半導体用語集
電極材料
英語表記：electrode material
BSTなどの酸化物結品性高誘電率材科やPZTやSBTなどの酸化物強誘電体材料は結品化や特性改善のために酸素雰囲気での高温処理が必要となる。その温度は材料によって異なり、400℃程度のものから800℃以上必要なものまである。電極材科としては、このような高温酸素雰囲気に耐えられるものでなくてはならない。DRAMでは電極材料として現在はポリシリコンを用いており、Ta205を誘電体として用いる場合は、Ta205の還元やポリシリコンの酸化を防ぐためポリシリコンの表面を窒化する。しかし、シリコン窒化膜はTa205にくらペ比誘電率が小さいため容量が低下してしまう。 そこで、Ta205を用いる場合でも高融点金属を用いた金属電極が検討されている。さらに誘電率の大きな BSTや強誘電体材科に関してはより高い熱処理が必要となる。それらの材料を用いる場合電極材料として現在用いられているのは主にPtなどの貴金属である。電極材料は強誘電体薄膜の特性にも大きく関係する。まず、結晶性の良い強誘電体薄膜をえるためには電極材料と強誘電体の格子整合性がよい必要がある。これらの条件から、自己配向性を持つ貴金属材料としてPt が多く用いられている。Ptは面心立方格子を取り最密充填構造であるため自己配向しやすい。通常Si02などのアモルファス状に成膜すると(111) に配向しやすくなる。しかし、Ptは強誘電体構成元素の熱拡散を止めることができないため、強誘電体の特性劣化を引き起こす。さらに、還元触媒効果が強いため強誘電体が還元されて特性が劣化しやすい。そこで、現在はPtに代わる電極材料がいろいろと提案されている。IrO2、 Ru02、SrRu03、YBCOなどの導電性酸化物がその代表である。これらの酸化物電極を用いるとPtを用いた際の問題点の多くが解決できて強誘電体の特性改善効果が多く確認されている。
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