(MOCVD) oxidischer Dönnschich ten aus dem Materialsystem Barium

6 1 Einleitung
reduzieren die Permittivitäten in den Schichten gegenüber dem Bulkwert. Die niedrigen
Temperaturen während der Schichtdeposition verglichen mit konventionellen
Bulkpräparationsprozessen sind ein Hinweis auf eine unterschiedliche
Gitterfehlordnung. Bisher stehen für ferro-/paraelektrische Oxidfilme nur
makroskopische Modelle des Ladungsträgertransportes und der Polarisation zur
Verfügung. Eine Erklärung der physikalischen Mechanismen kann aber nur über eine
gesamtheitliche gitterdynamische Theorie erfolgen, in die insbesondere die
Defektstruktur innerer und äußerer Grenzflächen einfließt. Die Erforschung komplexer
Oxide mit Perovskitstruktur bleibt somit eine essenzielle Aufgabe der
Festkörperforschung. Hierbei muss der Aufklärung der Materialdefekte oxidischer
Festkörper und der Beschreibung der elektronisch-ionischen Struktur auf atomarer
Ebene eine hohe Bedeutung beigemessen werden.
1.3 Zielsetzung dieser Arbeit
Ziel dieser Arbeit ist die Abscheidung dielektrischer hoch-�-Dünnschichten auf
metallisierten Silizium-Substraten zum Einsatz in Kondensatoren. Angestrebt wird die
Herstellung und Charakterisierung des alternativen Oxids aus der Materialgruppe der
BaTiO3-basierten Mischphasensysteme: Ba(Ti1-xZrx)O3 (BTZ). Das Dielektrikum muss
für integrierte Kondensatoren optimierte Eigenschaften aufweisen. In der Literatur
werden Abscheidungen von BTZ-Dünnschichten auf platinierten Siliziumwafern nur
mittels der Sputtermethode erwähnt. In dieser Arbeit soll erstmals ein
integrationstypischer Pt/TiOx/SiO2/Si-Stack durch MOCVD mit BTZ beschichtet
werden. In einem weiteren Fertigungsschritt soll dann eine vollständige MIM-
Kondensatorstruktur fabriziert und elektrisch charakterisiert werden. Der Entwicklung
einer experimentellen Infrastruktur mit dem Arbeitsschwerpunkt ein Reaktorsystem
aufzubauen geht diesem Ziel voraus.
Die Ziele werden im einzelnen wie folgt umschrieben:
a) Es soll ein flexibles CVD-System für den Laborbetrieb zur Abscheidung von
hoch-�-Oxidschichten aufgebaut werden. Als Basis stehen ein Horizontalreaktor
für 2’’-Wafer (AIX-200) und ein TriJet-Verdampfersystem für flüssige
Precursoren der Firma AIXTRON AG zu Verfügung. Die Anlage soll für den
Betrieb in einem Klasse 1000-Reinraum ausgelegt sein. Der TriJet ist ein state of
the art–Verdampfer mit ultraschnellen elektromagnetischen Ventilen, die in einem
gepulsten Injektionsmodus Mikromengen an Flüssigkeit in den Verdampfungsraum
einspritzen, wo diese kontaktfrei verdampft werden. Im Rahmen dieses Aufbaus
wird der Verdampfer mit einem Precursor-Zufuhrsystem ausgestattet.
b) Es sind vorbereitende Parameterstudien zu Wachstum und
Wachstumsbeeinflussung des vollständigen Precursorsystems ‚Barium-Titan-
Zirkon’ notwendig. Da die Kombination dieser Precursoren bei der Herstellung
zirkon-substituierter Bariumtitanatfilme nicht zum Standardrepertoire gehört, sind