JP2001168295A - Formation of new dielectric - Google Patents

Formation of new dielectric

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JP2001168295A
JP2001168295A JP35051299A JP35051299A JP2001168295A JP 2001168295 A JP2001168295 A JP 2001168295A JP 35051299 A JP35051299 A JP 35051299A JP 35051299 A JP35051299 A JP 35051299A JP 2001168295 A JP2001168295 A JP 2001168295A
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ferroelectric memory
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栄治 名取
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尚男 西川
Katsuyuki Morii
克行 森井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric of which Fc can be lowered and which can be patterned by light irradiation. SOLUTION: An organic ferroelectric is dispersed to a sensitive resin. Accordingly, in the patterning, the organic ferroelectric-materials are not put in the harsh environment such as plasma ashing, which allows preventing degradation in the performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する利用分野】本発明は新規な誘電体に関す
るものである。詳しくは、強誘電体材料の改良に関する
ものである。本発明は改良された有機強誘電体を用いた
強誘電体メモリに関するものである。本発明は改良され
た有機強誘電体を用いた強誘電体メモリの製造方法に関
するものである。本発明は改良された有機強誘電体材料
を用いた強誘電体メモリデバイスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel dielectric. More specifically, the present invention relates to improvement of a ferroelectric material. The present invention relates to a ferroelectric memory using an improved organic ferroelectric. The present invention relates to a method for manufacturing a ferroelectric memory using an improved organic ferroelectric. The present invention relates to a ferroelectric memory device using an improved organic ferroelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体は残留分極を持つ材料である。
残留分極は強誘電体に印加される電界の方向により向き
を変えるものであり、したがって残留分極の方向を情報
として強誘電体不揮発性メモリが提供される。
2. Description of the Related Art Ferroelectrics are materials having remanent polarization.
The direction of the remanent polarization changes depending on the direction of the electric field applied to the ferroelectric substance. Therefore, a ferroelectric nonvolatile memory is provided using the direction of the remanent polarization as information.

【0003】強誘電体メモリには、強誘電体として例え
ば無機強誘電体材料であるPZT(Pb(Zr,Ti)
3)を用い、これを上下の電極で挟んで容量を構成す
るものが知られている。また、例えば特開平10−22
470号に記載のように、無機強誘電体に代えて有機強
誘電体を使用した強誘電体メモリも知られている。有機
強誘電体としては弗化ビニリデンと三弗化エチレンの共
重合体(P(VDF/TrFE))が知られている。有
機強誘電体はインピーダンスが低いことにより単純マト
リックス型強誘電体メモリを実現する上で有利である。
In a ferroelectric memory, for example, PZT (Pb (Zr, Ti)) which is an inorganic ferroelectric material is used as a ferroelectric material.
It is known that O 3 ) is used, and this is sandwiched between upper and lower electrodes to form a capacitor. Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-22
As described in Japanese Patent No. 470, a ferroelectric memory using an organic ferroelectric instead of an inorganic ferroelectric is also known. As the organic ferroelectric, a copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride (P (VDF / TrFE)) is known. Organic ferroelectrics are advantageous in realizing a simple matrix type ferroelectric memory because of their low impedance.

【0004】これらの強誘電体メモリを構成する場合に
は、下部電極上に強誘電体の薄膜を形成し、有機強誘電
体の場合にはプラズマアッシングによってパターニング
し、無機強誘電体の場合はRIEイオンミリングによっ
てパターニングする。次いで、上部電極を積層する。無
機強誘電体は摂氏700乃至800度でアニーリングす
る必要がある。アニーリングによってCMOS構造にダ
メージを与えるおそれがある。
When these ferroelectric memories are constructed, a ferroelectric thin film is formed on a lower electrode, and is patterned by plasma ashing in the case of an organic ferroelectric, and is formed by plasma ashing in the case of an inorganic ferroelectric. Patterning is performed by RIE ion milling. Next, an upper electrode is laminated. Inorganic ferroelectrics need to be annealed at 700-800 degrees Celsius. Annealing may damage the CMOS structure.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】有機強誘電体材料は高
温アニーリングを必要としないこと、インピーダンスが
低いことにより単純マトリクス型メモリを形成できる点
において優れている。しかしながら、有機強誘電体の抗
電界は数乃至数十MV/cm程度の大きな値となり駆動
電圧が高くなる問題がある。より薄くすると抗電界を低
くできるもののリーク電流が大きくなる。また、プラズ
マアッシングによって有機強誘電体をパターニングする
と、ダメージによりPr(残留分極・自発分極)が低下
すると共にファティーグ、インプリント、リテンション
等の素子の信頼性が低下する。
The organic ferroelectric material is excellent in that it does not require high-temperature annealing and can form a simple matrix type memory because of its low impedance. However, the coercive electric field of the organic ferroelectric has a large value of about several to several tens of MV / cm, and there is a problem that the driving voltage is increased. If the thickness is smaller, the coercive electric field can be reduced, but the leak current increases. Further, when an organic ferroelectric is patterned by plasma ashing, Pr (residual polarization / spontaneous polarization) decreases due to damage, and the reliability of elements such as fatigue, imprint, and retention decreases.

【0006】一方、既述の先行技術に記載のように、酸
化物材料からなる強誘電体はCMOSプロセスとの整合
性が悪い。すなわち、一般に水素を含むガス中での加熱
状態では、PZTのような酸化物強誘電体は、還元性雰
囲気での加熱に非常に弱く、残留分極が失われて信号が
得られなくなってしまうため、通常行なわれる400度
程度の水素熱処理ができない。このため、記憶容量形成
後に形成される配線の信頼性確保は難しく、強誘電体を
使うがための特殊プロセス開発が必要になる。
On the other hand, as described in the above-mentioned prior art, a ferroelectric made of an oxide material has poor compatibility with a CMOS process. That is, in general, in a heating state in a gas containing hydrogen, an oxide ferroelectric substance such as PZT is very weak to heating in a reducing atmosphere, and a residual polarization is lost, so that a signal cannot be obtained. The hydrogen heat treatment of about 400 degrees which is normally performed cannot be performed. For this reason, it is difficult to ensure the reliability of the wiring formed after the formation of the storage capacitor, and a special process for using a ferroelectric must be developed.

【0007】さらに、高酸素雰囲気で酸化物材料をアニ
ールするとCMOSにダメージが与えられる。TEOS
−CVDのような水素ガスが発生する半導体プロセスは
強誘電体にダメージを与える。
Further, annealing the oxide material in a high oxygen atmosphere may damage the CMOS. TEOS
A semiconductor process that generates hydrogen gas, such as CVD, damages the ferroelectric;

【0008】そこで本発明は、信頼性に優れてリーク電
流が少なく、かつ抗電界も低い有機強誘電体を提供する
ことを目的とする。本発明の他の目的は、プラズマアッ
シングやイオンミリング等過酷な条件下でなくパターニ
ングが可能な有機強誘電体を提供することである。本発
明の更に他の目的は、この有機強誘電体を用いた強誘電
体メモリを提供することである。本発明の更に他の目的
は、この強誘電体メモリを備えたメモリデバイスを提供
することである。本発明のさらに他の目的は、この強誘
電体メモリのパターニング方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的はこの誘電体メモリを備えるメ
モリデバイスの製造方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic ferroelectric substance which is excellent in reliability, has a small leak current, and has a low coercive electric field. Another object of the present invention is to provide an organic ferroelectric which can be patterned without severe conditions such as plasma ashing and ion milling. Still another object of the present invention is to provide a ferroelectric memory using the organic ferroelectric. Still another object of the present invention is to provide a memory device including the ferroelectric memory. Still another object of the present invention is to provide a method for patterning this ferroelectric memory.
Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a memory device including the dielectric memory.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、光官能性樹脂に誘電体材料を分散させて抗
電界を低下させてなり、かつ光を照射してパターニング
可能な誘電体であることを特徴とする。したがって、従
来のようにパターニングに当たってプラズマアッシング
等の過酷な環境下に有機強誘電体が置かれることがない
ので、既述のような性能低下を回避することが可能とな
る。この誘電体は強誘電体、圧電体、焦電体等に使用す
ることができる。したがって、本発明に係わる誘電体
は、強誘電体メモリ、圧電効果を利用したインクジェッ
ト記録ヘッド、特開平7−84231号に記載のような
焦電効果を利用したメモリ等に使用することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a dielectric material capable of dispersing a dielectric material in a photo-functional resin to reduce a coercive electric field, and irradiating light with a patternable dielectric material. It is characterized by being a body. Therefore, since the organic ferroelectric substance is not placed under a severe environment such as plasma ashing during the patterning as in the related art, it is possible to avoid the performance degradation as described above. This dielectric can be used as a ferroelectric, piezoelectric, pyroelectric, or the like. Therefore, the dielectric according to the present invention can be used for a ferroelectric memory, an ink jet recording head using a piezoelectric effect, a memory using a pyroelectric effect as described in JP-A-7-84231, and the like.

【0010】光官能性樹脂としては、PMMA等のアク
リレート誘導体、メタクリレート誘導体、ポリスチレン
・ポリヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体等本発明
に適用可能なものを使用することができる。光官能性樹
脂とは光の照射によって架橋してエッチング性に差がで
きるフォトレジストを使用することができる。
As the photofunctional resin, those applicable to the present invention such as acrylate derivatives such as PMMA, methacrylate derivatives, and styrene derivatives such as polystyrene and polyhydroxystyrene can be used. It is possible to use a photoresist which can be crosslinked with the photofunctional resin by irradiation of light to make a difference in etching property.

【0011】誘電体材料としては、既述の弗化ビニリデ
ンと三弗化エチレンの共重合体やポリビニリデンシアナ
イド、奇数ナイロンなど例えば「電子光機能高分子」
(講談社サイエンティフィック、1989年4月20日
発行第160頁)等に記載の公知のものを使用すること
ができる。
Examples of the dielectric material include the above-mentioned copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride, polyvinylidene cyanide, odd-numbered nylon, etc.
(Kodansha Scientific, page 160, published on April 20, 1989) can be used.

【0012】本発明の誘電体を得るためには、光官能性
樹脂に誘電体材料を分散させる。分散は次のようにして
行われる。すなわち、光官能性樹脂及び誘電体が溶ける
溶媒で分散させる。この溶媒としては例えば次のものが
ある。n−ヘプタン、n−オクタン、ドデシルベンゼ
ン、ジエチルベンゼン、メシチレン、テトラリン、デカ
リン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデ
ン、ジベンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロ
ナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系
溶媒の他、エチレングリコールジメチルエーテル、エチ
レングリコールジエチルエーテル、エチレングリコール
メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジ
エチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジ
メトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテ
ル、p−ジオキシサン等のエーテル系溶媒、さらにプロ
ピレンカーボネート、γ―ブトロラクトン、N―メチル
−2―ピロリドン、ジメチルホルムアミド、1,3−ジ
メチル−2−イミダゾルジノン、1,3−ジノルマルプ
ロピル−2−イミダゾルジノン、ジメチルスルホキシ
ド、シクロヘキサノンなどの極性溶媒をあげることがで
きる。これらのうち、環状珪素化合物の溶解性と該溶液
の安定性の点で炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ま
しく、さらに好ましい溶媒としては炭化水素系溶媒をあ
げることができる。これらの溶媒は、単独でもあるいは
2種以上を混合しても使用できる。
In order to obtain the dielectric of the present invention, a dielectric material is dispersed in a photofunctional resin. Dispersion is performed as follows. That is, it is dispersed with a solvent in which the photofunctional resin and the dielectric are soluble. Examples of the solvent include the following. In addition to hydrocarbon solvents such as n-heptane, n-octane, dodecylbenzene, diethylbenzene, mesitylene, tetralin, decalin, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dibenten, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, ethylene Ether solvents such as glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxysan and the like , Propylene carbonate, γ-butrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl Formamide, 1,3-dimethyl-2-Imidazorujinon, 1,3 di-n-propyl-2-Imidazorujinon, dimethyl sulfoxide, can be mentioned polar solvents such as cyclohexanone. Among these, hydrocarbon solvents and ether solvents are preferred in view of the solubility of the cyclic silicon compound and the stability of the solution, and more preferred solvents are hydrocarbon solvents. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

【0013】光官能性樹脂(A)に対する誘電体材料
(B)の比率は、誘電特性の点から例えば、A:B=
1:4乃至1:1である。
The ratio of the dielectric material (B) to the photofunctional resin (A) is, for example, A: B =
1: 4 to 1: 1.

【0014】本発明に係わる有機強誘電体メモリは3−
5Vで駆動できるので、CMOS回路との整合性がとれ
て、かつ低消費電力化が達成できる。さらに、有機強誘
電体は摂氏170乃至200度の低温プロセスが達成で
きるためにCMOS側にダメージを与えない。しかも、
光照射によってパターニングが可能であるために、結う
電池体のPrを低下することなく低コスト化が達成でき
る。
The organic ferroelectric memory according to the present invention
Since it can be driven at 5 V, it is possible to achieve consistency with the CMOS circuit and achieve low power consumption. Further, since the organic ferroelectric can achieve a low temperature process of 170 to 200 degrees Celsius, it does not damage the CMOS side. Moreover,
Since patterning is possible by light irradiation, cost reduction can be achieved without lowering Pr of the battery body to be tied.

【0015】本発明によれば、ファティーグ、インプリ
ント、リテンションなどの信頼性を従来のものに比較し
てファティーグ(3v)10から1010サイクル、
インプリント変動30パーセントから10パーセント以
下、リテンション(摂氏65度)5年から10年程度に
高めることができる
According to the present invention, the reliability of fating, imprinting, retention, etc. is compared with that of the conventional one, and the number of cycles of fating (3v) from 10 6 to 10 10
Imprint fluctuation can be increased from 30% to 10% or less, retention (65 degrees Celsius) from 5 to 10 years

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。この実施の形態では既述の強誘電体を容量部
として用いるFRAM(強誘電体メモリ)を備えたメモ
リデバイスを例にとり説明する。図1は単純マトリクス
型メモリ素子の製造工程を説明するものであり図1
(A)に示すように、公知の転写法によって基台から剥
離した周辺回路21,22を基板1に転写形成する。こ
の転写法とは素子部品の一部を他の基板上で形成してこ
れから素子部品を剥離し、この素子部品を転写対象の基
板に転写するものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a memory device including an FRAM (ferroelectric memory) using the above-described ferroelectric material as a capacitor will be described as an example. FIG. 1 illustrates a manufacturing process of a simple matrix type memory element.
As shown in FIG. 1A, the peripheral circuits 21 and 22 peeled off from the base are transferred to the substrate 1 by a known transfer method. In this transfer method, a part of an element component is formed on another substrate, the element component is separated therefrom, and the element component is transferred to a substrate to be transferred.

【0016】基板1は後述する平坦化膜、有機薄膜、X
ストライプ電極及びYストライプ電極の形成工程におい
て、耐熱性、耐侵食性などを備え、所望の機械的強度を
有する材質であれば、特に限定されるものではなく、プ
ラスチック基板、石英基板などを使用することができ
る。
The substrate 1 is made of a flattening film, an organic thin film, X
In the step of forming the stripe electrode and the Y stripe electrode, the material is not particularly limited as long as the material has heat resistance, erosion resistance, and the like and has a desired mechanical strength, and a plastic substrate, a quartz substrate, or the like is used. be able to.

【0017】続いて、図1(B)に示すように、基板1
上のメモリセル領域及び周辺回路21,22を含む領域
に平坦化膜3を形成し、さらに、周辺回路21と後に形
成されるn本のXストライプ電極との接続端子位置に合
わせてn個のコンタクトホール41,42,…,4nを
形成する。また同時に周辺回路22と後に形成されるm
本のYストライプ電極との接続端子位置に合わせてm個
のコンタクトホール51,52,…,5mを形成する。
Subsequently, as shown in FIG.
A flattening film 3 is formed in the upper memory cell region and the region including the peripheral circuits 21 and 22. Further, n flattening films 3 are formed in accordance with the positions of connection terminals between the peripheral circuit 21 and n X stripe electrodes formed later. , 4n are formed. At the same time, the peripheral circuit 22 and m formed later
M contact holes 51, 52,..., 5m are formed in accordance with the positions of the connection terminals with the Y stripe electrodes.

【0018】平坦化膜3は基板1上に転写形成された周
辺回路21,22と基板1との段差を吸収し、周辺回路
21,22とXストライプ電極及びYストライプ電極と
の接続を可能にするために設けられる薄膜であり、絶縁
性を有する薄膜であれば特に限定されるものではない。
The flattening film 3 absorbs a step between the peripheral circuits 21 and 22 transferred and formed on the substrate 1 and the substrate 1, and enables connection between the peripheral circuits 21 and 22 and the X stripe electrode and the Y stripe electrode. It is a thin film provided for the purpose of the present invention, and is not particularly limited as long as it is a thin film having an insulating property.

【0019】平坦化膜3として例えばポリイミド膜を成
膜するには、リソグラフィ法や印刷法などの任意の方法
を選択できる。リソグラフィ法を使用する場合は、スピ
ンコート、スプレーコード、ロールコート、ダイコー
ト、ディップコートなど所定の方法で有機材料を塗布す
ればよい。また、平坦化膜3として例えばシリコン酸化
膜を成膜する場合は、有機シラン(TEOS)及び酸素
を反応ガスとして用いたプラズマCVD法などにより成
膜することができ、シリコン窒化膜を成膜する場合は、
シラン系ガス及び窒素を反応ガスとして用いたプラズマ
CVD法などにより成膜することができる。
For forming a polyimide film, for example, as the flattening film 3, an arbitrary method such as a lithography method or a printing method can be selected. When a lithography method is used, an organic material may be applied by a predetermined method such as spin coating, spray code, roll coating, die coating, and dip coating. When a silicon oxide film is formed as the planarizing film 3, for example, a silicon nitride film can be formed by a plasma CVD method using organic silane (TEOS) and oxygen as a reaction gas. If
The film can be formed by a plasma CVD method using a silane-based gas and nitrogen as a reaction gas.

【0020】次いで、(C)に示すように、コンタクト
ホール41,42,…,4nに接続するn本のXストラ
イプ電極61,62,…,6nをメモリセル領域にわた
って形成する。Xストライプ電極を形成するには、例え
ば、Al、RuO、Pt、IrO、YBaCu
、OsO、MoO、ReO、WO、Au、
Ag、In、In−Ga合金、Gaなどの導電性材料の
微粒子を適当な溶媒に溶かして導電性材料液(電極材料
液)を調整し、インクジェット式記録ヘッド(流動体吐
出ヘッド)を用いてストライプ状にパターニング塗布す
ればよい。
Then, as shown in FIG. 2C, n X stripe electrodes 61, 62,..., 6n connected to the contact holes 41, 42,. To form an X stripe electrode, for example, Al, RuO 2 , Pt, IrO 2 , YBa 2 Cu 3
O 7 , OsO 2 , MoO 2 , ReO 2 , WO 2 , Au,
A conductive material liquid (electrode material liquid) is prepared by dissolving fine particles of a conductive material such as Ag, In, an In-Ga alloy, and Ga in an appropriate solvent, and the liquid is discharged using an ink jet recording head (fluid ejection head). What is necessary is just to pattern-coat in stripe form.

【0021】溶媒として、ブチルカルビトールアセテー
ト、3−ジメチル−2−イミタゾリジン、BMA等を用
いることができる。インクジェット式記録ヘッドとして
は、圧電体素子の体積変化により所望の流動体を吐出さ
せるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急
激に蒸気が発生することにより流動体を吐出させるバブ
ルジェット方式であってもよい。続いて、塗布された電
極材料液を熱処理し、溶媒成分を蒸発させればn本のX
ストライプ電極が形成される。
As the solvent, butyl carbitol acetate, 3-dimethyl-2-imitazolidine, BMA and the like can be used. Ink jet recording heads use the piezo jet method, which discharges a desired fluid by changing the volume of the piezoelectric element, or the bubble jet method, which discharges the fluid by suddenly generating steam by applying heat. There may be. Subsequently, the applied electrode material liquid is subjected to a heat treatment to evaporate the solvent component.
A stripe electrode is formed.

【0022】次いで、(D)に示すように、メモリセル
領域に有機薄膜7を成膜する。この有機薄膜7はXスト
ライプ電極及びYストライプ電極間に印加される電界強
度がある閾値を超えるとインピーダンス(電圧対電流特
性)が変化し、且つ、印加電界を0にしてもインピーダ
ンスが変化しない特性を有する材料で構成されている。
従って、有機薄膜7のハイインピーダンス状態とローイ
ンーダンス状態に対応してそれぞれ“0”或いは“1”
を割り当てれば不揮発性メモリを実現することができ
る。このような有機薄膜7を用いれば、互いに直交する
Xストライプ電極とYストライプ電極の各交点において
1つのメモリセル(単位メモリセル)が形成される。
Next, as shown in (D), an organic thin film 7 is formed in the memory cell region. The characteristic (voltage-current characteristic) of the organic thin film 7 changes when the electric field intensity applied between the X stripe electrode and the Y stripe electrode exceeds a certain threshold value, and the impedance does not change even when the applied electric field is zero. And a material having
Therefore, “0” or “1” respectively corresponds to the high impedance state and the low impedance state of the organic thin film 7.
, A non-volatile memory can be realized. When such an organic thin film 7 is used, one memory cell (unit memory cell) is formed at each intersection of the X stripe electrode and the Y stripe electrode which are orthogonal to each other.

【0023】この有機膜は既述のように、光官能性樹脂
に有機強有電体を分散させてこれをインクジェットやバ
ブルジェットなどの吐出法やスピンコート法、スプレー
コート法によって形成する。すなわち、メタノールなど
の有機溶媒に光官能性樹脂および既述の有機強誘電体あ
るいは国際公開WO98/58383号公報に開示され
ているCu−TCNQを溶解させ、これを既述の形成法
によって電極上に成膜する。次いで、摂氏170度程度
の熱処理によって膜中の溶媒成分を蒸発させて膜を固化
する。
As described above, this organic film is formed by dispersing an organic strong conductive material in a photo-functional resin and discharging it by an ink jet or bubble jet method, a spin coating method, or a spray coating method. That is, a photofunctional resin and the above-mentioned organic ferroelectric or Cu-TCNQ disclosed in International Publication WO98 / 58383 are dissolved in an organic solvent such as methanol, and this is formed on an electrode by the above-mentioned forming method. Is formed. Next, the solvent component in the film is evaporated by a heat treatment at about 170 degrees Celsius to solidify the film.

【0024】一つの具体的な製法例に基づく有機膜の膜
厚は、100nmであり、この膜の抗電界を測定したと
ころ150kv/cmであった。さらに、リーク電流を
測定すると10−7A/cmであった。リーク電流が
10−4/cm以上であるとヒステリシス性に悪影響
がある。次いで、この有機膜に波長が254nmの水銀
ランプからの光を照射してエッチングを施して前記有機
膜をアレイ状にパターニングする。
The thickness of the organic film based on one specific example of the production method was 100 nm, and the coercive electric field of this film was 150 kv / cm when measured. Further, the measured leakage current was 10 −7 A / cm 2 . When the leak current is 10 −4 / cm 2 or more, the hysteresis property is adversely affected. Subsequently, the organic film is irradiated with light from a mercury lamp having a wavelength of 254 nm and etched to pattern the organic film into an array.

【0025】最後に、(E)に示すように、コンタクト
ホール51,52,…,5mに接続するm本のYストラ
イプ電極81,82,…,8mをメモリセル領域にわた
って形成する。Yストライプ電極はXストライプ電極と
同様にインクジェット式記録ヘッドを用いてパターニン
グ形成すればよい。メモリ素子の表面を樹脂等で封止処
理すれば、単純マトリクス型メモリ素子が完成する。
Finally, as shown in (E), m Y stripe electrodes 81, 82,..., 8m connected to the contact holes 51, 52,. The Y stripe electrode may be formed by patterning using an ink jet recording head in the same manner as the X stripe electrode. If the surface of the memory element is sealed with a resin or the like, a simple matrix type memory element is completed.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、信頼性
に優れてリーク電流が少なく、かつ抗電界も低い有機強
誘電体を提供することができる。本発明はまた、プラズ
マアッシングやイオンミリング等過酷な条件下でなくパ
ターニングが可能な有機強誘電体を提供することができ
る。さらに、本発明は、この有機強誘電体を用いた強誘
電体メモリを提供することができる。本発明はさらに、
この強誘電体メモリを備えたメモリデバイスを提供する
ことができる。本発明はさらに光照射によってパターニ
ングが可能な誘電体のパターニング方法を提供すること
ができる。
As described above, the present invention can provide an organic ferroelectric substance which is excellent in reliability, has a small leakage current, and has a low coercive electric field. The present invention can also provide an organic ferroelectric that can be patterned without severe conditions such as plasma ashing and ion milling. Further, the present invention can provide a ferroelectric memory using the organic ferroelectric. The invention further provides
A memory device including the ferroelectric memory can be provided. The present invention can further provide a dielectric patterning method that can be patterned by light irradiation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係わる強誘電体メモリの構
造及びその製造方法を説明する断面図であう。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a ferroelectric memory according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、21…周辺回路、22…周辺回路、3…平坦
化膜、41〜4n…コンタクトホール、51〜5m…コ
ンタクトホール、61〜6n…Xストライプ電極、7…
有機薄膜、81〜8m…Yストライプ電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 21 ... Peripheral circuit, 22 ... Peripheral circuit, 3 ... Planarization film, 41-4n ... Contact hole, 51-5m ... Contact hole, 61-6n ... X stripe electrode, 7 ...
Organic thin film, 81-8m ... Y stripe electrode

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年1月26日(2000.1.2
6)
[Submission Date] January 26, 2000 (2000.1.2
6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】本発明によれば、ファティーグ、インプリ
ント、リテンションなどの信頼性を従来のものに比較し
てファティーグ(3v)10から1010サイクル、
インプリント変動30パーセントから10パーセント以
下、リテンション(摂氏65度)5年から10年程度に
高めることができる
According to the present invention, the reliability of fating, imprinting, retention, etc. is compared with that of the conventional one, and the number of cycles of fating (3v) from 10 6 to 10 10
Imprint fluctuation can be increased from 30% to 10% or less, retention (65 degrees Celsius) from 5 to 10 years

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。この実施の形態では既述の強誘電体を容量部
として用いる強誘電体メモリを備えたメモリデバイスを
例にとり説明する。図1は単純マトリクス型メモリ素子
の製造工程を説明するものであり図1(A)に示すよう
に、公知の転写法によって基台から剥離した周辺回路2
1,22を基板1に転写形成する。この転写法とは素子
部品の一部を他の基板上で形成してこれから素子部品を
剥離し、この素子部品を転写対象の基板に転写するもの
である。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a memory device including a ferroelectric memory using the above-described ferroelectric material as a capacitor will be described as an example. FIG. 1 illustrates a manufacturing process of a simple matrix type memory element. As shown in FIG. 1A, a peripheral circuit 2 peeled off from a base by a known transfer method.
The substrates 1 and 22 are transferred and formed on the substrate 1. This transfer method involves forming a part of an element component on another substrate, peeling the element component from the substrate, and transferring the element component to a substrate to be transferred.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森井 克行 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 4F071 AA22 AA26 AA33 AA34 AG28 AH12 BA03 BB02 BC02 BC12 4J002 BC03W BC12W BD12X BD14X BG06W BG09X GH00 GQ00 HA06 5F083 FR01 GA06 HA02 JA01 JA43 JA44 JA56 JA58 LA06 PR23 PR38 PR42 PR52  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Katsuyuki Morii 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano F-term in Seiko Epson Corporation (reference) 4F071 AA22 AA26 AA33 AA34 AG28 AH12 BA03 BB02 BC02 BC12 4J002 BC03W BC12W BD12X BD14X BG06W BG09X GH00 GQ00 HA06 5F083 FR01 GA06 HA02 JA01 JA43 JA44 JA56 JA58 LA06 PR23 PR38 PR42 PR52

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光官能性樹脂内に誘電体材料を分散させ
てなる誘電体。
1. A dielectric obtained by dispersing a dielectric material in a photofunctional resin.
【請求項2】 前記誘電体材料が有機強誘電体材料であ
る請求項1記載の誘電体。
2. The dielectric according to claim 1, wherein said dielectric material is an organic ferroelectric material.
【請求項3】 前記光官能性樹脂がアクリレート誘導
体、メタクリレート誘導体、スチレン系誘導体のいずれ
かである請求項1又は2記載の誘電体。
3. The dielectric according to claim 1, wherein the photofunctional resin is one of an acrylate derivative, a methacrylate derivative, and a styrene derivative.
【請求項4】 電極間に容量部を形成してなり、請求項
1乃至3のいずれか1項記載の誘電体を容量部に使用し
てなる強誘電体メモリ。
4. A ferroelectric memory in which a capacitor is formed between electrodes, and wherein the dielectric according to claim 1 is used for the capacitor.
【請求項5】 請求項4記載の強誘電体メモリの複数を
アレイ状に配置するとともに、行及び列アドレスを指定
して特定の強誘電体メモリにデータの書き込み或いは当
該メモリからデータの読み出しを行う周辺回路を備えて
なる強誘電体メモリデバイス。
5. A ferroelectric memory according to claim 4, wherein a plurality of ferroelectric memories are arranged in an array, and data is written to or read from a specific ferroelectric memory by specifying a row and column address. Ferroelectric memory device comprising a peripheral circuit to perform.
【請求項6】 電極上に請求項1乃至3のいずれか1項
記載の誘電体を形成し、これに光を照射して特定パター
ンの誘電体層を形成してなる誘電体のパターニング方
法。
6. A method for patterning a dielectric, comprising: forming the dielectric according to claim 1 on an electrode; and irradiating the dielectric with a light to form a dielectric layer having a specific pattern.
【請求項7】 電極上に請求項1乃至3のいずれか1項
記載の強誘電体を形成し、これに光を照射して特定パタ
ーンの強誘電体層を電極間の容量部として形成する工程
と、この強誘電体をアレイ状に配置するとともに、行及
び列電極を形成する工程と、行及び列アドレスを指定し
て特定の強誘電体にデータの書き込み或いは当該強誘電
体からデータの読み出しを行う周辺回路パターンを形成
する工程とを含む強誘電体メモリデバイスの製造方法。
7. A ferroelectric material according to claim 1, which is formed on an electrode, and irradiated with light to form a ferroelectric layer having a specific pattern as a capacitor between the electrodes. A step of arranging the ferroelectrics in an array and forming row and column electrodes, and writing data to or writing data from a specific ferroelectric by designating row and column addresses. Forming a peripheral circuit pattern for performing reading.
【請求項8】 厚さが100乃至200nmにあり、抗
電界が50kv/cm乃至300kv/cmにある有機
材料からなる強誘電体。
8. A ferroelectric material comprising an organic material having a thickness of 100 to 200 nm and a coercive electric field of 50 to 300 kv / cm.
【請求項9】 リーク電流が10−4cm以下である
請求項8記載の強誘電体。
9. The ferroelectric material according to claim 8, wherein a leak current is 10 −4 cm 2 or less.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068984A (en) * 2001-06-28 2003-03-07 Sharp Corp Cross point memory having low crosstalk and electrically programmable resistance characteristics
WO2006085633A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Memory element and semiconductor device
JP2006253381A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory and its fabrication method
JP2006253380A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory and its manufacturing method
JP2012178566A (en) * 2005-06-14 2012-09-13 Thin Film Electronics Asa Method of fabricating ferroelectric memory device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068984A (en) * 2001-06-28 2003-03-07 Sharp Corp Cross point memory having low crosstalk and electrically programmable resistance characteristics
WO2006085633A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Memory element and semiconductor device
US8604547B2 (en) 2005-02-10 2013-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Memory element and semiconductor device
JP2006253381A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory and its fabrication method
JP2006253380A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory and its manufacturing method
JP4632034B2 (en) * 2005-03-10 2011-02-16 セイコーエプソン株式会社 Manufacturing method of organic ferroelectric memory
JP2012178566A (en) * 2005-06-14 2012-09-13 Thin Film Electronics Asa Method of fabricating ferroelectric memory device

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