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DE69800287T2 - Kondensator mit einem verbesserten Dielektrikum auf Basis von TaOx - Google Patents

Kondensator mit einem verbesserten Dielektrikum auf Basis von TaOx

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Publication number
DE69800287T2
DE69800287T2 DE69800287T DE69800287T DE69800287T2 DE 69800287 T2 DE69800287 T2 DE 69800287T2 DE 69800287 T DE69800287 T DE 69800287T DE 69800287 T DE69800287 T DE 69800287T DE 69800287 T2 DE69800287 T2 DE 69800287T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
film
dielectric
taox
capacitors
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69800287T
Other languages
English (en)
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DE69800287D1 (de
Inventor
Robert Mclemore Fleming
Lynn Frances Schneemeyer
Robert Bruce Van Dover
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia of America Corp
Original Assignee
Lucent Technologies Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucent Technologies Inc filed Critical Lucent Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69800287D1 publication Critical patent/DE69800287D1/de
Publication of DE69800287T2 publication Critical patent/DE69800287T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Dielektrika auf TaOx-Basis, insbesondere derartige Dielektrika für integrierte Schaltungen (IS).
    • Allgemeiner Stand der Technik
  • Angesichts der verhältnismäßig hohen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagfeldstärke von Tantaloxid (hier allgemein TaOx, x 2,5) kommt Dünnschicht-TaOx für Anwendungen bei integrierten Schaltungen in Frage. Bevor jedoch dielektrisches Material auf TaOx-Basis in serienmäßigen Vorrichtungen eingesetzt werden kann, sind einige Eigenschaften des Materials zu verbessern. Dazu zählen der Kriechstrom, den man zumindest für manche Anwendungen in integrierten Schaltungen gegenüber typischen Werten aus dem Stand der Technik verringern möchte, sowie die Durchschlagspannung, bei der eine Erhöhung erwünscht ist.
  • Die Versuche zur Verbesserung der dielektrischen, Eigenschaften sind vor allem von zwei Ansätzen bestimmt worden, nämlich dem Glühen nach der Abscheidung sowie dem Einbau mindestens eines weiteren Metalloxids wie Al&sub2;O&sub2;, TiO&sub2;, WO&sub3;, SiO&sub2; oder ZrO&sub2; in die Schicht. Ersteres erfordert verhältnismäßig hohe Temperaturen und kann zur Kristallisation des TaOx führen, einer nachteiligen Veränderung. Ohnehin haben sich durch ein Glühen nach der Abscheidung bisher nur geringfügige Verbesserungen bei Kriechstrom und Durchschlagspannung erzielen lassen.
  • Auch der zweite Ansatz hat bisher nicht zu den gewünschten Verbesserungen der dielektrischen Eigenschaften geführt.
  • Als typische Beispiele für frühere Versuche sind H. Fujikawa et al., J. Applied Physics, Band 75 (5), S. 2538 (1994) sowie K. Nomura et al., J. Electrochemical Soc., Band 134, S. 924 (1987) zu nennen. Ersterer berichtet über Magnetron-Aufsputtern von Ta&sub2;O&sub5; plus 2 weiteren Oxiden (z. B. Al&sub2;O&sub3;+ZrO&sub2;) in Ar + O&sub2;. Letzterer berichtet über HF-Aufsputtern von TaOx + Al&sub2;O&sub3; in Ar + O&sub2;.
  • Siehe auch J. H. Thomas, J. Applied Physics, Band 45 (12), S. 5349 (1974), wo über Ergebnisse der Untersuchung von Fehlstellen in auf N&sub2;-dotierten Ta-Schichten gebildetem anodischem Ta&sub2;O&sub5; berichtet wird. Aus US-Patent 4,038,167 ist die Bildung eines Dünnschichtkondensators mittels eines ein HF-Sputtern einer Schicht aus Ta-Oxid in einer O&sub2;-N&sub2;-Inertgasatmosphäre beinhaltenden Verfahrens bekannt.
  • P. K. Reddy et al., Thin Solid Films, Band 109, 339-343 (1983) berichten über die Herstellung von Kondensatoren durch Abscheidung einer Aluminiumschicht auf einen Träger und nachfolgendes Aufsputtern eines Ta-Al-N-Films auf die Al-Schicht. Anschließend erfolgte eine anodische Oxidation des Ta-Al-N-Films sowie die Abscheidung einer Al-Gegenelektrode.
  • Angesichts der hohen Dielektrizitätskonstante und weiterer vorteilhafter Eigenschaften von TaOx wäre es wünschenswert, über einen Dielektrikumsfilm auf TaOx-Basis zu verfügen, der einen verhältnismäßig niedrigen Kriechstrom und eine verhältnismäßig hohe Durchschlagspannung aufweisen kann. Die vorliegende Anmeldung offenbart einen derartigen Film und ein Verfahren zur Herstellung des Films.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung wird durch die Ansprüche umschrieben. Wir haben die unerwartete Erkenntnis gewonnen, daß die Zugabe sowohl von Aluminium als auch Stickstoff zu Ta-Oxidfilmen zu einer wesentlichen Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften der Filme führen kann. Beispielsweise kann sich durch etwa 5-40 Atom-% Al anstelle von Ta, sowie durch etwa 10-25 Vol.-% N&sub2; anstelle von O&sub2; im Sputtergas eine wesentliche Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften ergeben, was zu hoher und statistisch einheitlicherer Durchschlagspannung sowie niedrigem Kriechstrom führt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Abb. 1-3 stellen Histogramme von an Materialien aus dem Stand der Technik erhaltenen Ergebnissen dar;
  • Abb. 4 zeigt ein Histogramm von an Ta-Oxynitrid erhaltenen Ergebnissen dar;
  • Abb. 5 zeigt ein Histogramm von an erfindungsgemäßem beispielhaftem Material erhaltenen Ergebnissen dar;
  • Abb. 6 zeigt beispielhafte Daten betreffend den Gütefaktor von erfindungsgemäßem Material in Abhängigkeit von Al-Gehalt;
  • Abb. 7 zeigt die Stromdichte in Abhängigkeit vom angelegten Feld für ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Material; und
  • Abb. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gegenstands, nämlich eines erfindungsgemäß dielektrisches Material enthaltenden Kondensators.
    • Ausführliche Beschreibung
  • Will man einen sinnvollen Vergleich der dielektrischen Eigenschaften von Dielektrikumsfilmen unterschiedlicher Zusammensetzung, und womöglich auf unterschiedliche Art hergestellt, anstellen, so muß ein sinntragender Gütefaktor gewählt werden. Beispielsweise ergibt sich von der Auslegung her im allgemeinen eine ziemlich große Flexibilität beim Variieren der Dicke des Dielektrikumfilms in in Anwendungsbeispielen von integrierten Schaltungen eingesetzten Kondensatoren. So stellen weder die Dielektrizitätskonstante (s) noch das Durchschlagsfeld (EDu) einen unabhängigen Gütefaktor dar. Der maßgeblichste Gütefaktor ist stattdessen das Produkt εEDu = CVDu/Ar wobei C die gemessene Kapazität, VDu die gemessene Durchschlagspannung und A der bekannte Oberflächeninhalt des Kondensators bedeutet.
  • Dem Fachmann wird dazu einfallen, daß CVDu/A der maximalen im Kondensator speicherbaren Ladung entspricht. Dabei wird der Wert von VDu so bestimmt, daß ein Gleichstrom (z. B. 10 nA) maximal 10 s lang durch den Kondensator geleitet und die sich über den Kondensator ausbildende Spannung gemessen wird. Die maximale sich ausbildende Spannung (hier als V* bezeichnet) dient als Schätzwert von VDu. Zwar mag dies bei manchen Kondensatoren eine erhebliche Unterschätzung der wahren Volldurchschlagspannung darstellen, es ist für typische Kondensatoren jedoch ein guter Schätzwert. Wie man sieht, ist der Gütefaktor CV*/A unabhängig von der Stärke der Dielektrikumsschicht, solange ε und Edu stärkeunabhängig sind. Der Wert für V* hängt typischerweise von der Polarität des Meßstroms ab. Hier wird die Polarität so gewählt, daß Elektronen von einer Hg-Sondenelektrode in den Dielektrikumsfilm eingeschleust werden.
  • Ergebnisse aus dem Stand der Technik werden typischerweise als Eigenschaften einzelner Kondensatoren beschrieben. Das kann zu irreführenden Schlußfolgerungen führen. Beispielsweise könnte es durch eine bestimmte Veränderung der Zusammensetzung zu einer Verbesserung der Eigenschaften der besten Kondensatoren, gleichzeitig aber einer Verschlechterung der Eigenschaften der Mehrzahl der Kondensatoren kommen. Um derartige potentielle Probleme zu vermeiden, haben wir unsere Daten statistisch ausgewertet, wobei die relative Wahrscheinlichkeit, einen bestimmten Kapazitätsbereich zu erzielen, durch Histogramme angegeben wird. Diese Histogramme können durch zwei unabhängige Parameter charakterisiert werden. Einer davon ist Y3,0 = (Anzahl der Kondensatoren mit CV*/A> 3,0 ucoulomb/cm²) geteilt durch (Gesamtzahl der Kondensatoren). Y3,0 ist also die Ausbeute an "guten" Kondensatoren. Der andere Parameter, mit M3,0 bezeichnet, stellt den Medianwert der Datenpunkte über dem jeweils angegebenen Grenzwert, nämlich 3,0 ucoulomb/cm² dar.
  • Dielektrikumsfilme wurden in einer im Handel erhältlichen Vorrichtung mittels eines bekannten Verfahrens, außeraxialen reaktiven Cosputterns, abgeschieden. Es ist jedoch zu erwarten, daß andere geeignete Abscheidungsmethoden (z. B. axiales reaktives Sputtern mit einem zusammengesetzten Target, chemische Dampfphasenabscheidung usw.) vergleichbare Ergebnisse liefern werden.
  • Die Ta-Kanone wurde typischerweise mit 100 W betrieben, während die der Al-Kanone zugeführte Leistung so variiert wurde, daß sich am Punkt in der Mitte des Trägers ein geeignetes Al/Ta-Verhältnis ergab. Typische Abscheidungskennwerte sind in Tabelle I aufgeführt. Beispielhaft erfolgten die Abscheidungen bei einem Gesamtdruck von 30 mT (4 Pa) bei Durchsetzen von 40, 10 und 2,5 Ncm³/min für Ar, O&sub2; bzw. N&sub2;. Bei außeraxialem Sputtern wurde eine HF-Vorspannung unmittelbar an den Probenhalter angelegt. Es zeigte sich, daß eine Leistung von 10 W auf einem 60-cm²- Probenhalter gute Ergebnisse erbrachte. Tabelle I
  • Bei den Trägern handelte es sich um herkömmliche Si-Plättchen mit 550 nm an thermischem Oxid, mit 45 nm Ti und 60 nm TiN beschichtet. Die Trägertemperatur stieg während eines typischen, 20 Minuten dauernden Abscheidungsvorgangs typischerweise nicht über 50ºC an. Erfindungsgemäße Dielektrikumsfilme weisen eine Zusammensetzung Ta1-yAlyOxNz auf, eventuell mit Spuren von Ar als unbeabsichtigtem Fremdstoff.
  • Die Filmstärke und Kationenzusammensetzung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ort auf dem Plättchen wurden durch herkömmliche Verfahren ermittelt, einschließlich Rutherford-Rückstreuung. Der Kationenzusammensetzungskennwert y liegt typischerweise im Bereich von 0,05-0,5, wobei Werte unterhalb der Untergrenze typischerweise keine wesentliche Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften ergeben und Werte oberhalb der Obergrenze den Gütefaktor wesentlich verringern, da die niedrigere Dielektrizitätskonstante von AlOx zu überwiegen beginnt, ohne eine ausgleichende Erhöhung von EDu.
  • Der Anionenzusammensetzungskennwert x liegt typischerweise unter etwa 2,5 (typischerweise etwa 2,35), und der Kennwert z typischerweise im Bereich 0,01-0,1, wobei x+z sich typischerweise auf etwa 2,4 beläuft, in einer Schwankungsbreite von nicht mehr als etwa 10%.
  • Die dielektrischen Eigenschaften der Filme wurden mittels einer Raster-Hg-Sonde ausgewertet. Die kreisförmige Kontaktfläche wies einen Durchmesser von 0,9 mm auf, was einer Kondensatorfläche A = 6,3 · 103 cm² entsprach. Die Kapazität des durch die Hg-Sonde abgegrenzten Kondensators wurde mit einem handelsüblichen LCR-Meter bei 10 kHz und einem Signalpegel von 1 VWS gemessen. Die Bestimmung von V* erfolgte mit einer im Handel erhältlichen Stromquelle und einem ebensolchen Elektrometer. Dabei wurde typischerweise an 750 Punkten auf 1 mm großen Zentren in einem 15 · 50 mm großen Rechteck gemessen. Tabelle II zeigt beispielhafte Daten für Vergleichsfilme (Ta-Oxidfilm hergestellt mittels im Handel erhältlicher Axialsputtergeräte, Ta-Oxidfilm hergestellt mittels Außeraxial-Sputtergeräten, Ta-Al-Oxidfilm und Ta-O-N-Film) sowie für den erfindungsgemäßen Ta-Al-O-N-Film. Die unerwartete Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften dieses erfindungsgemäßen Films gegenüber den Vergleichsfilmen ist aus den Daten der Tabelle II ersichtlich. Der Gütefaktor (Y3,0) eines Mehrfachkondensatormusters aus Kondensatoren mit erfindungsgemäßem Dielektrikum übertrifft typischerweise jenen eines Vergleichsmusters aus Kondensatoren mit dem dielektrischen Tantaloxid aus dem Stand der Technik um ein wesentliches. Typischerweise beläuft sich Y3,0 des ersteren auf mindestens 75%, vorzugsweise über 80%. Tabelle II
  • In Abb. 1 sind die der ersten Zeile der Tabelle II entsprechenden Daten dargestellt. Offensichtlich wiesen die meisten Kondensatoren einen Wert von CV*/A 4ucoulomb/cm² auf. Die Herstellung der Ta-O-Kondensatoren geschah mit Hilfe einer handelsüblichen Apparatur (CVC, Inc., in Rochester, NY) durch axiales Sputtern, ein übliches Verfahren zur Abscheidung von Dünnschicht-TaOx-Kondensatoren, und die Ergebnisse zeigen die typische dabei erzielte Qualität. Die Daten der Abb. 1 seien als Maßstab dargelegt, an denen die erfindungsgemäßen Dielektrikumsschichten zu messen sind.
  • In Abb. 2 sind die Zeile 2 der Tabelle II entsprechenden Daten dargestellt, nämlich ein durch außeraxiales Sputtern in unserer Abscheidungsapparatur aufgewachsener TaOx-Film. Der Film weist einen etwas geringeren Wert für Y3,0 und einen etwas höheren Wert für M3,0 auf als der als Maßstab dienende Film der Abb. 1. Der niedrigere Wert für Y3,0 ist wenigstens teilweise einem Randeffekt zuzuschreiben und ist daher nicht inhärent. Wir kommen demnach zu dem Schluß, daß der Außeraxialfilm der Abb. 2 eine dem als Maßstab dienenden Film vergleichbare Qualität aufweist.
  • Abb. 3 zeigt Meßergebnisse an durch außeraxiales Cosputtern von Ta und Al in Ar und O&sub2; hergestellten Ta1-yAlyOx-Filmen. Berichten zufolge (z. B. K. Nomura et al., edit.) führt die Zugabe von Al zu TaOx zu einer verbesserten Durchschlagspannung und daher zu verbessertem CV*/A. Zwar zeigen unsere Ergebnisse einige Kondensatoren mit einem besseren Gütefaktor bis zu einem Wert von 8,0 ucoulomb/cm², doch ist die Ausbeute an guten Kondensatoren (Y3,0) der Al- dotierten Kondensatoren viel geringer als bei dem als Maßstab dienenden Film. Aus einer Betrachtung der Daten als Funktion des Al-Gehaltes geht hervor, daß dieses Resultat über den Bereich 0,05 < y < 0,5 in Ta1-yAlyOx übereinstimmend zutrifft.
  • Abb. 4 zeigt Meßergebnisse an TaOxNz-Dielektrikumsfilm, hergestellt durch außeraxiales Sputtern wie oben beschrieben, d. h. durch Zugabe von 5 Vol.-% N&sub2; zu der Ar/O&sub2;-Mischung. Wie Abb. 4 zu entnehmen, führt die Dotierung von TaOx mit Stickstoff zu keiner wesentlichen Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften der Filme, verglichen mit dem als Maßstab dienenden Film. Wohl steigt der Anteil an Kondensatoren mit dem höchsten Gütefaktor, gleichzeitig nimmt aber die Ausbeute Y3,0 an "guten" Kondensatoren ab.
  • Ganz anders sind die Ergebnisse für Aluminium und stickstoffdotiertes Ta-Oxid (Ta1-yAlyOxNz), wie unmittelbar der Abb. 5 zu entnehmen ist. Sowohl Y3,0 als auch M3,0 sind gegenüber ihren Werten in dem als Maßstab dienenden Film oder in den mit nur einer der Komponenten Al und N&sub2; als Substituent hergestellten Filmen auf Ta-Oxidbasis deutlich verbessert. In diesen Ergebnissen äußert sich ein synergistischer Effekt, der um ein beträchtliches über die bloße Addition der Auswirkungen einer teilweisen Al-Substitution und N&sub2;-Zugabe hinausgeht. Tatsächlich können die Ergebnisse der Al- und N&sub2;-Substitution nicht aus der bestehenden Theorie oder einer Kenntnis der Auswirkungen getrennter Al-Substitution und N&sub2;-Substitution vorhergesagt werden.
  • Betrachtet man die Rohdaten, so zeigt sich ein beginnender Abfall von Y3,0 bei y 0,4, was auf eine Obergrenze für die günstige Auswirkung der Al- Substitution deutet. Zu erwarten ist, daß diese Obergrenze wenigstens teilweise von z, dem Stickstoffanteil im Film, abhängt. Nach unserem derzeitigen Dafürhalten stellt jedoch y 0,5 eine realistische Obergrenze für den Al-Gehalt dar. Messungen an einem Ta1-yAlyOxNz-Film mit höherem Al-Gehalt entsprachen den vorstehend besprochenen Schlußfolgerungen, zeigten jedoch monoton abnehmende Werte für CV*/A bei über 0,4 ansteigendem y.
  • Abb. 6 zeigt CV*/A in Abhängigkeit vom Al-Gehalt für erfindungsgemäße Dielektrikumsfilme. Aus den Daten geht die Abnahme des Gütefaktors für y > 0,4 hervor.
  • Abb. 7 zeigt die Stromdichte gegen das angelegte Feld für einen der besten von uns bisher hergestellten, erfindungsgemäßen Dielektrikumsfilme. Der Film weist einen niedrigen Kriechstrom unterhalb des Durchschlags sowie ein Durchschlagsfeld auf, das nach unserem besten Wissen und Gewissen dem besten in der Literatur angegebenen Wert gleich ist. Da unsere erfindungsgemäßen Filme in einer gewöhnlichen Laboratoriumsumgebung (d. h. nicht in einem staubfreien Reinraum) mit Hilfe eines nichtoptimierten Prozesses hergestellt wurden, läßt die Existenz eines Films wie jenes der Abb. 7 den Schluß zu, daß noch weitere Verbesserungen im Bereich des Möglichen liegen. Beispielsweise könnte die Abscheidung bei erhöhter Temperatur (z. B. im Bereich 100-400ºC) günstige Ergebnisse liefern. Wir erwarten denn auch, daß Y3,0 > 88% erreichbar sein wird.
  • Wenngleich Al vielleicht nicht der einzige zu verbesserten dielektrischen Eigenschaften führende Kationensubstituent ist, haben wir doch bisher keinen anderen nutzbringenden Kationensubstituenten gefunden. Insbesondere ergaben Zuschläge von 5-50 Atom-% an Si, Ge, Sn oder Ti, jeweils mit und ohne N&sub2; in der Sputteratmosphäre, entweder keine Auswirkungen oder eine Abnahme von Y3,0.
  • Abb. 8 stellt schematisch einen erfindungsgemäßen Kondensator 80 auf einem Träger 81 (beispielhaft ein Si-Chip) dar. Der Kondensator umfaßt Elektroden 82 und 84, mit einer erfindungsgemäßen Dielektrikumsschicht 83 dazwischen. Typischerweise ist der Kondensator Teil einer integrierten Schaltung. Eine derartige Schaltung kann herkömmlicher Art sein und bedarf keiner ausführlichen Beschreibung.
  • Der Fachmann wird sich dessen bewußt sein, daß Dielektrikumsschicht 83 nicht unbedingt über die gesamte Schichtdicke eine konstante Zusammensetzung aufweist. Tatsächlich werden in manchen Ausführungsformen erfindungsgemäße Kondensatoren eine zusammengesetzte Dielektrikumsschicht aufweisen, die beispielsweise aus abwechselnden Schichten aus erfindungsgemäßem Material und einem anderen Dielektrikumsmaterial (z. B. Al&sub2;O&sub3;) besteht, oder eine Schicht aus erfindungsgemäßem Material umfaßt, die entweder zwischen zwei Schichten aus einem anderen Dielektrikumsmaterial (z. B. Al&sub2;O&sub3;) eingelagert oder zwischen einer Schicht aus einem anderen Dielektrikumsmaterial und einer der Leiterschichten eingelagert ist.
  • Beispiel 1. Erfindungsgemäßes Material wurde durch Abscheidung mittels außeraxialen Cosputterns wie folgt hergestellt. Ein herkömmlicher Si-Träger mit 60 nm TiN wurde bereitgestellt und so auf dem Aluminiumprobenhalter der Sputtervorrichtung aufgespannt, daß die Probe 3,0 cm von dem Ta-Metall-Magnetronsputterkanonentarget und 8,0 cm von dem Al-Metall- Magnetronsputterkanonentarget entfernt angeordnet war. Die zwei Sputterkanonen wurden mit einander zugekehrten Targets in Stellung gebracht. Die Probe war so angeordnet, daß ihre Ebene parallel zu der die Mittelpunkte der zwei Targets verbindenden Linie liegt und 3,5 cm von jener Linie abgesetzt ist. Nach dem Aufspannen des Trägers wurde das System auf unter 5 · 10&supmin;&sup6; Torr evakuiert, worauf Durchsätze von 2,5 Ncm³/min N&sub2;, 10 Ncm³/min O&sub2; und 40 Ncm³/min Ar eingestellt wurden. Die Hochvakuumpumpe wurde auf einen Gesamtgasdruck von 30,0 mTorr (1 Torr = 133,3 Pa) gedrosselt. Der Träger wurde mit 10 W an HF-Leistung beaufschlagt, und die Ta-Kanone und die Al-Kanone wurden mit 100 W bzw. 40 W an HF-Leistung beaufschlagt. Die Anpaßkreise wurden jeweils auf minimale reflektierte Leistung hin abgestimmt. Nachdem diese Bedingungen 20 Minuten lang aufrechterhalten worden waren, hatte sich ein Ta-Al-Sauerstoff-Stickstoff-Film einer von dem jeweiligen Ort auf dem Träger abhängigen Stärke und Zusammensetzung abgeschieden. Nach dem Ausschleusen des Trägers mit der darauf angeordneten Dielektrikumsschicht aus den Abscheidekammern wurden Kapazitätsmessungen im wesentlichen wie oben beschrieben durchgeführt. Die Messungen ergaben Gütefaktordaten, die im wesentlichen den in Abb. 5 dargestellten entsprachen.
  • Beispiel 2. Erfindungsgemäßes Material wurde durch axiales Aufsputtern wie folgt hergestellt. Ein Träger wurde bereitgestellt wie in Beipiel 1. Ein zusammengesetztes Ta0,9Al0,1-Sputtertarget mit einem Durchmesser von 2 Zoll wurde in der Magnetronsputterkanone aufgespannt. Der Träger wurde so mit Ta-Bügeln auf den Probenhalter/Heizkörper aufgespannt, daß der Träger dem Sputtertarget zugekehrt und 9,0 cm davon entfernt war. Nach dem Abpumpen der Abscheidekammer auf unter 1 · 10&supmin;&sup6; Torr wurde der Träger auf 250ºC erhitzt und Gas (1 Ncm³/min N&sub2;, 5 Ncm³/min O&sub2;, 5 Ncm³/min Ar) eingeleitet, wobei die Hochvakuumpumpe auf einen Gesamtgasdruck von 10 mTorr gedrosselt war. Die Ta0,9Al0,1-Kanone wurde mit einer gepulsten Gleichstromleistung von 200 W, mit 112 kHz und einem Tastverhältnis von 83% beaufschlagt. Diese Bedingungen wurden 5 Minuten lang aufrechterhalten. Nachdem die Leistung abgeschaltet worden war und man die Probe auf unter 60ºC abkühlen gelassen hatte, wurde die Probe aus der Abscheidekammer ausgeschleust. Kapazitätsmessungen wurden im wesentlichen wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Die Dielektrikumsschicht wies etwa die Zusammensetzung Ta1,85Al0,15O4,84N0,1Ar0,06 und einen weitgehend dem in Abb. 5 dargestellten entsprechenden Gütefaktor (Y3,0) auf.

Claims (5)

1. Gegenstand mit einem Kondensator (80) mit zwei elektrisch leitenden Gliedern (82, 84) und dazwischen einer ersten Dielektrikumsschicht (83), die im wesentlichen aus Tantal (Ta), Aluminium (Al), Sauerstoff (O) sowie Stickstoff (N) besteht;
dadurch gekennzeichnet, daß
a) die erste Dielektrikumsschicht eine Zusammensetzung Ta1-yAlyOxNz aufweist, wobei gilt, daß 0,05 &le; y &le; 0,5, 2,0 &le; x &le; 2,5, sowie 0 &le; z &le; 0,1.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei y etwa 0,1 beträgt, x etwa 2,4 beträgt und z etwa 0,02 beträgt.
3. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Gegenstand um eine integrierte Schaltung auf Si-Basis handelt.
4. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Kondensator um ein Glied eines Mehrfachkondensatormusters handelt und etwa 75% der Glieder des Musters sich zur Speicherung von 3 uCoulomb/cm² oder mehr eignen.
5. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Kondensator noch mindestens eine Schicht eines zweiten Dielektrikumsmaterials einer sich von der ersten Dielektriumsschicht unterscheidenden Zusammensetzung umfaßt.
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