetermined ratio based on the composition ratio of the component element included in the standard mixed raw material Manufacturing step; And depositing a multi-component thin film using one or both of the 1A mixed raw material and the 1B mixed raw material simultaneously with the reference mixed raw material. At this time, the composition ratio of the component element to control the composition is to be exceeded to 110 mol% to 500 mol% or to include a trace amount of about 10 mol% to 90 mol% based on the composition ratio of the component elements included in the reference mixed raw material Adjust
본 발명은 또한 박막을 구성하는 각 성분원소들을 소정의 조성비로 포함하는 기준 혼합원료를 제조하는 단계; 기준 혼합원료의 각 성분원소 중 조성을 제어하고자 하는 제1성분원소의 조성비를 상기 기준 혼합원료에 포함된 제1성분원소의 조성비를 기준으로 일정 비율 초과하여 포함하는 제1A 혼합원료 및/또는 미달하여 포함하는 제1B 혼합원료를 제조하는 단계; 기준 혼합원료의 각 성분원소 중 조성을 제어하고자 하는 제2성분원소의 조성비를 상기 기준 혼합원료에 포함된 제2성분원소의 조성비를 기준으로 일정 비율 초과하여 포함하는 제2A 혼합원료 및/또는 미달하여 포함하는 제2B 혼합원료를 제조하는 단계; 기준 혼합원료의 각 성분원소 중 조성을 제어하고자 하는 제3성분원소의 조성비를 상기 기준 혼합원료에 포함된 제3성분원소의 조성비를 기준으로 일정 비율 초과하여 포함하는 제3A 혼합원료 및/또는 미달하여 포함하는 제3B 혼합원료를 제조하는 단계; 및 제1A 혼합원료, 제1B 혼합원료, 제2A 혼합원료, 제2B 혼합원료, 제3A 혼합원료, 및 제3B 혼합원료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을, 상기 기준 혼합원료와 동시에 사용하여 다성분계 박막의 증착하는 단계를 포함하는 다성분계 박막의 증착방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of preparing a reference mixed material comprising each component element constituting the thin film in a predetermined composition ratio; 1A mixed raw material and / or less than the composition ratio of the first component to control the composition of each component of the reference mixed raw material in a certain ratio based on the composition ratio of the first component element included in the reference mixed raw material Preparing a mixed raw material 1B; 2A mixed raw material and / or less than the composition ratio of the second component element to control the composition of each component element of the reference mixed raw material in excess of a predetermined ratio based on the composition ratio of the second component element included in the reference mixed raw material Preparing a mixed raw material 2B; 3A mixed raw material and / or less than the composition ratio of the third component element to control the composition of each component element of the reference mixed material based on the composition ratio of the third component element included in the reference mixed material Preparing a mixed 3B raw material; And at least one selected from the group consisting of 1A mixed raw material, 1B mixed raw material, 2A mixed raw material, 2B mixed raw material, 3A mixed raw material, and 3B mixed raw material simultaneously with the reference mixed raw material. It provides a method of depositing a multi-component thin film comprising the step of depositing a thin film.
본 발명에서 사용되는 다성분계 박막의 증착방법은 화학기상 증착방법 또는 원자층 증착방법에 유용하게 사용될 수 있다. The deposition method of the multi-component thin film used in the present invention can be usefully used in the chemical vapor deposition method or atomic layer deposition method.
BLT(Bismuth Lanthanum Titanate) CVD 공정을 예로 들면, 박막의 한 구성원소인 비스무스를 과량으로 포함하는 혼합원료와 적정량 포함하는 혼합원료 및 적게 포함하는 혼합원료를 각각 사용하면 서로 유사한 혼합원료를 사용하므로 유사한 공급조건에서 원료를 공급하면서도 유량비에 따라 비스무스의 함량을 자유롭게 조절할 수 있고 원료의 공급량이 충분하므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 이러한 방법은 BLT의 다른 성분에도 동시에 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 다양한 다성분계 박막의 적용시 사용될 수 있으며, BTO(Bismuth titanate), BNdT(Bismuth Neodymium Titanate), SBT(Strontium Bismuth Tantalate), SBTN(Strontium Bismuth Ttantalum Niobate), PZT(Lead Zirconate Titanate), PLZT(Lead Lanthanum Zirconate Titanate), AlHfOx, AlLaOx, AlTaOx 등의 다성분계 금속산화물 박막 및, TiSiN, TiAlN, TiHfN, TaSiN, TaSiN, TaHfN 등의 다성분계 금속질화물 박막 등을 예시할 수 있다.For example, in the BLT (Bismuth Lanthanum Titanate) CVD process, when a mixed raw material containing an excessive amount of bismuth, a component of a thin film, and a mixed raw material containing an appropriate amount and a mixed raw material containing a small amount are used, similar feedstocks are used. While supplying the raw materials under the conditions, the bismuth content can be freely adjusted according to the flow rate ratio, and the supply amount of the raw materials is sufficient, thereby improving productivity. This method can be applied simultaneously to other components of the BLT. The present invention can also be used in the application of various multi-component thin films, BTO (Bismuth titanate), BNuT Neodymium Titanate (BNdT), Strontium Bismuth Tantalate (SBT), Strontium Bismuth Ttantalum Niobate (SBTN), Lead Zirconate Titanate (PZT) Multicomponent metal oxide thin films such as Lead Lanthanum Zirconate Titanate (PLZT), AlHfO x , AlLaO x , AlTaO x , and multicomponent metal nitride thin films such as TiSiN, TiAlN, TiHfN, TaSiN, TaSiN, TaHfN, and the like.
본 발명에 따른 다성분계 박막의 제조방법에서는, 박막을 구성하는 원소들을 모두 포함하는 혼합원료를 두 가지 이상 제조하여, 각 혼합원료들이 포함하는 성분 중 조성비를 조절하고자 하는 하나 이상의 성분에 대하여 각각 다른 조성비로 함유되어 있는 혼합원료를 사용하여 다성분계 박막의 조성을 제어하는 것을 그 특징으로 하고 있다. 이 때 다성분계 박막 증착을 위한 혼합원료에서 조성을 제어하고자 하는 성분을 기준 조성에 비하여 과량으로 함유하도록 하는 경우에는 기준 조성의 110% 내지 500%로 하는 것이 바람직하다. 110% 이하로 하는 경우에는 과량이 포함되도록 하여 성분비를 조절하려는 의도를 달성하기 어려우며, 박막에서 제어하고자 하는 조성의 범위가 너무 좁게 한정되며, 500% 보다 과량으로 혼합된 경우 혼합원료간의 유사성이 떨어지기 때문에 유사한 공급 조건을 달성하기가 어렵다. 초과범위에서는 특히 200%미만인 것이 이러한 조건을 만족시키기 위하여 더욱 바람직하다. In the method for producing a multi-component thin film according to the present invention, two or more mixed raw materials including all the elements constituting the thin film are manufactured, and different for each of one or more components to control the composition ratio among the components included in each mixed raw material. It is characterized by controlling the composition of the multicomponent thin film using the mixed raw material contained in the composition ratio. At this time, when the component to control the composition in the mixed raw material for multi-component thin film deposition in an excess amount compared to the reference composition is preferably set to 110% to 500% of the reference composition. If the ratio is less than 110%, it is difficult to achieve the intention to control the component ratio by including excess, and the range of the composition to be controlled in the thin film is too narrowly limited. It is difficult to achieve similar supply conditions. In the above range, it is particularly preferable that it is less than 200% to satisfy this condition.
또한 기준 성분비 미만으로 함유하고 있는 혼합원료의 경우에는 기준 조성의 90% 내지 10%의 범위로 함유하는 것이 바람직하다. 성분이 미량으로 포함되는 경우에, 90% 이상 함유되는 경우에는, 조성비의 범위가 너무 좁게 한정되어 혼합원료간의 조성비의 차이를 두려는 의도를 달성하기가 어려우며, 10% 미만 함유하는 경우에는 혼합원료에 포함되는 각 원료간의 유사성이 낮아지는 문제가 있다. 특히 50%이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in the case of a mixed raw material containing less than a reference component ratio, it is preferable to contain in 90%-10% of a reference composition. In the case where the component is contained in a small amount, when the content is 90% or more, the range of the composition ratio is too narrow, and it is difficult to achieve the intention to make a difference in the composition ratio between the mixed raw materials. There is a problem that the similarity between each raw material included is lowered. It is more preferable to contain especially 50% or more.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다. The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명을 구현한 개략도를 나타낸 것이다. 조성이 서로 다른 혼합원료 전구체를 공급할 수 있는 공급장치가 여러개 부착된 CVD 또는 ALD 반응기를 도시한 것으로, 종래기술로서 도시한 도 1과 비교할 때, 장치의 구성은 유사하지만 각 공급장치에 박막을 구성하는 모든 성분이 포함된 혼합원료가 들어 있게 되며, 이들 중 하나 이상의 특정 성분의 조성이 각각의 공급장치별로 상이하게 포함되어 있어 각 공급장치의 운전 조건이 유사하다. 이들 중 조성을 조절하고자 하는 하나 이상의 성분이 적정량 포함된 혼합원료와, 과량으로 함유된 혼합원료, 미량으로 함유된 혼합원료의 유량비를 조절함으로써 박막의 특정성분의 조성비를 조절할 수 있게 되는 것이다. 3 shows a schematic diagram of implementing the present invention. It shows a CVD or ALD reactor equipped with a plurality of feeders capable of supplying mixed material precursors having different compositions. Compared with FIG. 1 shown in the prior art, the apparatus is similar but the thin film is formed in each feeder. Mixed ingredients containing all the ingredients to be contained, the composition of one or more of these specific components are included differently for each feeder, the operating conditions of each feeder is similar. Among them, by adjusting the flow rate ratio of the mixed raw material containing an appropriate amount of one or more components to adjust the composition, the mixed raw material contained in an excessive amount, the mixed raw material contained in a small amount, it is possible to control the composition ratio of specific components of the thin film.
도 4는 각 공급장치의 유량을 조절함으로써 박막의 특정성분의 조성을 조절하는 과정을 그래프로 도시한 것이다. 특정 성분이 과량으로 포함된 박막을 증착하기 위한 두가지 방법을 예시하였다. 도 4a는 특정성분(A성분)이 과량으로 포함된 혼합원료(A'BC)와 적정량 포함된 혼합원료(ABC)를 동시에 공급하면서 박막을 증착함으로써 공급량을 늘이면서 특정성분(A성분)이 과량으로 포함된 박막을 증착할 수 있도록 하는 과정을 보여준다. 이때, 특정성분(A성분)이 과량 포함된 전구체 혼합원료와 적정량 포함된 전구체 혼합물의 유량비를 조절함으로써 박막의 특정성분(A성분)의 과량 정도를 조절할 수 있다. 도 4b는 특정성분(A성분)이 과량으로 포함된 혼합원료(A'BC)와 적정량 포함된 혼합원료(ABC) 및 미량 포함된 혼합원료(A"BC)의 세 종류로 이루어진 전구체 혼합원료를 모두 사용하면서 박막의 특정성분의 조성을 조절하는 방법을 나타내는 것으로, 세 종류의 혼합원료의 유량비를 조절함으로써 특정성분의 함유 조성을 조절하는 것이다. 이러한 예시된 방법 이외에도, 다양한 방법을 사용하여 유량비 및 조성비를 달리 조절함으로써, 박막조성을 제어하는 것이 가능하다. 4 is a graph illustrating a process of controlling the composition of specific components of the thin film by adjusting the flow rate of each supply device. Two methods have been illustrated for depositing thin films in which certain components are in excess. FIG. 4A shows that a specific component (A component) is excessive while increasing the supply amount by depositing a thin film while simultaneously supplying a mixed raw material (A'BC) containing an excess of a specific component (A component) and an appropriate amount of the mixed raw material (ABC). It shows the process to enable the deposition of the included thin film. At this time, by controlling the flow rate ratio of the precursor mixture containing the excess amount of the specific component (component A) and the appropriate amount of the precursor mixture can be adjusted the excess degree of the specific component (component A) of the thin film. Figure 4b is a precursor mixed raw material consisting of three kinds of mixed raw material (A'BC) with an excessive amount of a specific component (component A), a mixed raw material (ABC) and a small amount of a mixed raw material (A "BC) It shows how to control the composition of specific components of the thin film while using them all, and adjusts the composition of specific components by adjusting the flow rate ratio of the three kinds of mixed raw materials. By adjusting differently, it is possible to control thin film composition.
본 발명에 따르면, 다성분계 박막 증착시, 박막 조성의 미세 조절이 가능한 증착 공정을 확보할 수 있으며, 공정의 재현성이 확보되어 다성분계 박막 증착공정을 이용하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, when depositing a multi-component thin film, a deposition process capable of fine control of a thin film composition can be ensured, and reproducibility of the process can be ensured to improve productivity of a process using a multi-component thin film deposition process.
도 1 및 도 2는 종래 방법에 따른 다성분계 화합물 박막의 증착 과정의 일예를 설명하는 개략도. 1 and 2 are schematic diagrams illustrating an example of a deposition process of a multi-component compound thin film according to a conventional method.
도 3은 본 발명에 따른 다성분계 화합물 박막 증착 과정의 일예를 설명하는 개략도.Figure 3 is a schematic diagram illustrating an example of a multi-component compound thin film deposition process according to the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 다성분계 화합물 박막 증착 과정의 일예에 있어서의 박막 조성 변화를 나타내는 그래프. 4A and 4B are graphs showing changes in thin film composition in one example of a multi-component compound thin film deposition process according to the present invention.
* 도면의 주요 부분의 부호의 설명 *Explanation of symbols of the main parts of the drawings
100: CVD 또는 ALD 반응기100: CVD or ALD reactor
110, 210, 310: 원료 이송 장치110, 210, 310: raw material transfer device
120, 220, 320: 원료 기화 장치120, 220, 320: raw material vaporization device
311: A성분이 적정량 함유된 기준 혼합 원료(ABC)311: Reference mixed raw material (ABC) containing an appropriate amount of A component
312: A성분이 과량 함유된 혼합 원료(A'BC)312: Mixed raw material containing excessive A component (A'BC)
313: A성분이 미량 함유된 혼합 원료(A"BC) 313: Mixed raw material containing a small amount of A component (A "BC)
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030098515A KR20050067529A (en) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Method for preparation of multi-component thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030098515A KR20050067529A (en) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Method for preparation of multi-component thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050067529A true KR20050067529A (en) | 2005-07-05 |
Family
ID=37258174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030098515A Withdrawn KR20050067529A (en) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Method for preparation of multi-component thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050067529A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8361551B2 (en) | 2008-12-30 | 2013-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods forming high dielectric target layer |
-
2003
- 2003-12-29 KR KR1020030098515A patent/KR20050067529A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8361551B2 (en) | 2008-12-30 | 2013-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods forming high dielectric target layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7098150B2 (en) | Method for novel deposition of high-k MSiON dielectric films | |
| JP3462852B2 (en) | Method and apparatus for producing thin films by chemical vapor deposition | |
| US6110531A (en) | Method and apparatus for preparing integrated circuit thin films by chemical vapor deposition | |
| US7709377B2 (en) | Thin film including multi components and method of forming the same | |
| US20030185981A1 (en) | Chemical vapor deposition method using alcohol for forming metal oxide thin film | |
| EP2620975A1 (en) | Thin film production process and thin film production device | |
| US20030040196A1 (en) | Method of forming insulation layer in semiconductor devices for controlling the composition and the doping concentration | |
| DE10392519T5 (en) | A system for depositing a film on a substrate using a low vapor pressure gas precursor | |
| KR20000057279A (en) | Multiple vaporizer reagent supply system for chemical vapor deposition utilizing dissimilar precursor compositions | |
| JP2006310865A (en) | Method and apparatus for using solution based precursors for atomic layer deposition | |
| JP2000160342A (en) | Thin film manufacturing method | |
| KR100444304B1 (en) | A method for forming a capacitor of a semiconductor device | |
| US20060051975A1 (en) | Novel deposition of SiON dielectric films | |
| KR100521380B1 (en) | Method of depositing a layer | |
| JP2009545135A (en) | Improved atomic layer deposition | |
| US7732308B2 (en) | Process for depositing layers containing silicon and germanium | |
| KR20050067529A (en) | Method for preparation of multi-component thin film | |
| KR100945096B1 (en) | Method of manufacturing the capacitive element | |
| EP1662556B1 (en) | Process for producing oxide thin film | |
| WO2012042772A1 (en) | Thin film manufacturing method and thin film manufacturing apparatus | |
| JP2003142473A (en) | Gas supplying apparatus and method therefor, and film forming apparatus and method therefor | |
| JP4209273B2 (en) | Processing method | |
| KR100699362B1 (en) | Atomic Layer Deposition Using Plasma | |
| JP2006351828A (en) | Semiconductor device manufacturing method and computer storage medium | |
| KR20120068567A (en) | Method for preparing multi-component thin film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20031229 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |