JP2001035749A - 誘電体薄膜素子、薄膜キャパシタ、およびそれらの製造方法 - Google Patents
誘電体薄膜素子、薄膜キャパシタ、およびそれらの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汎用性に優れたＳｒＴｉＯ3等の単結晶基板
を下地基板に用いつつ、結晶性の優れたタングステンブ
ロンズ型の誘電体薄膜を有する薄膜キャパシタ、および
その製造方法を提供する。 【解決手段】 下地基板となる酸化物単結晶基板とタン
グステンブロンズ型誘電体薄膜との間に、バッファ層と
して機能するタングステンブロンズ型の導電性酸化物薄
膜を介在して設けることにより、ＳｒＴｉＯ3単結晶基
板を下地基板に用いつつ結晶性の優れたタングステンブ
ロンズ型誘電体薄膜を形成しうる。
を下地基板に用いつつ、結晶性の優れたタングステンブ
ロンズ型の誘電体薄膜を有する薄膜キャパシタ、および
その製造方法を提供する。 【解決手段】 下地基板となる酸化物単結晶基板とタン
グステンブロンズ型誘電体薄膜との間に、バッファ層と
して機能するタングステンブロンズ型の導電性酸化物薄
膜を介在して設けることにより、ＳｒＴｉＯ3単結晶基
板を下地基板に用いつつ結晶性の優れたタングステンブ
ロンズ型誘電体薄膜を形成しうる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体薄膜を用い
た薄膜キャパシタおよびその製造方法に関するもので、
特にマイクロ波ＩＣ等に用いられるタングステンブロン
ズ型の強誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタおよびその
製造方法に関するものである。
た薄膜キャパシタおよびその製造方法に関するもので、
特にマイクロ波ＩＣ等に用いられるタングステンブロン
ズ型の強誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタおよびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かねてから、マイクロ波ＩＣ、ＦＲＡＭ
等の技術領域において誘電体薄膜からなる薄膜キャパシ
タや強誘電体メモリの研究開発が盛んである。これらの
薄膜キャパシタや強誘電体メモリの特性向上には、誘電
体薄膜の結晶性の向上が不可欠である。
等の技術領域において誘電体薄膜からなる薄膜キャパシ
タや強誘電体メモリの研究開発が盛んである。これらの
薄膜キャパシタや強誘電体メモリの特性向上には、誘電
体薄膜の結晶性の向上が不可欠である。
【０００３】そこで従来より、誘電体薄膜のエピタキシ
ャル化を実現するために、誘電体薄膜を成膜する下地基
板として、成膜する誘電体薄膜と格子整合性の良い酸化
物単結晶基板が用いられる。例えば、タングステンブロ
ンズ型の誘電体薄膜を作製しようとする場合、誘電体薄
膜との格子整合性に比較的優れかつ汎用性の高いＳｒＴ
ｉＯ3単結晶基板が用いられる。これは、誘電体薄膜と
格子整合性の良い単結晶基板上に誘電体薄膜を成膜すれ
ば、成膜される誘電体薄膜も単結晶化されやすいからで
ある。
ャル化を実現するために、誘電体薄膜を成膜する下地基
板として、成膜する誘電体薄膜と格子整合性の良い酸化
物単結晶基板が用いられる。例えば、タングステンブロ
ンズ型の誘電体薄膜を作製しようとする場合、誘電体薄
膜との格子整合性に比較的優れかつ汎用性の高いＳｒＴ
ｉＯ3単結晶基板が用いられる。これは、誘電体薄膜と
格子整合性の良い単結晶基板上に誘電体薄膜を成膜すれ
ば、成膜される誘電体薄膜も単結晶化されやすいからで
ある。
【０００４】ところで、一般に薄膜キャパシタにおいて
はキャパシタの下部電極としてＰｔ等の金属薄膜が用い
られるが、この場合、単結晶基板と誘電体薄膜との間に
金属薄膜が介在することにより基板と誘電体薄膜との良
好な格子整合性が遮断され、誘電体薄膜の単結晶化が阻
害される恐れがある。そこで、高い結晶性の要求される
誘電体薄膜の作製時には、下部電極として金属薄膜を用
いず、酸化物単結晶基板に異種元素をドーピングして導
電性を付与し、該導電性基板を下部電極として使用する
構成がしばしば用いられる。
はキャパシタの下部電極としてＰｔ等の金属薄膜が用い
られるが、この場合、単結晶基板と誘電体薄膜との間に
金属薄膜が介在することにより基板と誘電体薄膜との良
好な格子整合性が遮断され、誘電体薄膜の単結晶化が阻
害される恐れがある。そこで、高い結晶性の要求される
誘電体薄膜の作製時には、下部電極として金属薄膜を用
いず、酸化物単結晶基板に異種元素をドーピングして導
電性を付与し、該導電性基板を下部電極として使用する
構成がしばしば用いられる。
【０００５】ここで、図２に上述の構成の薄膜キャパシ
タ２１の断面図を示す。図において、２２は導電性を有
する酸化物単結晶基板、２３は誘電体薄膜、２４は上部
電極をそれぞれ示している。酸化物単結晶基板２２とし
てＮｂをＢサイト置換して導電性を付与したＳｒＴｉＯ
3単結晶基板が、誘電体薄膜２３としてタングステンブ
ロンズ型誘電体薄膜の１種である（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）
Ｎｂ2Ｏ6が、上部電極２４としてＡｇがそれぞれ用いら
れている。
タ２１の断面図を示す。図において、２２は導電性を有
する酸化物単結晶基板、２３は誘電体薄膜、２４は上部
電極をそれぞれ示している。酸化物単結晶基板２２とし
てＮｂをＢサイト置換して導電性を付与したＳｒＴｉＯ
3単結晶基板が、誘電体薄膜２３としてタングステンブ
ロンズ型誘電体薄膜の１種である（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）
Ｎｂ2Ｏ6が、上部電極２４としてＡｇがそれぞれ用いら
れている。
【０００６】この構成によれば、下地基板（酸化物単結
晶基板２２）との良好な格子整合性を活かしてタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜２３が結晶成長し、導電性を
有する酸化物単結晶基板２２、誘電体薄膜２３、上部電
極２４からなるＭＩＭ構造を有する薄膜キャパシタ２１
が得られる。
晶基板２２）との良好な格子整合性を活かしてタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜２３が結晶成長し、導電性を
有する酸化物単結晶基板２２、誘電体薄膜２３、上部電
極２４からなるＭＩＭ構造を有する薄膜キャパシタ２１
が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図２の構造の薄膜キャパシタは以下の問題点を有してい
た。すなわち、ＳｒＴｉＯ3単結晶基板２２とタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜２３とは、他の下地基板と比
較するとその格子整合性は優れているものの、より良質
な結晶性を有する誘電体薄膜を作製するためにはいまだ
その整合性は不十分なものであった。具体的には、Ｓｒ
ＴｉＯ3単結晶基板上に誘電体薄膜をそのまま成膜する
と、誘電体薄膜は単結晶には成長せず、せいぜい双晶状
の結晶が得られるにとどまり、成膜条件の悪いときには
ほとんど結晶化しない場合もあった。このような誘電体
薄膜では、下地基板と誘電体薄膜との界面に歪みや格子
欠陥が生じており、誘電体薄膜の絶縁特性および比誘電
率等に関して所望の特性を実現できていないのが実状で
あった。
図２の構造の薄膜キャパシタは以下の問題点を有してい
た。すなわち、ＳｒＴｉＯ3単結晶基板２２とタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜２３とは、他の下地基板と比
較するとその格子整合性は優れているものの、より良質
な結晶性を有する誘電体薄膜を作製するためにはいまだ
その整合性は不十分なものであった。具体的には、Ｓｒ
ＴｉＯ3単結晶基板上に誘電体薄膜をそのまま成膜する
と、誘電体薄膜は単結晶には成長せず、せいぜい双晶状
の結晶が得られるにとどまり、成膜条件の悪いときには
ほとんど結晶化しない場合もあった。このような誘電体
薄膜では、下地基板と誘電体薄膜との界面に歪みや格子
欠陥が生じており、誘電体薄膜の絶縁特性および比誘電
率等に関して所望の特性を実現できていないのが実状で
あった。
【０００８】このような問題点を解消するための一つの
手法として、成膜する誘電体薄膜の膜厚を厚くする方法
が考えられる。一般に、膜厚を厚くしてゆくと膜の結晶
性が次第に改善される傾向を有しているからである。し
かしながら、誘電体薄膜においてはその絶縁特性は下地
基板と誘電体薄膜の界面部分における結晶性や膜構造に
大きく依存していると考えられており、誘電体薄膜の膜
厚を厚く形成することは絶縁特性劣化に対する本質的な
解決策とはならない。
手法として、成膜する誘電体薄膜の膜厚を厚くする方法
が考えられる。一般に、膜厚を厚くしてゆくと膜の結晶
性が次第に改善される傾向を有しているからである。し
かしながら、誘電体薄膜においてはその絶縁特性は下地
基板と誘電体薄膜の界面部分における結晶性や膜構造に
大きく依存していると考えられており、誘電体薄膜の膜
厚を厚く形成することは絶縁特性劣化に対する本質的な
解決策とはならない。
【０００９】また、より結晶性の優れた誘電体薄膜を成
膜するために、成膜するタングステンブロンズ型誘電体
薄膜と同種の結晶構造を有するタングステンブロンズ型
の材料からなる下地基板を用いる手法も考えられる。し
かしながら、タングステンブロンズ型の結晶構造を有す
る下地基板はいまだ実用化されておらず、次善の方策と
して、汎用性に優れ格子整合性も比較的優れているＳｒ
ＴｉＯ3単結晶基板が下地基板として用いられている次
第である。
膜するために、成膜するタングステンブロンズ型誘電体
薄膜と同種の結晶構造を有するタングステンブロンズ型
の材料からなる下地基板を用いる手法も考えられる。し
かしながら、タングステンブロンズ型の結晶構造を有す
る下地基板はいまだ実用化されておらず、次善の方策と
して、汎用性に優れ格子整合性も比較的優れているＳｒ
ＴｉＯ3単結晶基板が下地基板として用いられている次
第である。
【００１０】従って本発明の目的は、汎用性に優れたＳ
ｒＴｉＯ3等の単結晶基板を下地基板に用いつつ、結晶
性の優れたタングステンブロンズ型誘電体薄膜を有する
薄膜キャパシタ、およびその製造方法を提供することに
ある。
ｒＴｉＯ3等の単結晶基板を下地基板に用いつつ、結晶
性の優れたタングステンブロンズ型誘電体薄膜を有する
薄膜キャパシタ、およびその製造方法を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明者らは、下地基板となる酸化物単結晶基板と
タングステンブロンズ型誘電体薄膜との間に、バッファ
層として機能するタングステンブロンズ型導電性酸化物
薄膜を介在して設けることにより、ＳｒＴｉＯ 3単結晶
基板を下地基板に用いつつ結晶性の優れたタングステン
ブロンズ型誘電体薄膜を形成しうることを見いだし本発
明を完成させるに到った。
めに本発明者らは、下地基板となる酸化物単結晶基板と
タングステンブロンズ型誘電体薄膜との間に、バッファ
層として機能するタングステンブロンズ型導電性酸化物
薄膜を介在して設けることにより、ＳｒＴｉＯ 3単結晶
基板を下地基板に用いつつ結晶性の優れたタングステン
ブロンズ型誘電体薄膜を形成しうることを見いだし本発
明を完成させるに到った。
【００１２】すなわち本発明の薄膜キャパシタは、酸化
物単結晶基板と、酸化物単結晶基板上に形成されるタン
グステンブロンズ型誘電体薄膜と、タングステンブロン
ズ型誘電体薄膜上に形成される上部電極とを有してなる
薄膜キャパシタであって、酸化物単結晶基板とタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜との間にさらにタングステン
ブロンズ型導電性酸化物薄膜を介在して設けたことを特
徴とする。
物単結晶基板と、酸化物単結晶基板上に形成されるタン
グステンブロンズ型誘電体薄膜と、タングステンブロン
ズ型誘電体薄膜上に形成される上部電極とを有してなる
薄膜キャパシタであって、酸化物単結晶基板とタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜との間にさらにタングステン
ブロンズ型導電性酸化物薄膜を介在して設けたことを特
徴とする。
【００１３】このように、タングステンブロンズ型導電
性酸化物薄膜をバッファ層として介在させることによ
り、下地基板とタングステンブロンズ型誘電体薄膜との
格子不整合を緩和することができ、バッファ層上に形成
される誘電体薄膜の結晶性を向上させることができる。
性酸化物薄膜をバッファ層として介在させることによ
り、下地基板とタングステンブロンズ型誘電体薄膜との
格子不整合を緩和することができ、バッファ層上に形成
される誘電体薄膜の結晶性を向上させることができる。
【００１４】また、タングステンを含有するタングステ
ンブロンズ型酸化物は、その結晶中にＷ5+が存在してお
り高い導電性を有するので、バッファ層を薄膜キャパシ
タの下部電極として使用することも可能である。
ンブロンズ型酸化物は、その結晶中にＷ5+が存在してお
り高い導電性を有するので、バッファ層を薄膜キャパシ
タの下部電極として使用することも可能である。
【００１５】なお、本発明の構造の薄膜キャパシタにお
いても、下地基板と導電性酸化物薄膜からなるバッファ
層との界面には格子不整合から生じる歪みや格子欠陥が
生じることになるが、バッファ層の上部表面付近では結
晶性が改善されていることが確認されており、バッファ
層上に続いて形成されるタングステンブロンズ型誘電体
薄膜も良好な結晶性を実現できる。ところで、下地基板
とバッファ層との界面に歪みや格子欠陥が生じているこ
とにより、バッファ層の導電性は若干劣化することにな
る。しかし、薄膜キャパシタにおいては、電極の導電性
の劣化と比べて誘電体薄膜の絶縁特性の劣化の方がはる
かに重要な役割を有しているので、この点はさほど問題
とならない。
いても、下地基板と導電性酸化物薄膜からなるバッファ
層との界面には格子不整合から生じる歪みや格子欠陥が
生じることになるが、バッファ層の上部表面付近では結
晶性が改善されていることが確認されており、バッファ
層上に続いて形成されるタングステンブロンズ型誘電体
薄膜も良好な結晶性を実現できる。ところで、下地基板
とバッファ層との界面に歪みや格子欠陥が生じているこ
とにより、バッファ層の導電性は若干劣化することにな
る。しかし、薄膜キャパシタにおいては、電極の導電性
の劣化と比べて誘電体薄膜の絶縁特性の劣化の方がはる
かに重要な役割を有しているので、この点はさほど問題
とならない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のタングステンブロ
ンズ型誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタにつき説明す
る。まず、薄膜キャパシタ１の断面図を図１に示す。図
中の２は酸化物単結晶基板、３はタングステンブロンズ
型導電性酸化物薄膜からなるバッファ層、４はタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜、５は上部電極をそれぞれ示
しており、バッファ層３、誘電体薄膜４、上部電極５に
よってＭＩＭ構造の薄膜キャパシタを構成している。酸
化物単結晶基板２上に形成されるバッファ層３は、基板
２との界面部分では格子不整合のために歪みや結晶欠陥
が生じているものの、その上部表面付近ではタングステ
ンブロンズ型の多結晶の結晶配向が得られている。バッ
ファ層３上に形成される誘電体薄膜４は、バッファ層３
の上部表面付近の多結晶配向を活かして、良好な結晶性
のタングステンブロンズ型誘電体薄膜が得られている。
ンズ型誘電体薄膜を用いた薄膜キャパシタにつき説明す
る。まず、薄膜キャパシタ１の断面図を図１に示す。図
中の２は酸化物単結晶基板、３はタングステンブロンズ
型導電性酸化物薄膜からなるバッファ層、４はタングス
テンブロンズ型誘電体薄膜、５は上部電極をそれぞれ示
しており、バッファ層３、誘電体薄膜４、上部電極５に
よってＭＩＭ構造の薄膜キャパシタを構成している。酸
化物単結晶基板２上に形成されるバッファ層３は、基板
２との界面部分では格子不整合のために歪みや結晶欠陥
が生じているものの、その上部表面付近ではタングステ
ンブロンズ型の多結晶の結晶配向が得られている。バッ
ファ層３上に形成される誘電体薄膜４は、バッファ層３
の上部表面付近の多結晶配向を活かして、良好な結晶性
のタングステンブロンズ型誘電体薄膜が得られている。
【００１７】次に、本実施例の薄膜キャパシタ１のより
詳細な構造および製造方法について説明する。まず、面
方位（１００）のＳｒＴｉＯ3単結晶基板２を準備し、
該基板上にレーザアブレーション法によってＫＷ2Ｏ6薄
膜３を２００ｎｍの膜厚に成膜する。成膜に際しては、
基板温度を７００℃以上の高温に保持しつつ酸化雰囲気
中で成膜を行うことにより、導電性を有するＫＷ2Ｏ6薄
膜３を形成することができる。このＫＷ2Ｏ6薄膜３をＲ
ＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）により分析したとこ
ろ、膜の表面付近は面内配向した結晶膜であることが確
認できた。
詳細な構造および製造方法について説明する。まず、面
方位（１００）のＳｒＴｉＯ3単結晶基板２を準備し、
該基板上にレーザアブレーション法によってＫＷ2Ｏ6薄
膜３を２００ｎｍの膜厚に成膜する。成膜に際しては、
基板温度を７００℃以上の高温に保持しつつ酸化雰囲気
中で成膜を行うことにより、導電性を有するＫＷ2Ｏ6薄
膜３を形成することができる。このＫＷ2Ｏ6薄膜３をＲ
ＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）により分析したとこ
ろ、膜の表面付近は面内配向した結晶膜であることが確
認できた。
【００１８】ついで、ＫＷ2Ｏ6薄膜３上に（Ｓｒ0.5，
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４を、同様にレーザアブレーシ
ョン法によって基板温度を７００℃以上の高温に保持し
つつ、２５０ｎｍの膜厚に成膜する。この（Ｓｒ0.5，
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４をＸＲＤ（Ｘ線回折）および
ＲＨＥＥＤにより分析したところ、配向は基板の法線方
向に（００１）面が配列しかつ面内配向した３軸配向膜
であることが確認できた。
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４を、同様にレーザアブレーシ
ョン法によって基板温度を７００℃以上の高温に保持し
つつ、２５０ｎｍの膜厚に成膜する。この（Ｓｒ0.5，
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４をＸＲＤ（Ｘ線回折）および
ＲＨＥＥＤにより分析したところ、配向は基板の法線方
向に（００１）面が配列しかつ面内配向した３軸配向膜
であることが確認できた。
【００１９】さらに、（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄
膜４上に例えばスパッタリング法等で上部電極５として
Ａｇを成膜することにより、ＫＷ2Ｏ6薄膜３、（Ｓｒ
0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４、上部電極５からなるＭ
ＩＭ構造の薄膜キャパシタ１が作製される。なお、レー
ザアブレーションによるＫＷ2Ｏ6薄膜３および（Ｓｒ
0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４には、それぞれターゲッ
トとしてＫＷ2Ｏ6および（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6
の焼結体を用いた。
膜４上に例えばスパッタリング法等で上部電極５として
Ａｇを成膜することにより、ＫＷ2Ｏ6薄膜３、（Ｓｒ
0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４、上部電極５からなるＭ
ＩＭ構造の薄膜キャパシタ１が作製される。なお、レー
ザアブレーションによるＫＷ2Ｏ6薄膜３および（Ｓｒ
0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４には、それぞれターゲッ
トとしてＫＷ2Ｏ6および（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6
の焼結体を用いた。
【００２０】ここで、ＫＷ2Ｏ6薄膜３を下部電極として
（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４のＩ−Ｖ特性を測
定したところ、バッファ層を形成しない場合と比べて絶
縁特性が大幅に向上したすることが確認できた。さら
に、Ｐ−Ｅヒステリシスを測定したところ分極を飽和さ
せることができ、強誘電性を確認することができた。
（Ｓｒ0.5，Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6薄膜４のＩ−Ｖ特性を測
定したところ、バッファ層を形成しない場合と比べて絶
縁特性が大幅に向上したすることが確認できた。さら
に、Ｐ−Ｅヒステリシスを測定したところ分極を飽和さ
せることができ、強誘電性を確認することができた。
【００２１】このように本実施例においては、下地基板
となる酸化物単結晶基板とタングステンブロンズ型誘電
体薄膜との間に、バッファ層として機能するタングステ
ンブロンズ型導電性酸化物薄膜を介在して設けることに
より、ＳｒＴｉＯ3単結晶基板を下地基板に用いつつ結
晶性の優れたタングステンブロンズ型誘電体薄膜を形成
できた。
となる酸化物単結晶基板とタングステンブロンズ型誘電
体薄膜との間に、バッファ層として機能するタングステ
ンブロンズ型導電性酸化物薄膜を介在して設けることに
より、ＳｒＴｉＯ3単結晶基板を下地基板に用いつつ結
晶性の優れたタングステンブロンズ型誘電体薄膜を形成
できた。
【００２２】なお、本実施例においては酸化物単結晶基
板としてＳｒＴｉＯ3基板を用いたが、この他にも化学
式ＡＢＯ3（Ａはアルカリ土類金属またはアルカリ金属
のうちから選ばれた少なくとも１種の元素を含む、また
ＢはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａのうちのすくなくとも１種を含
む）で表される化合物からなる基板、より具体的にはＬ
ｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｓｒ（Ｎｂx，
Ｔｉ1-x）Ｏ3（ただし０≦ｘ≦２）等の各基板を用いる
ことができる。
板としてＳｒＴｉＯ3基板を用いたが、この他にも化学
式ＡＢＯ3（Ａはアルカリ土類金属またはアルカリ金属
のうちから選ばれた少なくとも１種の元素を含む、また
ＢはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａのうちのすくなくとも１種を含
む）で表される化合物からなる基板、より具体的にはＬ
ｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｓｒ（Ｎｂx，
Ｔｉ1-x）Ｏ3（ただし０≦ｘ≦２）等の各基板を用いる
ことができる。
【００２３】また、導電性酸化物バッファ層としてはＫ
Ｗ2Ｏ6の他に、化学式（Ａ１2x，Ａ２1-x）Ｗ4Ｏ12（Ａ
１はアルカリ金属のうち少なくとも１種の元素を含む、
Ａ２はアルカリ土類金属のうち少なくとも１種の元素を
含む、０≦ｘ≦１）で示されるタングステンブロンズ型
化合物を用いることができる。
Ｗ2Ｏ6の他に、化学式（Ａ１2x，Ａ２1-x）Ｗ4Ｏ12（Ａ
１はアルカリ金属のうち少なくとも１種の元素を含む、
Ａ２はアルカリ土類金属のうち少なくとも１種の元素を
含む、０≦ｘ≦１）で示されるタングステンブロンズ型
化合物を用いることができる。
【００２４】また、酸化物バッファ層上に形成するタン
グステンブロンズ型誘電体薄膜としては、（Ｓｒ0.5，
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6の他に、化学式（Ａ１2xＡ２1-x）Ｂ
2Ｏ6（Ａ１はアルカリ金属のうちの少なくとも１種の元
素を含む、Ａ２はアルカリ土類金属およびＰｂのうちの
少なくとも１種の元素を含む、ＢはＮｂ、Ｔａの一方あ
るいは両方を含む、ただし０≦ｘ≦１）で表されるｎ型
の導電機構を有するタングステンブロンズ型誘電体、よ
り具体的には（Ｓｒx，Ｂａ1-x）Ｎｂ2Ｏ6（ただし、
０．２５≦ｘ≦０．７５）、（Ｐｂx，Ｂａ1-x）Ｎｂ2
Ｏ6（ただし、０．２５≦ｘ≦０．７５）、（Ｋz，Ｎａ
1-z）2y（Ｓｒx，Ｂａ1-x）1-yＮｂ2Ｏ6（ただし、０．
２５≦ｘ≦０．７５、０≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦１）、
（Ｋz，Ｎａ1-z）2y（Ｐｂx，Ｂａ1-x）1-yＮｂ2Ｏ
6（ただし、０．２５≦ｘ≦０．７５、０≦ｙ≦０．
４、０≦ｚ≦１）等の各誘電体を用いることができる。
グステンブロンズ型誘電体薄膜としては、（Ｓｒ0.5，
Ｂａ0.5）Ｎｂ2Ｏ6の他に、化学式（Ａ１2xＡ２1-x）Ｂ
2Ｏ6（Ａ１はアルカリ金属のうちの少なくとも１種の元
素を含む、Ａ２はアルカリ土類金属およびＰｂのうちの
少なくとも１種の元素を含む、ＢはＮｂ、Ｔａの一方あ
るいは両方を含む、ただし０≦ｘ≦１）で表されるｎ型
の導電機構を有するタングステンブロンズ型誘電体、よ
り具体的には（Ｓｒx，Ｂａ1-x）Ｎｂ2Ｏ6（ただし、
０．２５≦ｘ≦０．７５）、（Ｐｂx，Ｂａ1-x）Ｎｂ2
Ｏ6（ただし、０．２５≦ｘ≦０．７５）、（Ｋz，Ｎａ
1-z）2y（Ｓｒx，Ｂａ1-x）1-yＮｂ2Ｏ6（ただし、０．
２５≦ｘ≦０．７５、０≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦１）、
（Ｋz，Ｎａ1-z）2y（Ｐｂx，Ｂａ1-x）1-yＮｂ2Ｏ
6（ただし、０．２５≦ｘ≦０．７５、０≦ｙ≦０．
４、０≦ｚ≦１）等の各誘電体を用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】上述の説明からも明らかなように、本発
明によれば下地基板とタングステンブロンズ型誘電体薄
膜との間にバッファ層としてタングステンブロンズ型導
電性酸化物薄膜を介在して形成することにより、下地基
板と誘電体薄膜との界面で生じる、格子不整合に起因す
る誘電体薄膜の歪みや格子欠陥を緩和・解消することが
できる。この結果、誘電体薄膜の結晶性を向上させるこ
とができ、良好な絶縁特性を有する薄膜キャパシタを実
現できる。また、該バッファ層は導電性を有しているの
で、別途下部電極を形成することなく、バッファ層を薄
膜キャパシタの下部電極として用いることが可能であ
る。
明によれば下地基板とタングステンブロンズ型誘電体薄
膜との間にバッファ層としてタングステンブロンズ型導
電性酸化物薄膜を介在して形成することにより、下地基
板と誘電体薄膜との界面で生じる、格子不整合に起因す
る誘電体薄膜の歪みや格子欠陥を緩和・解消することが
できる。この結果、誘電体薄膜の結晶性を向上させるこ
とができ、良好な絶縁特性を有する薄膜キャパシタを実
現できる。また、該バッファ層は導電性を有しているの
で、別途下部電極を形成することなく、バッファ層を薄
膜キャパシタの下部電極として用いることが可能であ
る。
【図１】 本発明の実施例の薄膜キャパシタを示す断面
図である。
図である。
【図２】 従来例の薄膜キャパシタを示す断面図であ
る。
る。
１ ・・・ 薄膜キャパシタ ２ ・・・ 下地基板 ３ ・・・ タングステンブロンズ型導電性酸化物薄膜 ４ ・・・ タングステンブロンズ型誘電体薄膜 ５ ・・・ 上部電極
Claims (7)
- 【請求項１】 下地基板と、下地基板上に形成されるタ
ングステンブロンズ型導電性酸化物薄膜と、導電性酸化
物薄膜上に形成されるタングステンブロンズ型誘電体薄
膜と、を有することを特徴とする誘電体薄膜素子。 - 【請求項２】 酸化物単結晶基板と、酸化物単結晶基板
上に形成されるタングステンブロンズ型誘電体薄膜と、
タングステンブロンズ型誘電体薄膜上に形成される上部
電極と、を有してなる薄膜キャパシタであって、 酸化物単結晶基板とタングステンブロンズ型誘電体薄膜
との間に、さらにタングステンブロンズ型導電性酸化物
薄膜を介在して設けたことを特徴とする薄膜キャパシ
タ。 - 【請求項３】 前記導電性酸化物薄膜を、薄膜キャパシ
タの下部電極として用いたことを特徴とする請求項２に
記載の薄膜キャパシタ。 - 【請求項４】 下地基板上にタングステンブロンズ型導
電性酸化物薄膜を形成する工程と、導電性酸化物薄膜上
にタングステンブロンズ型誘電体薄膜を形成する工程
と、を有することを特徴とする誘電体薄膜素子の製造方
法。 - 【請求項５】 酸化物単結晶基板上にタングステンブロ
ンズ型導電性酸化物薄膜を形成する工程と、導電性酸化
物薄膜上にタングステンブロンズ型誘電体薄膜を形成す
る工程と、タングステンブロンズ型誘電体薄膜上に上部
電極を形成する工程と、を有してなることを特徴とする
薄膜キャパシタの製造方法。 - 【請求項６】 前記導電性酸化物薄膜が、化学式（Ａ１
2x，Ａ２1-x）Ｗ4Ｏ12（Ａ１はアルカリ金属のうち少な
くとも１種の元素を含む、Ａ２はアルカリ土類金属のう
ち少なくとも１種の元素を含む、０≦ｘ≦１）で示され
るタングステンブロンズ型化合物であることを特徴とす
る請求項１に記載の誘電体薄膜素子、請求項２、請求項
３に記載の薄膜キャパシタ、または請求項４、請求項５
に記載の薄膜キャパシタの製造方法。 - 【請求項７】 前記下地基板または酸化物単結晶基板
が、ＳｒＴｉＯ3単結晶基板であることを特徴とする請
求項１に記載の誘電体薄膜素子、請求項２、請求項３に
記載の薄膜キャパシタ、または請求項４、請求項５に記
載の薄膜キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11203304A JP2001035749A (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | 誘電体薄膜素子、薄膜キャパシタ、およびそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11203304A JP2001035749A (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | 誘電体薄膜素子、薄膜キャパシタ、およびそれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035749A true JP2001035749A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16471828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11203304A Pending JP2001035749A (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | 誘電体薄膜素子、薄膜キャパシタ、およびそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001035749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015008509A (ja) * | 2011-02-25 | 2015-01-15 | 株式会社村田製作所 | 可変容量素子及びチューナブルフィルタ |
-
1999
- 1999-07-16 JP JP11203304A patent/JP2001035749A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015008509A (ja) * | 2011-02-25 | 2015-01-15 | 株式会社村田製作所 | 可変容量素子及びチューナブルフィルタ |
| EP2680285A4 (en) * | 2011-02-25 | 2017-09-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Variable capacitance element and tunable filter |
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