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以有機金屬化學氣相沈積法成長二氧化鈦與鈦酸鋇薄膜之結構特性

為了解決Ta2O5 refractive ind的問題，作者洪逸民 這樣論述：

近年來，超大型積體電路採用高介電材料取代二氧化矽做為動態記憶體中電容之介電材料已有增加的趨勢。隨著高密度動態記憶體中電荷儲存結構尺寸之縮減趨向，二氧化鈦與鈦酸鋇由於具有高介電常數、高折射係數和高化學穩定性，故有希望應用於高密度動態記憶體之介電材料。我們採用冷壁、水平式之有機金屬化學氣相沈積法成長二氧化鈦與鈦酸鋇薄膜於矽(100)、砷化鎵(100)、磷化銦(100)及氧化鎂(100)基板， 並將成長溫度在280℃與750℃之間作調變。使用的原料為Ti(i-OC3H7)4、Ba(DPM)2、笑氣與氧氣。二氧化鈦與鈦酸鋇薄膜之成長速率及組成結構受基板溫度與生長氣壓等因素影響。 我們使用 X-r

ay 繞射分析二氧化鈦之相轉換特性，X-ray繞射結果顯示在不同基板成長之二氧化鈦具有相同之相轉換溫度(450℃)。 單相rutile結構可在450℃以上成長於磷化銦基板； 而單相anatase結構可在450℃以下成長於氧化鎂基板。二氧化鈦之光電特性與其薄膜結構相關。單相rutile(110)結構在500℃以上之成長溫度於磷化銦基板上獲得；同相之anatase(100)結構亦可在300℃與375℃之間成長於氧化鎂(100)基板。另一方面，生長溫度及氧化劑對鈦酸鋇薄膜之電特性與結構造成之影響亦將詳細討論。然而。二氧化鈦與鈦酸鋇薄膜具有柱狀結構，此結構造成漏電流的路徑，導致介電常數之降低。我們使用

熱退火改善二氧化鈦薄膜之結晶特性，介電常數經由熱退火處理後增加至110.08；而漏電流亦可減少至5×10-5 A/cm2。未來期望能朝向改進薄膜之結晶特性的目標前進。