JP2001072417A - 誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモリ - Google Patents
誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚が０．５μｍ以下で誘電率が高いものを
低コストで製造することができる誘電体膜、それを備え
たキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモリ
を提供する。 【解決手段】 誘電体膜は、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及
びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．
３、ｙの値は０．３乃至０．７である。また、誘電体薄
膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に
対して０．００１乃至２０モル％であり、その膜厚は５
０００Å以下である。
低コストで製造することができる誘電体膜、それを備え
たキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモリ
を提供する。 【解決手段】 誘電体膜は、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及
びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．
３、ｙの値は０．３乃至０．７である。また、誘電体薄
膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に
対して０．００１乃至２０モル％であり、その膜厚は５
０００Å以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に好適な
誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたラ
ンダムアクセスメモリに関し、特に、誘電率が向上した
誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたラ
ンダムアクセスメモリに関する。
誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたラ
ンダムアクセスメモリに関し、特に、誘電率が向上した
誘電体膜、それを備えたキャパシタ及びそれを備えたラ
ンダムアクセスメモリに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、強誘電体ランダムアクセスメモリ
（ＦＲＡＭ（ferroelectric RAM））中の強誘電体膜に
使用される強誘電体材料として鉛系酸化物強誘電体材料
及びビスマス層状構造強誘電体材料が使用されている。
前者の鉛系酸化物強誘電体材料の例としては、ペロブス
カイト型結晶構造を有するＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）
Ｏ3）系強誘電体材料及びチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）が
挙げられる。ＰＺＴ系強誘電体材料及びチタン酸鉛（Ｐ
ｂＴｉＯ3）の薄膜は、赤外線センサ用材料、マイクロ
アクチュエータ用材料及びメモリ用材料等への応用が期
待されている。
（ＦＲＡＭ（ferroelectric RAM））中の強誘電体膜に
使用される強誘電体材料として鉛系酸化物強誘電体材料
及びビスマス層状構造強誘電体材料が使用されている。
前者の鉛系酸化物強誘電体材料の例としては、ペロブス
カイト型結晶構造を有するＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）
Ｏ3）系強誘電体材料及びチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）が
挙げられる。ＰＺＴ系強誘電体材料及びチタン酸鉛（Ｐ
ｂＴｉＯ3）の薄膜は、赤外線センサ用材料、マイクロ
アクチュエータ用材料及びメモリ用材料等への応用が期
待されている。
【０００３】しかし、これらの薄膜は、その製造方法の
如何に拘わらず、膜厚が１μｍ以下となると、誘電特
性、特に誘電率が著しく低下することが知られており、
この誘電特性の低下が応用上の大きな障害になってい
る。
如何に拘わらず、膜厚が１μｍ以下となると、誘電特
性、特に誘電率が著しく低下することが知られており、
この誘電特性の低下が応用上の大きな障害になってい
る。
【０００４】そこで、このような誘電率の低下を改善す
るために、これまで種々の薄膜の製造方法及び添加物の
研究がなされている。その中でも、チタン酸鉛の結晶格
子中のＰｂの一部をＬａに置換した（Ｐｂ、Ｌａ）Ｔｉ
Ｏ3薄膜（ＰＬＴ薄膜）によれば、誘電特性を改善する
ことができることが知られている。
るために、これまで種々の薄膜の製造方法及び添加物の
研究がなされている。その中でも、チタン酸鉛の結晶格
子中のＰｂの一部をＬａに置換した（Ｐｂ、Ｌａ）Ｔｉ
Ｏ3薄膜（ＰＬＴ薄膜）によれば、誘電特性を改善する
ことができることが知られている。
【０００５】なお、これらの強誘電体薄膜は、通常、ス
パッタ法又はゾルゲル法等によりＳｉウェハ上に設けら
れた下部電極上に形成している。
パッタ法又はゾルゲル法等によりＳｉウェハ上に設けら
れた下部電極上に形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＺＴ
系強誘電体薄膜をスパッタ法又はゾルゲル法等によりＳ
ｉウェハ上に設けられた下部電極上に形成する場合、そ
の膜厚が１μｍ以下であると、薄膜と下部電極との界面
近傍においてＯ2の欠損が生じて、誘電率が低下すると
いう問題点がある。
系強誘電体薄膜をスパッタ法又はゾルゲル法等によりＳ
ｉウェハ上に設けられた下部電極上に形成する場合、そ
の膜厚が１μｍ以下であると、薄膜と下部電極との界面
近傍においてＯ2の欠損が生じて、誘電率が低下すると
いう問題点がある。
【０００７】表面のミラー指数が（１００）であるＭｇ
等の単結晶基板上に単結晶のＰｔ電極を下部電極として
形成し、この上に有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）等によ
りＰＺＴ層をエピタキシャル成長させれば、欠陥がなく
誘電率が高い薄膜を得ることができるが、コストが極め
て高いものとなってしまう。
等の単結晶基板上に単結晶のＰｔ電極を下部電極として
形成し、この上に有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）等によ
りＰＺＴ層をエピタキシャル成長させれば、欠陥がなく
誘電率が高い薄膜を得ることができるが、コストが極め
て高いものとなってしまう。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、膜厚が０．５μｍ以下で誘電率が高いもの
を低コストで製造することができる誘電体膜、それを備
えたキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモ
リを提供することを目的とする。
のであって、膜厚が０．５μｍ以下で誘電率が高いもの
を低コストで製造することができる誘電体膜、それを備
えたキャパシタ及びそれを備えたランダムアクセスメモ
リを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る誘電体膜
は、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を
有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至
０．７であり、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3
の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、膜
厚は５０００Å以下であることを特徴とする。
は、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を
有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至
０．７であり、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3
の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、膜
厚は５０００Å以下であることを特徴とする。
【００１０】前記膜厚は、２００乃至３０００Åである
ことが望ましい。
ことが望ましい。
【００１１】本発明においては、ＰＺＴ系強誘電体材料
にＬｉが含有されているので、標準生成エネルギが大き
く酸素抜けが防止される。これにより、単結晶基板を使
用したり、特殊な方法を採用しなくても、薄膜化しなが
ら誘電率を高めることが可能である。
にＬｉが含有されているので、標準生成エネルギが大き
く酸素抜けが防止される。これにより、単結晶基板を使
用したり、特殊な方法を採用しなくても、薄膜化しなが
ら誘電率を高めることが可能である。
【００１２】本発明に係るキャパシタは、下部電極と、
この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜
上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおい
て、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを
含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの
値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含
有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．０
０１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２０
０乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電
極のうち少なくとも一方はＰｔ電極又はＩｒ電極である
ことを特徴とする。
この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜
上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおい
て、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを
含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの
値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含
有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．０
０１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２０
０乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電
極のうち少なくとも一方はＰｔ電極又はＩｒ電極である
ことを特徴とする。
【００１３】本発明に係る他のキャパシタは、下部電極
と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電
体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタに
おいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬ
ｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、
ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉ
の含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して
０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚
は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記
下部電極を構成する導電材料の格子定数は３．５乃至
４．３Å又は５．０乃至６．１Åであることを特徴とす
る。
と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電
体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタに
おいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬ
ｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、
ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉ
の含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して
０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚
は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記
下部電極を構成する導電材料の格子定数は３．５乃至
４．３Å又は５．０乃至６．１Åであることを特徴とす
る。
【００１４】前記誘電体膜の膜厚は、５００乃至２００
０Åであることが望ましい。
０Åであることが望ましい。
【００１５】本発明においては、前述のような誘電率が
高い誘電体膜がキャパシタ絶縁膜となるので、高い静電
容量を確保することができる。
高い誘電体膜がキャパシタ絶縁膜となるので、高い静電
容量を確保することができる。
【００１６】本発明に係るランダムアクセスメモリは、
前述のいずれかのキャパシタを有することを特徴とす
る。
前述のいずれかのキャパシタを有することを特徴とす
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、ＰＺＴ系強誘電体材
料であるＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3にＬｉを含有させるこ
とにより、０．５μｍ以下に薄膜化しても十分に高い誘
電率を得ることができることを見い出した。
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、ＰＺＴ系強誘電体材
料であるＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3にＬｉを含有させるこ
とにより、０．５μｍ以下に薄膜化しても十分に高い誘
電率を得ることができることを見い出した。
【００１８】以下、本発明に係る誘電体膜に含有される
化学成分及びその組成限定理由について説明する。
化学成分及びその組成限定理由について説明する。
【００１９】ＬｉはＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の標準生成
エネルギが大きく、Ｏとの結合力が高い元素である。従
って、酸素抜けの防止により分極量の減少が防止され、
誘電率が著しく向上する。
エネルギが大きく、Ｏとの結合力が高い元素である。従
って、酸素抜けの防止により分極量の減少が防止され、
誘電率が著しく向上する。
【００２０】なお、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3において、
ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７
とする。
ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７
とする。
【００２１】ｘの値が０．９未満であると、Ｐｂが不足
し自発分極が低くなりやすい。一方、ｘの値が１．３を
超えると、余剰なＰｂによりリーク電流が増大しやす
い。また、ｙの値が０．３未満であると、Ｔｉが不足し
強誘電体材料の自発分極が低くなりやすい。一方、ｙの
値が０．７を超えると、Ｔｉが過剰となり強誘電体材料
のリーク電流が大きくなりやすい。従って、ｘの値は
０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７とする。
し自発分極が低くなりやすい。一方、ｘの値が１．３を
超えると、余剰なＰｂによりリーク電流が増大しやす
い。また、ｙの値が０．３未満であると、Ｔｉが不足し
強誘電体材料の自発分極が低くなりやすい。一方、ｙの
値が０．７を超えると、Ｔｉが過剰となり強誘電体材料
のリーク電流が大きくなりやすい。従って、ｘの値は
０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７とする。
【００２２】また、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)Ｔｉ
yＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％とす
る。
yＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％とす
る。
【００２３】Ｌｉの含有量がＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の
含有量に対して０．００１モル％未満であると、Ｌｉの
含有効果が低く、誘電率の向上が小さい。一方、Ｌｉの
含有量が２０モル％を超えると、リーク電流が大きくな
る。また、誘電率が低下してしまう。従って、Ｌｉの含
有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．０
０１乃至２０モル％とする。
含有量に対して０．００１モル％未満であると、Ｌｉの
含有効果が低く、誘電率の向上が小さい。一方、Ｌｉの
含有量が２０モル％を超えると、リーク電流が大きくな
る。また、誘電率が低下してしまう。従って、Ｌｉの含
有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．０
０１乃至２０モル％とする。
【００２４】誘電体膜の膜厚は、５０００Å以下とす
る。
る。
【００２５】誘電体膜の膜厚が５０００Åを超えると、
１μｍ以下の微細な加工が困難となる。従って、誘電体
膜の膜厚は５０００Åとする。但し、膜厚が２００Å未
満であると、十分な誘電率を得ることができない場合が
ある。一方、膜厚が３０００Åを超えると、１μｍ以下
の微細加工は可能となるが、歩留まりが低下する。従っ
て、誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであること
が望ましい。更に、膜厚が２０００Å未満であると、成
膜を安定して行うことが困難となる場合がある。従っ
て、誘電体膜の膜厚は２０００Å以上であることがより
一層望ましい。
１μｍ以下の微細な加工が困難となる。従って、誘電体
膜の膜厚は５０００Åとする。但し、膜厚が２００Å未
満であると、十分な誘電率を得ることができない場合が
ある。一方、膜厚が３０００Åを超えると、１μｍ以下
の微細加工は可能となるが、歩留まりが低下する。従っ
て、誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであること
が望ましい。更に、膜厚が２０００Å未満であると、成
膜を安定して行うことが困難となる場合がある。従っ
て、誘電体膜の膜厚は２０００Å以上であることがより
一層望ましい。
【００２６】このような組成を有する誘電体膜をキャパ
シタ絶縁膜として使用する場合、Ｐｔ電極又はＩｒ電極
等の容易に形成することができる電極をキャパシタ電極
として使用することができる。また、ＰＺＴの結晶は正
方晶系に属し、そのａ軸の長さは３．９Åである。そし
て、ＰＺＴの誘電率は、そのｃ軸が基板に垂直に配向し
たときに最も有効に高くなる。このため、格子定数が
３．５乃至４．３Å又は５．０乃至６．１Åの導電材料
を上部電極又は下部電極として使用することも可能であ
る。導電材料の格子定数が３．５Å未満であるか、４．
３Åを超え５．０Å未満であるか、又は６．１Åを超え
ると、導電材料の結晶格子のｃ軸が基板に垂直に配向し
なくなって誘電率が低下する。従って、上部電極又は下
部電極として使用する導電材料の格子定数は、３．５乃
至４．３Å又は５．０乃至６．１Åとする。なお、３．
５乃至４．３Åという範囲はａ軸の長さ（３．９Å）の
±１０％以内の範囲であり、５．０乃至６．１Åという
範囲は、ａ軸の長さを２1/2倍したもの（単位格子の底
面の対角線の長さ（５．５２Å））の±１０％以内の範
囲である。
シタ絶縁膜として使用する場合、Ｐｔ電極又はＩｒ電極
等の容易に形成することができる電極をキャパシタ電極
として使用することができる。また、ＰＺＴの結晶は正
方晶系に属し、そのａ軸の長さは３．９Åである。そし
て、ＰＺＴの誘電率は、そのｃ軸が基板に垂直に配向し
たときに最も有効に高くなる。このため、格子定数が
３．５乃至４．３Å又は５．０乃至６．１Åの導電材料
を上部電極又は下部電極として使用することも可能であ
る。導電材料の格子定数が３．５Å未満であるか、４．
３Åを超え５．０Å未満であるか、又は６．１Åを超え
ると、導電材料の結晶格子のｃ軸が基板に垂直に配向し
なくなって誘電率が低下する。従って、上部電極又は下
部電極として使用する導電材料の格子定数は、３．５乃
至４．３Å又は５．０乃至６．１Åとする。なお、３．
５乃至４．３Åという範囲はａ軸の長さ（３．９Å）の
±１０％以内の範囲であり、５．０乃至６．１Åという
範囲は、ａ軸の長さを２1/2倍したもの（単位格子の底
面の対角線の長さ（５．５２Å））の±１０％以内の範
囲である。
【００２７】なお、Ｌｉは、従来ＰＺＴ系強誘電体材料
に添加されている元素とは添加元素としての性質が著し
く異なる元素である。前述のように、従来、ＰＺＴ系強
誘電体材料にＬａ、Ｎｂ又はＢｉ等が添加されている
が、これはＰＺＴ系強誘電体材料からなる膜中からのＯ
の抜けだしを防止するためである。そして、これらの添
加元素はＰｂの置換元素として作用するため、それらの
電気陰性度又はイオン半径はＰｂのものと近似してい
る。下記表１に種々の元素の電気陰性度及びイオン半径
を示す。
に添加されている元素とは添加元素としての性質が著し
く異なる元素である。前述のように、従来、ＰＺＴ系強
誘電体材料にＬａ、Ｎｂ又はＢｉ等が添加されている
が、これはＰＺＴ系強誘電体材料からなる膜中からのＯ
の抜けだしを防止するためである。そして、これらの添
加元素はＰｂの置換元素として作用するため、それらの
電気陰性度又はイオン半径はＰｂのものと近似してい
る。下記表１に種々の元素の電気陰性度及びイオン半径
を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記表１に示すように、Ｌａはイオン半径
がＰｂのものと近似しており、Ｎｂ及びＢｉは電気陰性
度がＰｂのものと近似している。一方、Ｌｉの電気陰性
度及びイオン半径はＰｂのそれらと著しく相違する。こ
のように、Ｌｉの添加元素としての性質は従来の添加元
素と比して著しく相違するものである。また、ＦｅはＰ
ｂと同程度の電気陰性度を有するが、標準生成エネルギ
はＬｉの方がＦｅよりも低く、酸化物はＬｉ酸化物の方
がより安定に存在する。
がＰｂのものと近似しており、Ｎｂ及びＢｉは電気陰性
度がＰｂのものと近似している。一方、Ｌｉの電気陰性
度及びイオン半径はＰｂのそれらと著しく相違する。こ
のように、Ｌｉの添加元素としての性質は従来の添加元
素と比して著しく相違するものである。また、ＦｅはＰ
ｂと同程度の電気陰性度を有するが、標準生成エネルギ
はＬｉの方がＦｅよりも低く、酸化物はＬｉ酸化物の方
がより安定に存在する。
【００３０】次に、上述のような組成を有する誘電体薄
膜をキャパシタ絶縁膜として備えた本発明の実施例を適
用した誘電体メモリを製造する方法について説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）乃至（ｃ）は本
発明の実施例を適用した誘電体メモリを製造する方法を
工程順に示す断面図である。
膜をキャパシタ絶縁膜として備えた本発明の実施例を適
用した誘電体メモリを製造する方法について説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）乃至（ｃ）は本
発明の実施例を適用した誘電体メモリを製造する方法を
工程順に示す断面図である。
【００３１】図１（ａ）に示すように、従来の方法と同
様の方法により、膜厚が、例えば、０．６ｍｍのシリコ
ン基板１の表面又は表面上にゲート酸化膜２、ゲート電
極３、ソース４ａ及びドレイン４ｂを形成する。更に、
全面に膜厚が、例えば、４５０ｎｍの第１のＳｉＯ2膜
８を層間絶縁膜として形成する。
様の方法により、膜厚が、例えば、０．６ｍｍのシリコ
ン基板１の表面又は表面上にゲート酸化膜２、ゲート電
極３、ソース４ａ及びドレイン４ｂを形成する。更に、
全面に膜厚が、例えば、４５０ｎｍの第１のＳｉＯ2膜
８を層間絶縁膜として形成する。
【００３２】次いで、図１（ｂ）に示すように、全面に
第１の導電膜５ａ、前述の組成を有し膜厚が、例えば、
２００ｎｍの誘電体膜６及び第２の導電膜５ｂを順次形
成する。なお、誘電体膜６の具体的な形成方法について
は後述する。また、第１の導電膜は、例えば、膜厚が２
０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚が２０００ÅのＰｔ膜からな
る。更に、第２の導電膜は、例えば、Ｐｔ膜からなる。
第１の導電膜５ａ、前述の組成を有し膜厚が、例えば、
２００ｎｍの誘電体膜６及び第２の導電膜５ｂを順次形
成する。なお、誘電体膜６の具体的な形成方法について
は後述する。また、第１の導電膜は、例えば、膜厚が２
０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚が２０００ÅのＰｔ膜からな
る。更に、第２の導電膜は、例えば、Ｐｔ膜からなる。
【００３３】次に、図２（ａ）に示すように、キャパシ
タが形成される予定の所定の領域にのみ残るように第２
の導電膜５ｂ、誘電体膜６及び第１の導電膜５ａをイオ
ンミリング等によりパターニングする。これにより、第
１の導電膜５ａから下部電極が構成され、誘電体膜６か
らキャパシタ絶縁膜が構成され、第２の導電膜５ｂから
上部電極が構成される。
タが形成される予定の所定の領域にのみ残るように第２
の導電膜５ｂ、誘電体膜６及び第１の導電膜５ａをイオ
ンミリング等によりパターニングする。これにより、第
１の導電膜５ａから下部電極が構成され、誘電体膜６か
らキャパシタ絶縁膜が構成され、第２の導電膜５ｂから
上部電極が構成される。
【００３４】その後、図２（ｂ）に示すように、全面に
第２のＳｉＯ2膜９を層間絶縁膜として形成する。次い
で、第２の導電膜５ｂ、ソース４ａ及びドレイン４ｂの
各拡散層まで到達するコンタクトホール１０を第１のＳ
ｉＯ2膜８及び第２のＳｉＯ2膜９に形成する。
第２のＳｉＯ2膜９を層間絶縁膜として形成する。次い
で、第２の導電膜５ｂ、ソース４ａ及びドレイン４ｂの
各拡散層まで到達するコンタクトホール１０を第１のＳ
ｉＯ2膜８及び第２のＳｉＯ2膜９に形成する。
【００３５】そして、図２（ｃ）に示すように、Ａｌ膜
を全面に形成しパターニングすることにより、コンタク
トホール１０内にＡｌ配線層７を埋設する。このとき、
第２の導電層５ｂとドレイン４ｂとがＡｌ配線層７によ
り接続されるようにする。これにより、１個のトランジ
スタ１１及び１個のキャパシタ１２が形成される。
を全面に形成しパターニングすることにより、コンタク
トホール１０内にＡｌ配線層７を埋設する。このとき、
第２の導電層５ｂとドレイン４ｂとがＡｌ配線層７によ
り接続されるようにする。これにより、１個のトランジ
スタ１１及び１個のキャパシタ１２が形成される。
【００３６】図３は本発明の実施例を適用した誘電体メ
モリを示す等価回路図である。上述のようにして構成さ
れた誘電体メモリセルは、図３に示すように、１個のト
ランジスタ１１と１個のキャパシタ１２から構成され
る。そして、この誘電体メモリに１ビットの情報が記憶
される。
モリを示す等価回路図である。上述のようにして構成さ
れた誘電体メモリセルは、図３に示すように、１個のト
ランジスタ１１と１個のキャパシタ１２から構成され
る。そして、この誘電体メモリに１ビットの情報が記憶
される。
【００３７】次に、誘電体膜６の形成方法について具体
的に説明する。誘電体膜６は種々の方法により形成する
ことが可能であるが、ここではその一例として、ゾルゲ
ル液を使用する形成方法について説明する。先ず、２
０．９ｇの２酢酸鉛・３水和物を溶媒である７０ミリリ
ットルのメトキシエタノールに入れた後、８００℃で３
０乃至６０分間加熱攪拌することにより、２酢酸鉛・３
水和物を溶解させる。このとき、鉛酸化物は０．０５モ
ルの１．１倍使用されている。これは、加熱時のＰｂの
蒸発、電極中への拡散及びＰｂの純度が９９．９％であ
るための補正を考慮したものである。
的に説明する。誘電体膜６は種々の方法により形成する
ことが可能であるが、ここではその一例として、ゾルゲ
ル液を使用する形成方法について説明する。先ず、２
０．９ｇの２酢酸鉛・３水和物を溶媒である７０ミリリ
ットルのメトキシエタノールに入れた後、８００℃で３
０乃至６０分間加熱攪拌することにより、２酢酸鉛・３
水和物を溶解させる。このとき、鉛酸化物は０．０５モ
ルの１．１倍使用されている。これは、加熱時のＰｂの
蒸発、電極中への拡散及びＰｂの純度が９９．９％であ
るための補正を考慮したものである。
【００３８】次に、溶液を反応器に移し、更に溶媒を加
えて全量を２００ミリリットルとする。そして、１２４
℃で１２時間の加熱攪拌により脱水を行う。
えて全量を２００ミリリットルとする。そして、１２４
℃で１２時間の加熱攪拌により脱水を行う。
【００３９】次いで、反応系の温度を６０℃まで降温し
た後、８．６９１ｇのテトライソプロポキシジルコニウ
ム（０．０２６モル、純度９８％補正済み）及び７．１
４４ミリリットルのテトライソプロポキシチタン（０．
０２４モル、純度９９．９９９％補正済み）を反応系に
加える。更に、０．３３３ｇのイソプロポキシリチウム
（０．００５モル、純度９９．９％補正済み）を反応系
に加え、１２４℃で６時間の加熱攪拌を行う。
た後、８．６９１ｇのテトライソプロポキシジルコニウ
ム（０．０２６モル、純度９８％補正済み）及び７．１
４４ミリリットルのテトライソプロポキシチタン（０．
０２４モル、純度９９．９９９％補正済み）を反応系に
加える。更に、０．３３３ｇのイソプロポキシリチウム
（０．００５モル、純度９９．９％補正済み）を反応系
に加え、１２４℃で６時間の加熱攪拌を行う。
【００４０】そして、攪拌終了後に溶液をメスシリンダ
に移し、溶媒を更に加えて全量を１００ミリリットルと
する。これにより、リチウムを含有するＰＺＴゾルゲル
液が作製される。０．０５モルの液が１００ミリリット
ルの液中にあるので、その濃度は０．５モル／リットル
となる。
に移し、溶媒を更に加えて全量を１００ミリリットルと
する。これにより、リチウムを含有するＰＺＴゾルゲル
液が作製される。０．０５モルの液が１００ミリリット
ルの液中にあるので、その濃度は０．５モル／リットル
となる。
【００４１】なお、全ての加熱攪拌は窒素気流下で行わ
れる。
れる。
【００４２】次に、上述のように作製されたリチウムを
含有するＰＺＴゾルゲル液を第１の導電膜５ａ上に３０
００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコーティングす
る。そして、１５０℃で５分間のプリベーク及び４００
℃で１０分間のプリベークの２段階のプリベークをホッ
トプレートを使用して行う。以降、スピンコーティング
及び２段階のプリベークを４回繰り返す。これにより、
アモルファス状の膜が第１の導電膜５ａ上に形成され
る。
含有するＰＺＴゾルゲル液を第１の導電膜５ａ上に３０
００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコーティングす
る。そして、１５０℃で５分間のプリベーク及び４００
℃で１０分間のプリベークの２段階のプリベークをホッ
トプレートを使用して行う。以降、スピンコーティング
及び２段階のプリベークを４回繰り返す。これにより、
アモルファス状の膜が第１の導電膜５ａ上に形成され
る。
【００４３】次いで、酸素雰囲気の６００℃のオーブン
中で１時間のアニールを行うか、又は、酸素雰囲気の６
００℃の赤外線イメージ炉（ＲＴＡ）中で１分間のアニ
ールを行う。これにより、アモルファス状の膜が結晶化
し、誘電体膜６が形成される。なお、前述のように、誘
電体膜６の形成方法はゾルゲル液を使用する方法に限定
されるものではなく、スパッタリング法又はＣＶＤ法等
によっても形成可能である。また、ゾルゲル液の作製に
使用される薬品の量等も上述の数値に限定されるもので
はない。
中で１時間のアニールを行うか、又は、酸素雰囲気の６
００℃の赤外線イメージ炉（ＲＴＡ）中で１分間のアニ
ールを行う。これにより、アモルファス状の膜が結晶化
し、誘電体膜６が形成される。なお、前述のように、誘
電体膜６の形成方法はゾルゲル液を使用する方法に限定
されるものではなく、スパッタリング法又はＣＶＤ法等
によっても形成可能である。また、ゾルゲル液の作製に
使用される薬品の量等も上述の数値に限定されるもので
はない。
【００４４】なお、上述の形成方法においては、誘電体
膜６をキャパシタ絶縁膜として２００ｎｍ形成したが、
キャパシタ絶縁膜の膜厚はこれに限定されるものではな
く、２００乃至３０００Åであればよい。
膜６をキャパシタ絶縁膜として２００ｎｍ形成したが、
キャパシタ絶縁膜の膜厚はこれに限定されるものではな
く、２００乃至３０００Åであればよい。
【００４５】キャパシタ絶縁膜として誘電体膜を使用す
る場合、その膜厚が２００Å未満であると、均一な膜を
得られず、リーク電流が増大し、歩留まりが悪くなる。
一方、膜厚が３０００Åを超えると、微細加工が困難と
なり、歩留まりが著しく悪くなる。従って、キャパシタ
絶縁膜としての誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Å
とする。但し、誘電体膜の膜厚が５００Å未満である
と、均一な膜が得にくくなり、歩留まりが低下する。一
方、膜厚が２０００Åを超えると、キャパシタンス（静
電容量）が低くなり、誘電率を有効に生かすことができ
なくなる。従って、キャパシタ絶縁膜としての誘電体膜
の膜厚は５００乃至２０００Åであることが望ましい。
る場合、その膜厚が２００Å未満であると、均一な膜を
得られず、リーク電流が増大し、歩留まりが悪くなる。
一方、膜厚が３０００Åを超えると、微細加工が困難と
なり、歩留まりが著しく悪くなる。従って、キャパシタ
絶縁膜としての誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Å
とする。但し、誘電体膜の膜厚が５００Å未満である
と、均一な膜が得にくくなり、歩留まりが低下する。一
方、膜厚が２０００Åを超えると、キャパシタンス（静
電容量）が低くなり、誘電率を有効に生かすことができ
なくなる。従って、キャパシタ絶縁膜としての誘電体膜
の膜厚は５００乃至２０００Åであることが望ましい。
【００４６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明す
る。
求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明す
る。
【００４７】第１実施例 先ず、下記表３に示す基板上に表３に示す下部電極をス
パッタ法により形成した。なお、実施例１並びに比較例
２及び３の基板表面には、膜厚が２４５００ÅであるＳ
ｉＯ2膜が熱酸化により形成されている。次いで、下部
電極上に下記表２に示すキャパシタ絶縁膜を形成した。
キャパシタ絶縁膜の形成の際には、スピンコート等の後
に７００℃の電気炉内に１時間保持することによりアニ
ールを施した。その後、キャパシタ絶縁膜上に膜厚が１
０００ÅのＰｔ電極を上部電極として形成することによ
り、キャパシタを作製した。
パッタ法により形成した。なお、実施例１並びに比較例
２及び３の基板表面には、膜厚が２４５００ÅであるＳ
ｉＯ2膜が熱酸化により形成されている。次いで、下部
電極上に下記表２に示すキャパシタ絶縁膜を形成した。
キャパシタ絶縁膜の形成の際には、スピンコート等の後
に７００℃の電気炉内に１時間保持することによりアニ
ールを施した。その後、キャパシタ絶縁膜上に膜厚が１
０００ÅのＰｔ電極を上部電極として形成することによ
り、キャパシタを作製した。
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】そして、各実施例及び比較例について、キ
ャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記
表４に示す。なお、比誘電率の測定に使用したインピー
ダンスアナライザの測定周波数は１０ｋＨｚに設定し
た。
ャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記
表４に示す。なお、比誘電率の測定に使用したインピー
ダンスアナライザの測定周波数は１０ｋＨｚに設定し
た。
【００５１】
【表４】
【００５２】上記表４に示すように、ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ
0.6Ｏ3に１モル％のＬｉが添加された実施例１において
は、高い比誘電率が得られた。
0.6Ｏ3に１モル％のＬｉが添加された実施例１において
は、高い比誘電率が得られた。
【００５３】一方、比較例２及び３においては、Ｌｉが
添加されていないので、十分な比誘電率は得られなかっ
た。
添加されていないので、十分な比誘電率は得られなかっ
た。
【００５４】また、比較例４においては、高い比誘電率
が得られたものの、Ｌｉが添加されておらず、単結晶Ｍ
ｇＯ基板等を使用しているため、コストが高かった。
が得られたものの、Ｌｉが添加されておらず、単結晶Ｍ
ｇＯ基板等を使用しているため、コストが高かった。
【００５５】第２実施例 先ず、ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3に０．０００５モル％、
０．００１モル％、１モル％、１０モル％、２０モル％
又は３０モル％のＬｉを添加した誘電体膜及びＬｉを全
く添加しない誘電体膜を作製した。膜厚は、１００Å、
３００Å、５００Å、１０００Å、２０００Å、５００
０Å、６０００Å又は１００００Åとした。そして、各
試料について比誘電率を測定した。この結果を図４に示
す。図４は横軸に誘電体膜の膜厚をとり、縦軸に比誘電
率をとって両者の関係を示すグラフ図である。なお、図
４において、●印及び実線で示すものはＬｉを添加して
いないもの（比較例９）、●印及び破線で示すものはＬ
ｉを０．０００５モル％添加したもの（比較例１０）、
■印及び実線で示すものはＬｉを０．００１モル％添加
したもの（実施例５）、■及び破線で示すものはＬｉを
１モル％添加したもの（実施例６）、▲印及び実線で示
すものはＬｉを１０モル％含むもの（実施例７）、▲印
及び破線で示すものはＬｉを２０モル％含むもの（実施
例８）、◆及び実線で示すものはＬｉを３０モル％添加
したもの（比較例１１）である。
０．００１モル％、１モル％、１０モル％、２０モル％
又は３０モル％のＬｉを添加した誘電体膜及びＬｉを全
く添加しない誘電体膜を作製した。膜厚は、１００Å、
３００Å、５００Å、１０００Å、２０００Å、５００
０Å、６０００Å又は１００００Åとした。そして、各
試料について比誘電率を測定した。この結果を図４に示
す。図４は横軸に誘電体膜の膜厚をとり、縦軸に比誘電
率をとって両者の関係を示すグラフ図である。なお、図
４において、●印及び実線で示すものはＬｉを添加して
いないもの（比較例９）、●印及び破線で示すものはＬ
ｉを０．０００５モル％添加したもの（比較例１０）、
■印及び実線で示すものはＬｉを０．００１モル％添加
したもの（実施例５）、■及び破線で示すものはＬｉを
１モル％添加したもの（実施例６）、▲印及び実線で示
すものはＬｉを１０モル％含むもの（実施例７）、▲印
及び破線で示すものはＬｉを２０モル％含むもの（実施
例８）、◆及び実線で示すものはＬｉを３０モル％添加
したもの（比較例１１）である。
【００５６】図４に示すように、Ｌｉの添加量が本発明
（請求項１）の範囲内にある実施例５乃至８において
は、３００Å以上の膜厚で２０００以上の比誘電率を得
ることができた。また、膜厚が１００Åであっても、１
５００以上の比誘電率を得ることができた。
（請求項１）の範囲内にある実施例５乃至８において
は、３００Å以上の膜厚で２０００以上の比誘電率を得
ることができた。また、膜厚が１００Åであっても、１
５００以上の比誘電率を得ることができた。
【００５７】一方、比較例９においては、Ｌｉが添加さ
れておらず、比較例１０においては、Ｌｉの添加量が本
発明範囲の下限未満であるので、膜厚が５０００Åを超
えなければ２０００以上の比誘電率を得ることができな
かった。また、比較例１１においては、Ｌｉの添加量が
本発明範囲の上限を超えているので、十分な比誘電率を
得ることができなかった。
れておらず、比較例１０においては、Ｌｉの添加量が本
発明範囲の下限未満であるので、膜厚が５０００Åを超
えなければ２０００以上の比誘電率を得ることができな
かった。また、比較例１１においては、Ｌｉの添加量が
本発明範囲の上限を超えているので、十分な比誘電率を
得ることができなかった。
【００５８】図５は横軸に誘電体膜へのＬｉ添加量をと
り、縦軸に誘電率をとって両者の関係を示すグラフ図で
あり、図６は図５の横軸を対数表示したグラフ図であ
る。なお、図５及び図６において、●印で示すものは、
膜厚が５０００Åであるもの、■印で示すものは、膜厚
が２０００Åであるものである。また、図６において
は、対数表示であるため、Ｌｉが添加されていないもの
をＬｉが極微量（０．０００１モル％）添加されている
ものとして示してある。
り、縦軸に誘電率をとって両者の関係を示すグラフ図で
あり、図６は図５の横軸を対数表示したグラフ図であ
る。なお、図５及び図６において、●印で示すものは、
膜厚が５０００Åであるもの、■印で示すものは、膜厚
が２０００Åであるものである。また、図６において
は、対数表示であるため、Ｌｉが添加されていないもの
をＬｉが極微量（０．０００１モル％）添加されている
ものとして示してある。
【００５９】図５及び図６に示すように、Ｌｉ添加量が
０．００１モル％未満となるか、又は２０モル％を超え
ると、比誘電率が２０００よりも低くなった。
０．００１モル％未満となるか、又は２０モル％を超え
ると、比誘電率が２０００よりも低くなった。
【００６０】第３実施例 ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3にＬｉを１モル％添加して形成
した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製し
た。このときの上部電極及び下部電極の材料及びその格
子定数及びその配向状態を下記表５に示す。
した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製し
た。このときの上部電極及び下部電極の材料及びその格
子定数及びその配向状態を下記表５に示す。
【００６１】
【表５】
【００６２】そして、各実施例及び比較例について、キ
ャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記
表６に示す。
ャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記
表６に示す。
【００６３】
【表６】
【００６４】上記表６に示すように、実施例１２及び１
３においては、電極材料の格子定数が本発明範囲内にあ
るので、基板との整合により（００１）配向が得られ、
高い比誘電率が得られた。
３においては、電極材料の格子定数が本発明範囲内にあ
るので、基板との整合により（００１）配向が得られ、
高い比誘電率が得られた。
【００６５】一方、比較例１４乃至１６においては、電
極材料の格子定数が本発明範囲からはずれているので、
基板との整合がとれず、ランダム配向となって比誘電率
が低いものとなった。
極材料の格子定数が本発明範囲からはずれているので、
基板との整合がとれず、ランダム配向となって比誘電率
が低いものとなった。
【００６６】第４実施例 ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3にＬｉを１モル％添加して形成
した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製し
た。このときの上部電極及び下部電極は厚さが１０００
ÅのＰｔ電極である。キャパシタ絶縁膜の厚さを下記表
７に示す。
した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製し
た。このときの上部電極及び下部電極は厚さが１０００
ÅのＰｔ電極である。キャパシタ絶縁膜の厚さを下記表
７に示す。
【００６７】
【表７】
【００６８】そして、各実施例及び比較例について、微
細加工性の評価及びリーク電流の測定を行った。なお、
微細加工性の評価は、歩留りよく加工できる最小線幅の
測定により行った。これらの結果を下記表８に示す。な
お、総合評価の欄において、◎は極めて良好であること
を示し、○は良好であることを示し、△はやや不良であ
ることを示し、×は不良であることを示している。
細加工性の評価及びリーク電流の測定を行った。なお、
微細加工性の評価は、歩留りよく加工できる最小線幅の
測定により行った。これらの結果を下記表８に示す。な
お、総合評価の欄において、◎は極めて良好であること
を示し、○は良好であることを示し、△はやや不良であ
ることを示し、×は不良であることを示している。
【００６９】
【表８】
【００７０】上記表８に示すように、実施例１７乃至２
０においては、誘電体膜からなるキャパシタ絶縁膜の膜
厚が本発明の範囲内にあるので、微細加工性が高く、ま
た、リーク電流が低かった。
０においては、誘電体膜からなるキャパシタ絶縁膜の膜
厚が本発明の範囲内にあるので、微細加工性が高く、ま
た、リーク電流が低かった。
【００７１】一方、比較例２１及び２２においては、キ
ャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の上限を超えている
ので、微細加工性が低くかった。また、比較例２３にお
いては、キャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の下限未
満であるので、リーク電流が大きいか、又は短絡が生じ
た。
ャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の上限を超えている
ので、微細加工性が低くかった。また、比較例２３にお
いては、キャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の下限未
満であるので、リーク電流が大きいか、又は短絡が生じ
た。
【００７２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ＰＺＴ系誘電体材料にＬｉを含有させているので、Ｏ2
の欠損を抑制することができる。このため、単結晶基板
を使用したり、又は特別な方法を採用する必要がないの
で、低コストで薄膜化しながら誘電率を著しく向上させ
ることができる。また、このような誘電体膜をキャパシ
タ絶縁膜として使用すれば、静電容量が大きいキャパシ
タを得ることができる。
ＰＺＴ系誘電体材料にＬｉを含有させているので、Ｏ2
の欠損を抑制することができる。このため、単結晶基板
を使用したり、又は特別な方法を採用する必要がないの
で、低コストで薄膜化しながら誘電率を著しく向上させ
ることができる。また、このような誘電体膜をキャパシ
タ絶縁膜として使用すれば、静電容量が大きいキャパシ
タを得ることができる。
【図１】 （ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例を適用し
た誘電体メモリを製造する方法を工程順に示す断面図で
ある。
た誘電体メモリを製造する方法を工程順に示す断面図で
ある。
【図２】 （ａ）乃至（ｃ）は、同じく、誘電体メモリ
を製造する方法を示す図であって、図１（ａ）及び
（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図であ
る。
を製造する方法を示す図であって、図１（ａ）及び
（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図であ
る。
【図３】 本発明の実施例を適用した誘電体メモリを示
す等価回路図である。
す等価回路図である。
【図４】 誘電体膜の膜厚と誘電率との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図５】 誘電体膜へのＬｉ添加量と誘電率との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図６】 図５の横軸を対数表示したグラフ図である。
１；シリコン基板、 ２；ゲート酸化膜、 ３；ゲート
電極、 ４ａ；ソース、 ４ｂ；ドレイン、 ５ａ、５
ｂ；導電膜、 ６；誘電体膜、 ７；Ａｌ配線層、
８、９；ＳｉＯ2膜、 １０；コンタクトホール、 １
１；トランジスタ、 １２；キャパシタ
電極、 ４ａ；ソース、 ４ｂ；ドレイン、 ５ａ、５
ｂ；導電膜、 ６；誘電体膜、 ７；Ａｌ配線層、
８、９；ＳｉＯ2膜、 １０；コンタクトホール、 １
１；トランジスタ、 １２；キャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/8242 (72)発明者 坪井 秀樹 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 Ｆターム(参考） 5F058 BA11 BA20 BC03 BC04 BF27 BF46 BH01 BJ01 5F083 AD21 AD49 JA15 JA38
Claims (8)
- 【請求項１】 ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有
する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は
０．３乃至０．７であり、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ
(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モ
ル％であり、膜厚は５０００Å以下であることを特徴と
する誘電体膜。 - 【請求項２】 前記膜厚は、２００乃至３０００Åであ
ることを特徴とする請求項１に記載の誘電体膜。 - 【請求項３】 下部電極と、この下部電極上に形成され
た誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極
と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂ
xＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘ
の値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７で
あり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)Ｔ
ｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であ
り、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであ
り、前記上部電極及び前記下部電極のうち少なくとも一
方はＰｔ電極であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項４】 下部電極と、この下部電極上に形成され
た誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極
と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂ
xＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘ
の値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７で
あり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)Ｔ
ｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であ
り、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであ
り、前記上部電極及び前記下部電極のうち少なくとも一
方はＩｒ電極であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項５】 下部電極と、この下部電極上に形成され
た誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極
と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂ
xＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘ
の値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７で
あり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)Ｔ
ｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であ
り、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであ
り、前記上部電極及び前記下部電極を構成する導電材料
の格子定数は３．５乃至４．３Åであることを特徴とす
るキャパシタ。 - 【請求項６】 下部電極と、この下部電極上に形成され
た誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極
と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂ
xＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘ
の値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７で
あり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)Ｔ
ｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であ
り、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであ
り、前記上部電極及び前記下部電極を構成する導電材料
の格子定数は５．０乃至６．１Åであることを特徴とす
るキャパシタ。 - 【請求項７】 前記誘電体膜の膜厚は、５００乃至２０
００Åであることを特徴とする請求項３乃至６のいずれ
か１項に記載のキャパシタ。 - 【請求項８】 請求項３乃至７のいずれか１項に記載の
キャパシタを有することを特徴とするランダムアクセス
メモリ。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004075424A (ja) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Mitsubishi Materials Corp | 耐疲労特性に優れた強誘電体薄膜とその形成用組成物 |
| JP2005314631A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-11-10 | Japan Pionics Co Ltd | 絶縁膜成膜用原料及びそれを用いた成膜方法 |
| JP2016066822A (ja) * | 2016-01-20 | 2016-04-28 | 株式会社ユーテック | 強誘電体結晶膜及びその製造方法 |
-
1999
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