Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4.2 Prekursortest: M-(O-Pri)2(tbaoac)2 77
Wachstumsrate (nm/min)
10
1
ZrO 2 /SiO x /Si
ZrO 2 /Pt/TiO x /SiO x /Si
0.76eV
0.72eV
0,1
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
1000/T(K -1 )
Wachstumsrate (nm/min)
10
1
HfO 2 /SiO x /Si
HfO 2 /Pt/TiO x /SiO x /Si
0.74eV
0.78eV
0
0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
1000/T (K -1 )
Abbildung 4.15: Wachstumsrate in Arrhenius Darstellung für ZrO2 und HfO2 Schichten auf
Platin und Siliziumsubstraten.
4.2.2 Kompatibilität mit Sr(thd)2
In einem nächsten Schritt wurde versucht, den neuen Prekursor mit dem bereits verwendeten
Strontium Prekursor zu kombinieren. Das Ziel war vor allen Dingen eine stochiometrische
Abscheidung unterhalb von 500°C zu erreichen, da dies für technologische Anwendungen
von großem Interesse ist und die Effizienz des Ti(O-iPr)2(thd)2 Prekursors unterhalb 500°C
stark gesunken ist (siehe Abb. 4.5). Die Ergebnisse der ersten Tests zeigten bei 450°C eine
drastische Abnahme der Effizienz verglichen mit der Abscheidung von reinem TiO2 (Abbildung
4.16). Hier scheint es eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Prekursoren zu geben.
In dieser Temperaturregion sind die Reaktionen nahe der Oberfläche oder auf dem Substrat
kinetisch limitierte Adsorptionen des Prekursormoleküls und Desorptionen der organischen
Liganden. Daher beeinflusst die Anwesenheit jedes weiteren Prekursors die Abscheidung des
anderen.
Effizienz [%]
70
60
Ti-Eff
50
40
30
20
10
0
Sr-Eff
400 500 600 700
Temperatur [°C]
Abbildung 4.16: Die Effizienz
der einzelnen Prekursoren
von Ti(O-iPr)2-
(tbaoac)2 und Sr(thd)2, die
zusammen abgeschieden
wurden.
Um dieses Verhalten besser zu verstehen wurde bei 450, 500 und 650°C die Zeit zwischen
den einzelnen Pulsen bei gleichzeitigem Beibehalten der Injektionsrate extrem verlängert. Die
Ergebnisse werden in den Abbildungen 4.17a, b und c dargestellt. Wie in der letzter Abbildung
gut zu sehen ist, liegt eine stabile Effizienz bei 650°C vor. Hier wird stöchiometrisches