JP2002170936A - Method of manufacturing ferroelectric memory elements - Google Patents

Method of manufacturing ferroelectric memory elements

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JP2002170936A
JP2002170936A JP2000368750A JP2000368750A JP2002170936A JP 2002170936 A JP2002170936 A JP 2002170936A JP 2000368750 A JP2000368750 A JP 2000368750A JP 2000368750 A JP2000368750 A JP 2000368750A JP 2002170936 A JP2002170936 A JP 2002170936A
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宏志 瀧口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing ferroelectric memory elements which is suited for fine processing constituents of capacitor parts. SOLUTION: The method of manufacturing ferroelectric memory elements comprises steps: (a) of forming on the surface of a base a first region 54 having surface characteristics giving priority to depositing a material for forming a first electrode 32, and a second region 56 having surface characteristics hard to deposit the material for forming the first electrode 32, in such manner that the first region 54 is formed by charging the surface of the base or an upper layer of a substrate; and (b) of giving the material for forming the first electrode 32 to the base and selectively forming the members on the first region 54, by giving a material imparted with opposite charges to the first region 54 to form the first electrode 32 on the first region 54.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体メモリ素
子の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a ferroelectric memory device.

【0002】[0002]

【背景技術】強誘電体メモリ(FeRAM)は、キャパ
シタ部分に強誘電体層を用い、その自発分極によりデー
タを保持するものである。従来の強誘電体メモリの製造
方法におけるキャパシタ部分の形成は、エッチングによ
って電極や強誘電体層を加工していたので、特に微細な
パターンを形成する際にいくつかの欠点があった。
2. Description of the Related Art A ferroelectric memory (FeRAM) uses a ferroelectric layer for a capacitor portion and holds data by its spontaneous polarization. In the conventional method of manufacturing a ferroelectric memory, the formation of the capacitor portion involves processing the electrodes and the ferroelectric layer by etching, and therefore has some drawbacks particularly when a fine pattern is formed.

【0003】例えば、強誘電体層の形成で高温焼成が必
要なときに、アルミニウムの電極では高温に耐えられな
いため、プラチナやイリジウムなどが使用される。これ
らの材料は反応性が低いため、化学的作用を強くしてエ
ッチングを行う必要があるが、その場合、耐エッチング
マスクとして有機物質のレジスト膜を用いることが困難
である。一方、物理的作用を強くしてエッチングを行う
ことも考えられるが、エッチング除去された電極材料が
再び電極部分に付着することがあり、微細パターンの形
成が難しかった。また、強誘電体層をドライエッチング
すると、その特性が劣化するという問題もあった。
For example, when high-temperature firing is required for forming a ferroelectric layer, platinum or iridium is used because aluminum electrodes cannot withstand high temperatures. Since these materials have low reactivity, it is necessary to perform etching by strengthening the chemical action. In this case, it is difficult to use an organic resist film as an etching resistant mask. On the other hand, it is conceivable to perform etching by strengthening the physical action, but the electrode material removed by etching may adhere to the electrode portion again, making it difficult to form a fine pattern. Further, when the ferroelectric layer is dry-etched, its characteristics are deteriorated.

【0004】本発明は、この問題点を解決するものであ
り、その目的は、精密な加工が可能であり、強誘電体層
の劣化も生じない強誘電体メモリ素子の製造方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ferroelectric memory element which can be processed precisely and does not cause deterioration of a ferroelectric layer. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(A)本発明の第1の強
誘電体メモリ素子の製造方法は、基材に第1電極、強誘
電体層及び第2電極の積層構造を有するキャパシタ部分
を備えた強誘電体メモリ素子の製造方法であって、以下
の工程(a)および(b)を含む。
(A) A first method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the present invention is directed to a capacitor portion having a base material having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. , Comprising the following steps (a) and (b):

【0006】(a)基材の表面または基材の上の層に、
前記第1電極を形成するための材料が優先的に堆積され
る表面特性を有する第1の領域と、前記第1の領域に比
較して前記第1電極を形成するための材料が堆積され難
い表面特性を有する第2の領域と、を形成する工程であ
って、前記第1の領域は、基材の表面または基材の上の
層に電荷を帯びさせることによって形成され、および (b)前記基材に対して、前記第1電極を形成するため
の材料を付与し、前記第1の領域に該部材を選択的に形
成する工程であって、前記第1領域に対して反対の電荷
を帯びた材料を付与し、前記第1の領域において第1電
極が形成される。
(A) On the surface of a substrate or a layer on a substrate,
A first region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is preferentially deposited; and a material for forming the first electrode is less likely to be deposited than the first region. Forming a second region having surface properties, said first region being formed by charging the surface of the substrate or a layer on the substrate with a charge; and (b) A step of applying a material for forming the first electrode to the base material and selectively forming the member in the first region, wherein an opposite charge is applied to the first region. A first electrode is formed in the first region.

【0007】本発明においては、第1の領域は、基材の
表面または基材の上の層に電荷を帯びさせることによっ
て形成され、かつ、第1の領域に対して反対の電荷を帯
びた材料を付与することにより、第1の領域において第
1電極が形成されている。このため、クーロン力によ
り、第1電極が第1の領域に選択的に形成される。した
がって、第1電極をエッチングするための工程が不要と
なる。つまり、本発明は、微細加工に適している。
In the present invention, the first region is formed by charging the surface of the substrate or a layer on the substrate, and has an opposite charge to the first region. By applying the material, a first electrode is formed in the first region. Therefore, the first electrode is selectively formed in the first region by the Coulomb force. Therefore, a step for etching the first electrode becomes unnecessary. That is, the present invention is suitable for fine processing.

【0008】本発明は次のいずれかの態様をとることが
できる。
[0008] The present invention can take any of the following modes.

【0009】(1)前記工程(a)は、基材の上に第1
の前駆体層を形成する工程(a−1)、前記第1の前駆
体層に放射エネルギー線を照射することにより、少なく
とも第1の前駆体層の一部に電荷を帯びさせる工程(a
−2)を含む態様。
(1) The step (a) comprises the steps of:
Forming a precursor layer of (a-1), and irradiating the first precursor layer with a radiant energy ray, thereby causing at least a part of the first precursor layer to have a charge (a).
-2).

【0010】(2)前記工程(a)は、基材の表面に、
電子またはイオンを注入して、前記第1の領域を形成す
る工程を含む態様。
(2) In the step (a), the step of:
An embodiment including a step of implanting electrons or ions to form the first region.

【0011】(3)前記工程(a)は、基材の上に、電
荷を保持することができる層を形成する工程(a−
3)、前記絶縁層に、電子またはイオンを注入して、前
記第1の領域を形成する工程(a−4)を含む態様。
(3) In the step (a), a step of forming a layer capable of retaining electric charges on the base material (a-
3), an embodiment including a step (a-4) of forming the first region by injecting electrons or ions into the insulating layer.

【0012】また、本発明は、次のいずれかの態様をと
ることができる。 (1)前記工程(b)は、ミストデポジション法により
行われる態様。 (2)前記工程(b)は、プローブ探針を利用して行わ
れる態様。
Further, the present invention can take any one of the following modes. (1) An embodiment in which the step (b) is performed by a mist deposition method. (2) An embodiment in which the step (b) is performed using a probe tip.

【0013】(B)本発明の第2の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(c)およ
び(d)を含む。
(B) In the second method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the present invention, a ferroelectric material comprising a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a base material. A method for manufacturing a memory element, comprising the following steps (c) and (d).

【0014】(c)前記強誘電体層の表面または前記強
誘電体層の上の層に、前記第2電極を形成するための材
料が優先的に堆積される表面特性を有する第3の領域
と、前記第3の領域に比較して前記第2電極を形成する
ための材料が堆積され難い表面特性を有する第4の領域
と、を形成する工程であって、前記第3の領域は、前記
強誘電体層の表面または前記強誘電体層の上の層に電荷
を帯びさせることによって形成され、 (d)前記第2電極を形成するための材料を付与し、前
記第3の領域に該部材を選択的に形成する工程であっ
て、前記第3領域に対して反対の電荷を帯びた材料を付
与し、前記第3の領域において前記第2電極が形成され
る。
(C) a third region having a surface characteristic in which a material for forming the second electrode is preferentially deposited on the surface of the ferroelectric layer or on a layer above the ferroelectric layer. And a fourth region having a surface characteristic on which a material for forming the second electrode is less likely to be deposited as compared to the third region, wherein the third region comprises: (D) applying a material for forming the second electrode to the third region, and forming a charge on the surface of the ferroelectric layer or a layer above the ferroelectric layer; A step of selectively forming the member, wherein an oppositely charged material is applied to the third region, and the second electrode is formed in the third region.

【0015】本発明においては、第3の領域は、強誘電
体層の表面または前記強誘電体層の上の層に電荷を帯び
させることによって形成され、かつ、第3の領域に対し
て反対の電荷を帯びた材料を付与することにより、第3
の領域において第2電極が形成されている。このため、
クーロン力により、第2電極が第3の領域に選択的に形
成される。したがって、第2電極をエッチングするため
の工程が不要となる。つまり、本発明は、微細加工に適
している。
In the present invention, the third region is formed by charging the surface of the ferroelectric layer or a layer above the ferroelectric layer, and is opposite to the third region. By providing a charged material of
The second electrode is formed in the region. For this reason,
The second electrode is selectively formed in the third region by the Coulomb force. Therefore, a step for etching the second electrode becomes unnecessary. That is, the present invention is suitable for fine processing.

【0016】本発明は次のいずれかの態様をとることが
できる。
The present invention can take any of the following modes.

【0017】(1)前記工程(c)は、前記強誘電体層
の上に第2の前駆体層を形成する工程(c−1)、前記
第2の前駆体層に放射エネルギー線を照射することによ
り、少なくとも第2の前駆体層の一部に電荷を帯びさせ
る工程(c−2)を含む態様。
(1) The step (c) is a step (c-1) of forming a second precursor layer on the ferroelectric layer, and irradiating the second precursor layer with a radiant energy ray. A step (c-2) of causing at least a part of the second precursor layer to be charged.

【0018】(2)前記工程(c)は、前記強誘電体層
の表面に、電子またはイオンを注入して、前記第3の領
域を形成する工程を含む態様。
(2) An embodiment in which the step (c) includes a step of implanting electrons or ions into the surface of the ferroelectric layer to form the third region.

【0019】(3)前記工程(c)は、前記強誘電体層
の上に、電荷を保持することができる層を形成する工程
(c−3)、前記絶縁層に、電子またはイオンを注入し
て、前記第3の領域を形成する工程(c−4)を含む態
様。
(3) The step (c) is a step (c-3) of forming a layer capable of holding electric charges on the ferroelectric layer, and injecting electrons or ions into the insulating layer. And forming a third region (c-4).

【0020】また、本発明は、次のいずれかの態様をと
ることができる。 (1)前記工程(d)は、ミストデポジション法により
行われる態様。 (2)前記工程(d)は、プローブ探針を利用して行わ
れる態様。
The present invention can take any of the following modes. (1) An embodiment in which the step (d) is performed by a mist deposition method. (2) An aspect in which the step (d) is performed using a probe tip.

【0021】(C)本発明の第3の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(e)およ
び(f)を含む。
(C) A third method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the present invention provides a ferroelectric memory device having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a substrate. A method for manufacturing a memory element, comprising the following steps (e) and (f).

【0022】(e)前記第1電極の表面または前記第1
電極の上の層に、前記強誘電体層を形成するための材料
が優先的に堆積される表面特性を有する第5の領域と、
前記第5の領域に比較して前記強誘電体層を形成するた
めの材料が堆積され難い表面特性を有する第6の領域
と、を形成する工程であって、前記第5の領域は、前記
第1の電極の表面または前記第1電極の上の層に電荷を
帯びさせることによって形成され、および (f)前記強誘電体層を形成するための材料を付与し、
前記第5の領域に該部材を選択的に形成する工程であっ
て、前記第5の領域に対して反対の電荷を帯びた材料を
付与し、前記第5の領域において強誘電体層が形成され
る。
(E) The surface of the first electrode or the first electrode
A fifth region having a surface characteristic on which a material for forming the ferroelectric layer is preferentially deposited on a layer above the electrode;
Forming a sixth region having a surface characteristic on which a material for forming the ferroelectric layer is less likely to be deposited as compared to the fifth region, wherein the fifth region is Formed by charging the surface of a first electrode or a layer above the first electrode, and (f) applying a material for forming the ferroelectric layer;
Selectively forming the member in the fifth region, applying an oppositely charged material to the fifth region, and forming a ferroelectric layer in the fifth region. Is done.

【0023】本発明においては、第5の領域は、第1電
極の表面または前記第1電極の上の層に電荷を帯びさせ
ることによって形成され、かつ、第5の領域に対して反
対の電荷を帯びた材料を付与することにより、第5の領
域において強誘電体層が形成されている。このため、ク
ーロン力により、強誘電体層が第5の領域に選択的に形
成される。したがって、強誘電体層をエッチングするた
めの工程が不要となる。つまり、本発明は、微細加工に
適している。
In the present invention, the fifth region is formed by charging the surface of the first electrode or a layer above the first electrode, and has a charge opposite to the fifth region. The ferroelectric layer is formed in the fifth region by applying a material having the following characteristics. Therefore, a ferroelectric layer is selectively formed in the fifth region by the Coulomb force. Therefore, a step for etching the ferroelectric layer becomes unnecessary. That is, the present invention is suitable for fine processing.

【0024】本発明は次のいずれかの態様をとることが
できる。
The present invention can take any of the following modes.

【0025】(1)前記工程(e)は、前記第1電極の
上に第3の前駆体層を形成する工程(e−1)、前記第
3の前駆体層に放射エネルギー線を照射することによ
り、少なくとも第3の前駆体層の一部に電荷を帯びさせ
る工程(e−2)を含む態様。
(1) The step (e) is a step (e-1) of forming a third precursor layer on the first electrode, and irradiating the third precursor layer with a radiant energy ray. An embodiment including a step (e-2) of causing at least a part of the third precursor layer to be charged.

【0026】(2)前記工程(e)は、前記第1電極の
上に、電荷を保持することができる層を形成する工程
(e−3)、前記絶縁層に、電子またはイオンを注入し
て、前記第5の領域を形成する工程(e−4)を含む態
様。
(2) The step (e) is a step (e-3) of forming a layer capable of holding electric charges on the first electrode, and injecting electrons or ions into the insulating layer. And a step (e-4) of forming the fifth region.

【0027】本発明は次のいずれかの態様をとることが
できる。 (1)前記工程(f)は、ミストデポジション法により
行われる態様。 (2)前記工程(f)は、プローブ探針を利用して行わ
れる態様。
The present invention can take any of the following modes. (1) An embodiment in which the step (f) is performed by a mist deposition method. (2) An embodiment in which the step (f) is performed using a probe tip.

【0028】(D)本発明の第4の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(g)を含
む。
(D) A fourth method of manufacturing a ferroelectric memory device according to the present invention provides a ferroelectric memory device having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a substrate. A method for manufacturing a memory element, comprising the following step (g).

【0029】(g)前記キャパシタ部分を構成する少な
くとも一つの部材が優先的に堆積される表面特性を有す
る第7の領域と、前記第7の領域に比較して前記キャパ
シタ部分を構成する少なくとも一つの部材が堆積され難
い表面特性を有する第8の領域と、を形成する工程であ
って、前記第8の領域となる部材の表面に電荷を帯びさ
せる工程(g−1)、前記第8の領域における電荷に対
して反対の電荷を帯びた、表面修飾層を形成するための
材料を付与して、該第8の領域において、表面修飾層を
形成する工程であって、前記表面修飾層は、前記第7の
領域に比べて、前記キャパシタ部分を構成する少なくと
も一つの部材を形成するための材料との親和性が低い
(g−2)。
(G) a seventh region having a surface characteristic on which at least one member constituting the capacitor portion is preferentially deposited; and at least one region constituting the capacitor portion as compared with the seventh region. Forming an eighth region having a surface characteristic on which the three members are difficult to be deposited, wherein the surface of the member serving as the eighth region is charged (g-1). Applying a material for forming a surface modification layer having a charge opposite to the electric charge in the region and forming a surface modification layer in the eighth region, wherein the surface modification layer is The affinity with a material for forming at least one member constituting the capacitor portion is lower than that of the seventh region (g-2).

【0030】本発明においては、第8の領域に電荷を帯
びさせ、第8の領域に対して反対の電荷を帯びた、表面
修飾層を形成するための材料を付与していることから、
表面修飾層を選択的に形成することができる。
In the present invention, the eighth region is charged with a charge, and the eighth region is provided with a material for forming the surface modification layer having the opposite charge.
The surface modification layer can be selectively formed.

【0031】また、表面修飾層は、キャパシタ部分を構
成する少なくとも一つの部材を形成するための材料との
親和性が低いことから、第7の領域に該部材を選択的に
形成することができる。
Further, since the surface modification layer has a low affinity for a material for forming at least one member constituting the capacitor portion, the member can be selectively formed in the seventh region. .

【0032】前記表面修飾層は、次のいずれかの態様を
とることができる。
The surface modification layer can take any one of the following modes.

【0033】(1)前記第1の電極を形成する前に形成
される態様。
(1) An embodiment formed before forming the first electrode.

【0034】(2)前記表面修飾層は、前記第1の電極
を形成した後、前記強誘電体層を形成する前に形成され
る態様。
(2) An embodiment in which the surface modification layer is formed after forming the first electrode and before forming the ferroelectric layer.

【0035】(3)前記表面修飾層は、前記強誘電体層
を形成した後、前記第2電極を形成する前に形成される
態様。
(3) An embodiment in which the surface modification layer is formed after forming the ferroelectric layer and before forming the second electrode.

【0036】本発明は、前記工程(g−2)は、プロー
ブ探針を利用して行われることができる。
In the present invention, the step (g-2) can be performed using a probe tip.

【0037】(E)本発明の第5の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(h)を含
む。
(E) A fifth method of manufacturing a ferroelectric memory device according to the present invention provides a ferroelectric memory device having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a base material. A method for manufacturing a memory element, comprising the following step (h).

【0038】(h)基材の表面または基材の上の層に、
前記第1電極を形成するための材料が優先的に堆積され
る表面特性を有する第9の領域と、前記第9の領域に比
較して前記第1電極を形成するための材料が堆積され難
い表面特性を有する第10の領域と、を形成する工程で
あって、前記第9の領域となる基材の表面または基材の
上の層に電荷を帯びさせる工程(h−1)、前記第9の
領域に対して反対の電荷を帯びた、表面修飾層を形成す
るための材料を付与して、該第9の領域において、表面
修飾層を形成する工程であって、前記表面修飾層は、前
記第10の領域に比べて、前記第1電極を形成するため
の材料との親和性が高い(h−2)。
(H) on the surface of the substrate or on the layer above the substrate,
A ninth region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is preferentially deposited, and a material for forming the first electrode is less likely to be deposited than the ninth region. Forming a tenth region having surface characteristics, wherein the step (h-1) of charging the surface of the base material or the layer on the base material serving as the ninth region, A step of applying a material for forming a surface modification layer having an opposite charge to the ninth region to form a surface modification layer in the ninth region, wherein the surface modification layer comprises: The affinity with the material for forming the first electrode is higher than that of the tenth region (h-2).

【0039】本発明は、第9の領域に電荷を帯びさせ、
かつ、第9の領域に対して反対の電荷を有する表面修飾
層を形成するための材料を付与して、表面修飾層を形成
している。このため、表面修飾層を選択的に形成するこ
とができる。また、表面修飾層は、前記第10の領域に
比べて、前記第1電極を形成するための材料との親和性
が高いことから、第1電極を選択的に形成することがで
きる。
According to the present invention, the ninth region is charged,
In addition, a material for forming a surface modification layer having an opposite charge is applied to the ninth region to form a surface modification layer. Therefore, the surface modification layer can be selectively formed. Further, since the surface modification layer has a higher affinity for the material for forming the first electrode than the tenth region, the first electrode can be selectively formed.

【0040】本発明において、前記工程(h−2)は、
プローブ探針を利用して行われることができる。
In the present invention, the step (h-2) comprises:
This can be performed using a probe tip.

【0041】(F)本発明の第6の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(i)を含
む。
(F) A sixth method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the present invention provides a ferroelectric memory device having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a base material. A method for manufacturing a memory element, comprising the following step (i).

【0042】(i)前記第1電極の表面または前記第1
電極の上の層に、前記強誘電体層を形成するための材料
が優先的に堆積される表面特性を有する第11の領域
と、前記第11の領域に比較して前記強誘電体層を形成
するための材料が堆積され難い表面特性を有する第12
の領域と、を形成する工程であって、前記第11の領域
となる前記第1電極の表面または前記第1電極の上の層
に電荷を帯びさせる工程(i−1)、前記第11の領域
に対して反対の電荷を帯びた、表面修飾層を形成するた
めの材料を付与して、該第11の領域において、表面修
飾層を形成する工程であって、前記表面修飾層は、前記
第11の領域に比べて、前記強誘電体層を形成するため
の材料との親和性が高い(i−2)。
(I) The surface of the first electrode or the first electrode
An eleventh region having a surface characteristic on which a material for forming the ferroelectric layer is preferentially deposited on a layer above the electrode, and the ferroelectric layer as compared with the eleventh region. A twelfth material having a surface characteristic on which a material to be formed is difficult to deposit.
And (c) causing the surface of the first electrode to be the eleventh region or a layer on the first electrode to be charged (i-1). A step of applying a material for forming a surface modification layer having an opposite charge to the region and forming a surface modification layer in the eleventh region, wherein the surface modification layer comprises: Compared to the eleventh region, the affinity for the material for forming the ferroelectric layer is higher (i-2).

【0043】本発明は、第11の領域に電荷を帯びさ
せ、かつ、第11の領域に対して反対の電荷を有する表
面修飾層を形成するための材料を付与して、表面修飾層
を形成している。このため、表面修飾層を選択的に形成
することができる。また、表面修飾層は、前記第12の
領域に比べて、前記強誘電体層を形成するための材料と
の親和性が高いことから、強誘電体層を選択的に形成す
ることができる。
According to the present invention, the eleventh region is charged with a charge, and the eleventh region is provided with a material for forming a surface modification layer having an opposite charge to form the surface modification layer. are doing. Therefore, the surface modification layer can be selectively formed. Further, since the surface modification layer has a higher affinity for the material for forming the ferroelectric layer than the twelfth region, the ferroelectric layer can be selectively formed.

【0044】本発明において、前記工程(i−2)は、
プローブ探針を利用して行われることができる。
In the present invention, the step (i-2) comprises:
This can be performed using a probe tip.

【0045】(G)本発明の第7の強誘電体メモリ素子
の製造方法は、基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(j)を含
む。
(G) A seventh method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the present invention is directed to a ferroelectric memory device having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a base material. A method for manufacturing a memory element, comprising the following step (j).

【0046】(j)前記強誘電体層の表面または前記強
誘電体層の上の層に、前記第2電極を形成するための材
料が優先的に堆積される表面特性を有する第13の領域
と、前記第13の領域に比較して前記強誘電体層を形成
するための材料が堆積され難い表面特性を有する第14
の領域と、を形成する工程であって、前記第13の領域
となる前記強誘電体層の表面または前記強誘電体層の上
の層に電荷を帯びさせる工程(j−1)、前記第13の
領域に対して反対の電荷を帯びた、表面修飾層を形成す
るための材料を付与して、該第13の領域において、表
面修飾層を形成する工程であって、前記表面修飾層は、
前記第14の領域に比べて、前記第2電極を形成するた
めの材料との親和性が高い(j−2)。
(J) A thirteenth region having a surface characteristic in which a material for forming the second electrode is preferentially deposited on the surface of the ferroelectric layer or on a layer above the ferroelectric layer. And a fourteenth surface having a surface characteristic in which a material for forming the ferroelectric layer is less likely to be deposited than the thirteenth region.
And (c) causing the surface of the ferroelectric layer to be the thirteenth region or a layer above the ferroelectric layer to carry charges (j-1). A step of forming a surface modification layer in the thirteenth region by applying an oppositely charged material for forming a surface modification layer to the thirteenth region, wherein the surface modification layer comprises: ,
Compared with the fourteenth region, the affinity for the material for forming the second electrode is higher (j-2).

【0047】本発明は、第13領域に電荷を帯びさせ、
かつ、第13の領域に対して反対の電荷を有する表面修
飾層を形成するための材料を付与して、表面修飾層を形
成している。このため、表面修飾層を選択的に形成する
ことができる。また、表面修飾層は、前記第14の領域
に比べて、前記第2電極を形成するための材料との親和
性が高いことから、第2電極を選択的に形成することが
できる。
According to the present invention, the thirteenth region is charged,
Further, a material for forming a surface modification layer having an opposite charge is applied to the thirteenth region to form a surface modification layer. Therefore, the surface modification layer can be selectively formed. Further, since the surface modification layer has a higher affinity for the material for forming the second electrode than the fourteenth region, the second electrode can be selectively formed.

【0048】本発明において、前記工程(j−2)は、
プローブ探針を利用して行われることができる。
In the present invention, the step (j-2) comprises:
This can be performed using a probe tip.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]以下、本発
明の好適な実施の形態について図面を参照して説明す
る。図1(A)〜図4(C)は、本発明を適用した実施
の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図で
ある。強誘電体メモリ素子は、不揮発性半導体記憶装置
である。情報の記憶の最小単位は、メモリセルであり、
例えば一つのトランジスタと一つのキャパシタ部分が組
み合わされてメモリセルが構成されている。このような
複数のメモリセルが並べられてメモリアレイを構成する
ことができる。この場合、複数のメモリセルは規則正し
く、複数行複数列で並べることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 4C are views showing a method for manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment to which the present invention is applied. A ferroelectric memory element is a nonvolatile semiconductor memory device. The minimum unit of information storage is a memory cell,
For example, a memory cell is formed by combining one transistor and one capacitor part. Such a plurality of memory cells can be arranged to form a memory array. In this case, the plurality of memory cells can be regularly arranged in a plurality of rows and a plurality of columns.

【0050】(トランジスタ形成工程)図1(A)に示
すように、半導体ウエーハなどからなる基板10に、強
誘電体メモリ素子の制御を行うトランジスタ12を形成
する。この基板10に、必要に応じてトランジスタのよ
うな機能デバイスを設けた構造物が基材に相当する。ト
ランジスタ12は、公知の構成を適用すればよく、薄膜
トランジスタ(TFT)であってもよい。MOSFET
であれば、トランジスタ12は、ドレイン及びソース1
4、16と、ゲート電極18とを含む。ゲート電極18
は、ワード線544(図15参照)に接続されることと
なる。ドレイン及びソースの一方は、ビット線542
(図15参照)に接続されることとなる。なお、各メモ
リセルは、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)
17で分離され、トランジスタ12上にはSiO2等か
らなる層間絶縁層19が形成されている。
(Transistor forming step) As shown in FIG. 1A, a transistor 12 for controlling a ferroelectric memory element is formed on a substrate 10 made of a semiconductor wafer or the like. A structure in which a functional device such as a transistor is provided on the substrate 10 as necessary corresponds to a base material. A known structure may be applied to the transistor 12, and the transistor 12 may be a thin film transistor (TFT). MOSFET
If so, the transistor 12 has the drain and the source 1
4 and 16 and a gate electrode 18. Gate electrode 18
Are connected to the word line 544 (see FIG. 15). One of the drain and the source is connected to a bit line 542.
(See FIG. 15). Each memory cell has a LOCOS (Local Oxidation of Silicon)
17, an interlayer insulating layer 19 made of SiO 2 or the like is formed on the transistor 12.

【0051】(第1および第2の領域形成)まず、図1
(B)に示すように、第1の層間絶縁層19の上に、第
1の前駆体層50を形成する。第1の前駆体層50は、
所定の処理を施すことにより帯電するような材質からな
ることができ、たとえば、光(レーザ光を含む)などの
放射エネルギー線を照射させることにより、帯電するよ
うな材質からなることができる。より具体的には、カル
ボン酸基−COOH、水酸基−OH、スルホン酸基−S
3H、ホスホン酸基−PO3H、アミン基−NH2など
の官能基が、放射エネルギー線を照射することにより形
成される材質を挙げることができる。カルボン酸基−C
OOH、水酸基−OH、スルホン酸基−SO3H、ホス
ホン酸基−PO3Hを有する材質は、負に帯電した帯電
層を形成することができる。アミン基−NH2を有する
材質は、正に帯電した帯電層を形成することができる。
第1の前駆体層50は、100〜400nmの波長を有
する光により、帯電するような材質からなることが好ま
しい。この領域の光源としては、KrF(248n
m)、ArF(193nm)を挙げることができる。第
1の前駆体層が100nm未満の波長を有する光により
帯電するような材質からなると、透過性が高くなり、か
つ、エネルギー的に大きいため、基板内部のトランジス
タへ悪影響を及ぼす。
(Formation of First and Second Regions) First, FIG.
As shown in (B), a first precursor layer 50 is formed on the first interlayer insulating layer 19. The first precursor layer 50 includes:
It can be made of a material that is charged by performing a predetermined process. For example, it can be made of a material that is charged by irradiating radiant energy rays such as light (including laser light). More specifically, carboxylic acid group -COOH, hydroxyl group -OH, sulfonic acid group -S
Examples of the material include a material in which a functional group such as O 3 H, a phosphonic acid group —PO 3 H, and an amine group —NH 2 is formed by irradiating a radiant energy ray. Carboxylic acid group -C
OOH, a material having a hydroxyl group -OH, a sulfonic acid group -SO 3 H, a phosphonic acid group -PO 3 H can form a negatively charged charging layer. Material having an amine group -NH 2, it is possible to form a positively charged charged layer.
The first precursor layer 50 is preferably made of a material that is charged by light having a wavelength of 100 to 400 nm. As a light source in this region, KrF (248n
m) and ArF (193 nm). If the first precursor layer is made of a material which is charged by light having a wavelength of less than 100 nm, the transmittance is high and the energy is large, so that the first precursor layer has a bad influence on the transistor inside the substrate.

【0052】具体的な第1の前駆体層50の材質として
は、光分解性物質、光により発生した酸により分解する
物質、光により構造が変化する物質を挙げることができ
る。光分解性物質としては、o−ナフトキノンジアジド
−5−スルフォン酸エステル、o−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルフォン酸エステルを挙げることができる。
光により発生した酸により分解する物質としては、t−
BOC−ポリヒドロキシスチレンを挙げることができ
る。光により発生した酸としては、光酸発生剤により発
生した酸を挙げることができる。光酸発生剤としては、
ジアゾニウム塩、ジアゾキノンスルホン酸アミド、ジア
ゾキノンスルホン酸エステル、ジアゾキノンスルホン酸
塩、ニトロベンジルエステル、オニウム塩、ハロゲン化
物、ハロゲン化イソシアネート、ハロゲン化トリアジ
ン、ビスアリールスルホニルジアゾメタン、ジスルホン
などの光照射により分解し酸を発生する化合物を挙げる
ことができる。また、光酸発生剤として、光分解性物質
において挙げたo−ナフトキノンジアジド−5−スルフ
ォン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−4−スル
フォン酸エステルを適用することもできる。
Specific examples of the material of the first precursor layer 50 include a photodecomposable substance, a substance decomposed by an acid generated by light, and a substance whose structure is changed by light. Examples of the photodegradable substance include o-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester and o-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester.
Substances decomposed by the acid generated by light include t-
BOC-polyhydroxystyrene can be mentioned. Examples of the acid generated by light include an acid generated by a photoacid generator. As the photoacid generator,
By light irradiation of diazonium salt, diazoquinonesulfonic acid amide, diazoquinonesulfonic acid ester, diazoquinonesulfonic acid salt, nitrobenzyl ester, onium salt, halide, halogenated isocyanate, halogenated triazine, bisarylsulfonyldiazomethane, disulfone, etc. Compounds that decompose to generate an acid can be given. Further, as the photoacid generator, o-naphthoquinonediazide-5-sulfonate and o-naphthoquinonediazide-4-sulfonate described in the photodegradable substance can also be applied.

【0053】光により構造が変化する物質としては、o
−ニトロベンジル誘導体エステルを挙げることができ
る。o−ニトロベンジル誘導体エステルは、紫外線照射
により、分子内で加水分解反応を行いカルボン酸化合物
を遊離する。
As a substance whose structure is changed by light, o
-Nitrobenzyl derivative esters. The o-nitrobenzyl derivative ester undergoes a hydrolysis reaction in the molecule by ultraviolet irradiation to release a carboxylic acid compound.

【0054】第1の前駆体層50は、上記の材質を溶剤
に溶かして、塗布することにより形成することができ
る。塗布法としては、たとえばスピンコート法、ロール
コート法、スプレーコート法、ディッピング法を挙げる
ことができる。第1の前駆体層50の厚さは、たとえば
1〜100nmである。
The first precursor layer 50 can be formed by dissolving the above materials in a solvent and applying the solution. Examples of the coating method include a spin coating method, a roll coating method, a spray coating method, and a dipping method. The thickness of the first precursor layer 50 is, for example, 1 to 100 nm.

【0055】次に、図1(C)に示すように、第1の前
駆体層50を、リソグラフィ技術を利用して、選択的に
エッチングする。第1の前駆体層50は、第1電極32
を形成しようとする領域において残るようにエッチング
される。
Next, as shown in FIG. 1C, the first precursor layer 50 is selectively etched using a lithography technique. The first precursor layer 50 includes the first electrode 32
Is etched so as to remain in the region where the slab is to be formed.

【0056】次に、図2(A)に示すように、第1の前
駆体層50に光を照射する。そして、光の照射によって
生じた官能基が電荷を帯びるような処理(たとえばpH
処理)を施す。これにより、光が照射された領域におい
て帯電した第1帯電層52が形成される。ここで、第1
帯電層52が形成された領域は第1の領域54となり、
第1帯電層52が形成されていない領域は第2の領域5
6となる。第1帯電層52は、正に帯電させてもよく、
または、負に帯電させてもよい。第1帯電層52が正ま
たは負のいずれかに帯電されるかは、第1の前駆体層5
0の材質によって決まる。第1の前駆体層50がo−ナ
フトキノンジアジド−5−スルフォン酸エステルまたは
o−ナフトキノンジアジド−4−スルフォン酸エステル
からなる場合には、400nm程度の近紫外線を照射す
ることにより、スルホン酸基が生じ、このスルホン酸基
のプロトン(H+)が脱離するような条件にすることに
より、負に帯電した第1帯電層52を形成することがで
きる。
Next, as shown in FIG. 2A, the first precursor layer 50 is irradiated with light. Then, a treatment in which the functional group generated by light irradiation is charged (for example, pH
Process). Thereby, the first charged layer 52 charged in the region irradiated with the light is formed. Here, the first
The region where the charging layer 52 is formed becomes the first region 54,
The area where the first charging layer 52 is not formed is the second area 5
It becomes 6. The first charging layer 52 may be positively charged,
Alternatively, it may be negatively charged. Whether the first charging layer 52 is positively or negatively charged depends on whether the first precursor layer 5
0 is determined by the material. When the first precursor layer 50 is composed of o-naphthoquinonediazide-5-sulfonate or o-naphthoquinonediazide-4-sulfonate, the sulfonic acid group is irradiated by irradiating near-ultraviolet rays of about 400 nm. The first charged layer 52 that is negatively charged can be formed by generating such a condition that the proton (H + ) of the sulfonic acid group is eliminated.

【0057】(第1電極の形成)次に、図2(B)に示
すように、第1帯電層52に対して反対の電荷を帯び
た、第1電極32のための材料を付与し、クーロン力を
利用して第1帯電層52の上に第1電極32を選択的に
形成する。具体的には、第1帯電層52が正に帯電して
いた場合には、負に帯電した第1電極32のための材料
を付与し、逆に、第1帯電層52が負に帯電していた場
合には正に帯電した第1電極32のための材料を付与す
る。第1電極32の形成方法としては、ミストデポジシ
ョン法、CVD法(特にMOCVD法)、電気メッキ
法、無電解メッキ法を挙げることができる。第1電極3
2のための原材料は、カチオン性白金錯体、イリジウム
錯体、ニッケル錯体、ルテニウム錯体などを挙げること
ができる。カチオン性白金錯体としては、[PtII(en)]
2+、[PtIV(en)2Cl2](en:エチレンジアミン)を挙げ
ることができる。
(Formation of First Electrode) Next, as shown in FIG. 2B, a material for the first electrode 32 having an opposite charge to the first charged layer 52 is applied. The first electrode 32 is selectively formed on the first charging layer 52 using Coulomb force. Specifically, when the first charged layer 52 is positively charged, a material for the negatively charged first electrode 32 is applied, and conversely, the first charged layer 52 becomes negatively charged. If so, a positively charged material for the first electrode 32 is applied. Examples of a method for forming the first electrode 32 include a mist deposition method, a CVD method (particularly, MOCVD method), an electroplating method, and an electroless plating method. First electrode 3
Raw materials for 2 can include cationic platinum complexes, iridium complexes, nickel complexes, ruthenium complexes and the like. As the cationic platinum complex, [Pt II (en)]
2+ and [Pt IV (en) 2 Cl 2 ] (en: ethylenediamine).

【0058】帯電した第1電極のための材料の付与する
方法を、ミストデポジション法を例にとり説明する。図
5に示すように、材料は、材料供給源210からミスト
発生器220を経ることにより、ミストが発生する。ミ
ストの発生の際、摩擦により、正に帯電したミストと、
負に帯電したミストとが生じる。電荷を帯びたミストを
フィルタ230に導入して電場をかけてふるい分けるこ
とにより、正または負のいずれかに帯電したミストのみ
が選択される。その選択されたミストはチャンバ240
内に導入されてシャワーヘッド250を介して基板10
上に供給される。そして、第1帯電層52の上に付着し
なかったミストは、排気口260を介して、排気され
る。なお、必要に応じて、基板10は回転される。
A method for applying a material for the charged first electrode will be described by taking a mist deposition method as an example. As shown in FIG. 5, the mist is generated from the material through the mist generator 220 from the material supply source 210. When mist is generated, mist that is positively charged due to friction,
A negatively charged mist is generated. By introducing the charged mist into the filter 230 and applying an electric field to the mist and sieving, only the mist charged to either positive or negative is selected. The selected mist is in chamber 240
Introduced into the substrate 10 through the shower head 250.
Supplied above. The mist that has not adhered to the first charging layer 52 is exhausted through the exhaust port 260. Note that the substrate 10 is rotated as necessary.

【0059】なお、第1電極32のための材料を帯電さ
せる方法としては、ミストデポジション法を例にとる
と、図6に示すように、主管にキャリアガスを流し、枝
管224から第1電極32のための材料を主管222に
導入することにより、ミストが発生し、それと同時に摩
擦によりその材料が帯電する。
As a method for charging the material for the first electrode 32, in the case of a mist deposition method as an example, as shown in FIG. By introducing the material for the electrode 32 into the main tube 222, a mist is generated and at the same time the material is charged by friction.

【0060】(強誘電体層の形成)次に、図2(C)に
示すように、全面に、強誘電体層34を形成する。強誘
電体層34の形成方法としては、例えば気相法を挙げる
ことができ、気相法としてCVD、特にMOCVDを適
用することができる。
(Formation of Ferroelectric Layer) Next, as shown in FIG. 2C, a ferroelectric layer 34 is formed on the entire surface. As a method for forming the ferroelectric layer 34, for example, a vapor phase method can be mentioned, and as the vapor phase method, CVD, in particular, MOCVD can be applied.

【0061】強誘電体層34の材料としては、強誘電性
を示してキャパシタ絶縁膜として使用できれば、その組
成は任意のものを適用することができる。例えば、PZ
T系圧電材料の他、ニオブやニッケル、マグネシウム等
の金属元素を添加したもの等が適用できる。具体的に
は、チタン酸鉛(PbTiO3)、ジルコン酸チタン酸
鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、ジルコン酸鉛(PbZ
rO3)、チタン酸鉛ランタン((Pb,La),Ti
3)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,L
a)(Zr,Ti)O3)又はマグネシウムニオブ酸ジ
ルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,N
b)O3)等を使用することができる。あるいは、ある
いは、Sr、Bi、Taを構成元素として有するSBT
を使用することもできる。
The material of the ferroelectric layer 34 may be of any composition as long as it exhibits ferroelectricity and can be used as a capacitor insulating film. For example, PZ
In addition to a T-based piezoelectric material, a material to which a metal element such as niobium, nickel, or magnesium is added can be used. Specifically, lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ), lead zirconate (PbZ
rO 3 ), lanthanum lead titanate ((Pb, La), Ti
O 3 ), lead lanthanum zirconate titanate ((Pb, L
a) (Zr, Ti) O 3 ) or magnesium zirconium niobate lead titanate (Pb (Zr, Ti) (Mg, N
b) O 3 ) and the like can be used. Alternatively, or SBT having Sr, Bi, Ta as a constituent element
Can also be used.

【0062】(第3の領域および第4の領域の形成)次
に、図3(A)に示すように、強誘電体層34の上に、
第2の前駆体層60を形成する。第2の前駆体層60
は、第1の前駆体層50と同様の構成(たとえば材質、
厚さ)を適用することができる。第2の前駆体層60の
構成は、具体的には、第2の前駆体層60は、第1の前
駆体層60と同様に、所定の処理を施すことにより帯電
するような材質からなることができる。また、第2の前
駆体層60は、強誘電体層34の特性に悪影響を及ぼさ
ないような材質であれば特に限定されない。第2の前駆
体層60の厚さは、たとえば1〜100nmである。ま
た、第2の前駆体層60は、第1の前駆体層50と同様
の方法により形成されることができる。
(Formation of Third Region and Fourth Region) Next, as shown in FIG.
A second precursor layer 60 is formed. Second precursor layer 60
Has the same configuration (for example, material,
Thickness) can be applied. Specifically, the configuration of the second precursor layer 60 is made of a material that is charged by performing a predetermined process, similarly to the first precursor layer 60. be able to. The second precursor layer 60 is not particularly limited as long as it does not adversely affect the characteristics of the ferroelectric layer 34. The thickness of second precursor layer 60 is, for example, 1 to 100 nm. In addition, the second precursor layer 60 can be formed by a method similar to that of the first precursor layer 50.

【0063】次に、図3(B)に示すように、第2の前
駆体層60を、リソグラフィ技術を利用して、選択的に
エッチングする。第2の前駆体層60は、第2電極36
を形成しようとする領域において残るようにエッチング
される。
Next, as shown in FIG. 3B, the second precursor layer 60 is selectively etched by using a lithography technique. The second precursor layer 60 includes the second electrode 36
Is etched so as to remain in the region where the slab is to be formed.

【0064】次に、図3(C)に示すように、第2の前
駆体層60に光を照射する。そして、光の照射によって
生じた官能基が電荷を帯びるような処理(たとえばpH
処理)を施す。これにより、光が照射された領域におい
て帯電した第2帯電層62が形成される。ここで、第2
帯電層62が形成された領域は第3の領域64となり、
第2帯電層62が形成されていない領域は第4の領域6
6となる。第2帯電層62は、正に帯電させてもよく、
または、負に帯電させてもよい。つまり、第2帯電層6
2が正または負のどちらに帯電するかは、第2の前駆体
層60の材質により、決定される。
Next, as shown in FIG. 3C, the second precursor layer 60 is irradiated with light. Then, a treatment in which the functional group generated by light irradiation is charged (for example, pH
Process). Thereby, the second charged layer 62 charged in the region irradiated with the light is formed. Here, the second
The region where the charging layer 62 is formed becomes the third region 64,
The area where the second charging layer 62 is not formed is the fourth area 6
It becomes 6. The second charging layer 62 may be positively charged,
Alternatively, it may be negatively charged. That is, the second charging layer 6
Whether 2 is positively or negatively charged is determined by the material of the second precursor layer 60.

【0065】(第2電極の形成)次に、図4(A)に示
すように、第2帯電層62に対して反対の電荷を帯び
た、第2電極36のための材料を付与し、クーロン力を
利用して第2帯電層62の上に第2電極36を選択的に
形成する。具体的には、第2帯電層62が正に帯電して
いた場合には、負に帯電した第2電極36のための材料
を付与し、逆に、第2帯電層62が負に帯電していた場
合には正に帯電した第2電極36のための材料を付与す
る。第2電極36の形成方法は、第1電極32の形成方
法と同様の方法を適用することができる。
(Formation of Second Electrode) Next, as shown in FIG. 4A, a material for the second electrode 36 having an opposite charge to the second charged layer 62 is applied. The second electrode 36 is selectively formed on the second charging layer 62 using Coulomb force. Specifically, when the second charged layer 62 is positively charged, a material for the negatively charged second electrode 36 is applied, and conversely, the second charged layer 62 becomes negatively charged. If so, a positively charged material for the second electrode 36 is applied. The method for forming the second electrode 36 can be the same as the method for forming the first electrode 32.

【0066】次に、図4(B)に示すように、第2電極
36をマスクとして、強誘電体層34を選択的にエッチ
ングする。その後、図4(C)に示すように、全面に、
第2の層間絶縁層70を形成する。その後、第1〜第3
のスルーホール70a,70b,70cを形成した後、
第1〜第3のスルーホール70a,70b,70c内に
おいて、第1〜第3のコンタクト層72a,72b,7
2cを形成する。次に、第2のコンタクト層72bと第
3のコンタクト層72cとを電気的に接続するための配
線層80を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, the ferroelectric layer 34 is selectively etched using the second electrode 36 as a mask. Then, as shown in FIG.
A second interlayer insulating layer 70 is formed. Then, the first to third
After forming the through holes 70a, 70b, 70c of
In the first to third through holes 70a, 70b, 70c, the first to third contact layers 72a, 72b, 7
2c is formed. Next, a wiring layer 80 for electrically connecting the second contact layer 72b and the third contact layer 72c is formed.

【0067】(変形例)上記の実施の形態は、次の変形
が可能である。
(Modification) The above-described embodiment can be modified as follows.

【0068】(1)上記の実施の形態においては、第1
の前駆体層50をパターニングした後、第1の前駆体層
50に光を照射して、第1帯電層52を形成した。しか
し、前駆体層をパターニングする前に、図7(A)に示
すように第1の前駆体層のすべてに光を照射して第1帯
電層を形成し、図7(B)に示すように第1帯電層をパ
ターニングしてもよい。この変形例は、第2帯電層62
にも適用可能である。また、この変形例は、以降の実施
の形態においても適用可能である。
(1) In the above embodiment, the first
After patterning the precursor layer 50, the first precursor layer 50 was irradiated with light to form a first charged layer 52. However, before patterning the precursor layer, all of the first precursor layers are irradiated with light to form a first charged layer as shown in FIG. 7A, and as shown in FIG. 7B. The first charging layer may be patterned first. This modification is different from the second charging layer 62
Is also applicable. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0069】(2)上記の実施の形態においては、強誘
電体層34は、全面に堆積させ、その後強誘電体層34
をパターニングした。しかし、上記実施の形態における
下部電極および上部電極の形成方法と同様にして、強誘
電体層34を選択的に形成してもよい。すなわち、図8
(A)に示すように、第1電極32の上に第3帯電層9
2を設け、第5の領域94を設ける。なお、第3帯電層
92以外の領域は第6の領域96となる。第3帯電層9
2は、第1帯電層62と同様に形成することができる。
第3帯電層92と反対の電荷をもった強誘電体層34の
材料を付与することにより、図8(B)に示すように、
クーロン力利用して強誘電体層34を選択的に形成して
もよい。強誘電体層34の材料を付与する方法として
は、ミストデポジション法を挙げることができ、具体的
には第1電極32で説明した方法を挙げることができ
る。強誘電体層34の材料に電荷を帯びさせる方法とし
ては、上記の実施の形態における第1電極32のための
材料に電荷を帯びさせる方法と同様の方法を挙げること
ができる。
(2) In the above embodiment, the ferroelectric layer 34 is deposited on the entire surface, and then the ferroelectric layer 34
Was patterned. However, the ferroelectric layer 34 may be selectively formed in the same manner as in the method of forming the lower electrode and the upper electrode in the above embodiment. That is, FIG.
As shown in (A), the third charging layer 9 is formed on the first electrode 32.
2 and a fifth region 94 is provided. The area other than the third charging layer 92 becomes the sixth area 96. Third charging layer 9
2 can be formed similarly to the first charging layer 62.
By providing the material of the ferroelectric layer 34 having a charge opposite to that of the third charging layer 92, as shown in FIG.
The ferroelectric layer 34 may be selectively formed using Coulomb force. As a method of applying the material of the ferroelectric layer 34, a mist deposition method can be cited, and specifically, the method described for the first electrode 32 can be cited. As a method of charging the material of the ferroelectric layer 34, a method similar to the method of charging the material for the first electrode 32 in the above embodiment can be used.

【0070】なお、強誘電体層34の形成には、その材
料の溶液を液相の状態で第1電極32上にインクジェッ
ト法等で選択的に供給する方法を採用することもでき
る。
For forming the ferroelectric layer 34, a method of selectively supplying a solution of the material in a liquid state onto the first electrode 32 by an ink-jet method or the like can be adopted.

【0071】(3)上記の実施の形態においては、第1
の前駆体層50に光を照射することにより、第1帯電層
52を形成した。しかし、電子ビームやイオンビームを
照射することにより第1帯電層52を形成してもよい。
この変形例は、第2帯電層62にも適用可能である。ま
た、この変形例は、以降の実施の形態においても適用可
能である。
(3) In the above embodiment, the first
The first charging layer 52 was formed by irradiating the precursor layer 50 with light. However, the first charging layer 52 may be formed by irradiating an electron beam or an ion beam.
This modification is also applicable to the second charging layer 62. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0072】(4)第1帯電層52は、必要に応じて、
除去してもよい。また、同様に、第2帯電層62も必要
に応じて除去してもよい。また、この変形例は、以降の
実施の形態においても適用可能である。
(4) The first charging layer 52 may be provided, if necessary,
It may be removed. Similarly, the second charging layer 62 may be removed as needed. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0073】(5)図9(A)に示すように、走査型の
プローブ探針300の先端と第1帯電層52との間に、
第1帯電層52と反対の電荷を帯びた、第1電極32の
ための材料32aを毛管凝集させて、その材料32aを
第1帯電層52上に輸送してもよい。走査型のプローブ
探針としては、原子間力顕微鏡または走査型トンネル顕
微鏡の探針などを挙げることができる。
(5) As shown in FIG. 9A, between the tip of the scanning probe tip 300 and the first charging layer 52,
The material 32 a for the first electrode 32, which has the opposite charge to that of the first charged layer 52, may be capillary-aggregated, and the material 32 a may be transported onto the first charged layer 52. Examples of the scanning probe tip include an atomic force microscope or a scanning tunnel microscope.

【0074】また、プローブ探針を利用した場合、図9
(B)に示すように、プローブ探針300内に形成され
た導波路310を介して、光を第1前駆体層50に照射
させて、第1帯電層52を形成してもよい。これら走査
型のプローブ探針を用いた場合、第1帯電層52の形成
と、第1電極32との形成とを同時に行うことができ
る。
When a probe tip is used, FIG.
As shown in (B), the first precursor layer 50 may be irradiated with light via a waveguide 310 formed in the probe probe 300 to form the first charged layer 52. When these scanning probe tips are used, the formation of the first charging layer 52 and the formation of the first electrode 32 can be performed simultaneously.

【0075】この変形例は、第2電極36を選択的に形
成する場合にも適用することができる。また、この変形
例は、以降の実施の形態においても適用可能である。
This modification can also be applied to the case where the second electrode 36 is selectively formed. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0076】(6)第1帯電層52は、自己組織化膜に
より構成してもよい。つまり、自己組織化膜を構成する
分子の末端基において、アニオン性の官能基またはカチ
オン性の官能基を導入することにより、第1帯電層52
を形成してもよい。アニオン性の官能基としては、カル
ボン酸基−COOH、水酸基−OH、スルホン酸基−S
3H、ホスホン酸基−PO3H等を挙げることができ
る。カチオン性の官能基としては、アミン基−NH2
ピリジウム基−C54N等を挙げることができる。ま
た、自己組織化膜を形成する段階では、上記の官能基を
保護するための保護基をつけておき、自己組織化膜を形
成した後、光を照射して、上記の官能基を脱保護して形
成してもよい。この変形例は、第2帯電層62にも適用
することができる。また、この変形例は、以降の実施の
形態においても適用可能である。
(6) The first charging layer 52 may be composed of a self-assembled film. That is, by introducing an anionic functional group or a cationic functional group into the terminal group of the molecule constituting the self-assembled film, the first charged layer 52 is formed.
May be formed. Examples of the anionic functional group include a carboxylic acid group —COOH, a hydroxyl group —OH, and a sulfonic acid group —S
O 3 H and a phosphonic acid group —PO 3 H can be exemplified. Examples of the cationic functional group include an amine group —NH 2 ,
It can be exemplified pyridinium group -C 5 H 4 N, and the like. In the step of forming the self-assembled film, a protecting group for protecting the above-mentioned functional group is provided, and after forming the self-assembled film, light is irradiated to deprotect the above-mentioned functional group. Alternatively, it may be formed. This modification can also be applied to the second charging layer 62. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0077】(7)第1帯電層52は、絶縁性を有し、
電荷を保持できる膜において形成してもよい。具体的に
は、電荷を保持できる膜を形成し、その膜に電子ビーム
により電子を注入し、負に帯電した帯電層を形成しても
よい。また、電荷を保持できる膜に、正イオンまたは負
イオンをイオン注入して、正または負に帯電した帯電層
を形成してもよい。電荷を保持できる層としては、絶縁
層や半導体層を挙げることができる。電荷を保持できる
絶縁層の材質としては、たとえば、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化アルミニウム、ポリイミド、酸化タンタ
ルを挙げることができる。電荷を保持できる半導体層の
材質としては、無機半導体(たとえばシリコン半導
体)、化合物半導体、有機半導体(フタロシアニン、ポ
ルフィリン、またはそれらの誘導体)を挙げることがで
きる。
(7) The first charging layer 52 has an insulating property,
It may be formed in a film capable of holding electric charge. Specifically, a film capable of holding electric charges may be formed, and electrons may be injected into the film by an electron beam to form a negatively charged charged layer. Alternatively, positive or negative ions may be ion-implanted into a film capable of holding electric charges to form a positively or negatively charged charged layer. Examples of the layer capable of retaining charges include an insulating layer and a semiconductor layer. Examples of the material of the insulating layer that can hold electric charge include silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, polyimide, and tantalum oxide. Examples of the material of the semiconductor layer capable of retaining electric charge include an inorganic semiconductor (for example, a silicon semiconductor), a compound semiconductor, and an organic semiconductor (phthalocyanine, porphyrin, or a derivative thereof).

【0078】(8)図10に示すように、第1の層間絶
縁層19にイオンまたは電子を注入することにより、第
1の層間絶縁層19において、第1帯電層52を形成し
てもよい。また、この変形例は、以降の実施の形態にお
いても適用可能である。
(8) As shown in FIG. 10, the first charging layer 52 may be formed in the first interlayer insulating layer 19 by injecting ions or electrons into the first interlayer insulating layer 19. . Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0079】(9)上記の実施の形態は、第1の前駆体
層50はパターニングされてから帯電されている。しか
し、これに限定されず、第1の前駆体層50をパターニ
ングせずに、局所的に帯電させてもよい。具体的には、
マスクなどを用いて、第1の前駆体層50に局所的に放
射エネルギー線を照射させて帯電させてもよい。
(9) In the above embodiment, the first precursor layer 50 is charged after being patterned. However, the present invention is not limited to this, and the first precursor layer 50 may be locally charged without patterning. In particular,
Using a mask or the like, the first precursor layer 50 may be locally irradiated with radiant energy rays to be charged.

【0080】また、第2の前駆体層60についても、こ
の変形例を適用することができる。また、この変形例
は、以降の実施の形態においても適用可能である。
This modification can be applied to the second precursor layer 60 as well. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0081】(10)前駆体層50,60の帯電は、プ
ラズマ処理を利用した方法により行うこともできる。ま
た、この変形例は、以降の実施の形態においても適用可
能である。
(10) The precursor layers 50 and 60 can be charged by a method utilizing plasma processing. Further, this modified example can be applied to the following embodiments.

【0082】(11)上記の変形例は、可能な範囲で組
み合わせが可能である。
(11) The above modifications can be combined as far as possible.

【0083】[第2の実施の形態]以下、第2の実施の
形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法について説明
する。図11(A)〜図12(C)は、第2の実施の形
態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図であ
る。
[Second Embodiment] A method of manufacturing a ferroelectric memory device according to a second embodiment will be described below. FIGS. 11A to 12C are diagrams illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to the second embodiment.

【0084】まず、第1の実施の形態と同様にして、第
1の層間絶縁層19まで形成する。次に、図11(A)
に示すように、第1の層間絶縁層19において、スルー
ホール172aを形成した後、スルーホール172a内
にコンタクト層172を形成する。
First, in the same manner as in the first embodiment, up to the first interlayer insulating layer 19 is formed. Next, FIG.
As shown in FIG. 7, after forming a through hole 172a in the first interlayer insulating layer 19, a contact layer 172 is formed in the through hole 172a.

【0085】次に、図11(B)に示すように、第1の
層間絶縁層19の上に、前駆体層150を形成する。前
駆体層は、第1の実施の形態と同様の方法で形成するこ
とができ、第1の実施の形態と同様の構成(たとえば材
質、厚さ)をとることができる。
Next, as shown in FIG. 11B, a precursor layer 150 is formed on the first interlayer insulating layer 19. The precursor layer can be formed by the same method as in the first embodiment, and can have the same configuration (for example, material and thickness) as in the first embodiment.

【0086】次に、図11(C)に示すように、前駆体
層150を、リソグラフィ技術を利用して選択的にエッ
チングする。前駆体層150は、後の工程で形成される
表面修飾層160を形成しようとする領域において残る
ようにエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 11C, the precursor layer 150 is selectively etched using a lithography technique. The precursor layer 150 is etched so as to remain in a region where a surface modification layer 160 to be formed in a later step is to be formed.

【0087】次に、図12(A)に示すように、前駆体
層150に光を照射し、帯電層152を形成する。帯電
層152は、正に帯電させてもよく、または、負に帯電
させてもよい。つまり、帯電層152が正または負のど
ちらに帯電されるかは、前駆体層150の材料によって
異なる。
Next, as shown in FIG. 12A, the precursor layer 150 is irradiated with light to form a charged layer 152. The charging layer 152 may be positively charged or negatively charged. That is, whether the charged layer 152 is charged positively or negatively depends on the material of the precursor layer 150.

【0088】次に、図12(B)に示すように、帯電層
152と反対の電荷を帯びた、表面修飾層160のため
の材料を付与し、帯電層152の上に、クーロン力を利
用して表面修飾層160を選択的に形成する。具体的に
は、帯電層152が正に帯電していた場合には、負に帯
電した表面修飾層160のための材料を付与し、逆に、
帯電層152が負に帯電していた場合には正に帯電した
表面修飾層160のための材料を付与する。
Next, as shown in FIG. 12B, a material for the surface modification layer 160 having a charge opposite to that of the charging layer 152 is applied, and Coulomb force is applied on the charging layer 152. Thus, the surface modification layer 160 is selectively formed. Specifically, when the charged layer 152 is positively charged, a material for the negatively charged surface modification layer 160 is applied, and conversely,
When the charging layer 152 is negatively charged, a material for the surface modification layer 160 that is positively charged is provided.

【0089】表面修飾層160は、後に形成される第1
電極32、強誘電体層34および第2電極36の材質に
対して、表面修飾層160が形成されていない領域に比
べて、親和性を有するような材質からなる。表面修飾層
160は、スパッタリング法やCVD法等の気相成長法
によって形成してもよいし、インクジェット法、スピン
コート法、ディップ法およびミストデポジション法等の
液相を用いた方法によって形成してもよく、その場合に
は液体又は溶媒に溶かした物質を使用する。例えば、シ
ランカップリング剤(有機ケイ素化合物)やチオール化
合物を使用することができる。ここで、チオール化合物
とは、メルカブト基(−SH)を持つ有機化合物(R1
−SH;R1はアルキル基等の置換可能な炭化水素基)
の総称をいう。このようなチオール化合物を、例えば、
ジクロロメタン、トリクロロメタン等の有機溶剤に溶か
して0.1〜10mM程度の溶液とする。
The surface modification layer 160 is formed by a first
The electrode 32, the ferroelectric layer 34, and the second electrode 36 are made of a material having a higher affinity than the region where the surface modification layer 160 is not formed. The surface modification layer 160 may be formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method or a CVD method, or may be formed by a method using a liquid phase such as an inkjet method, a spin coating method, a dip method, and a mist deposition method. In such a case, a substance dissolved in a liquid or a solvent is used. For example, a silane coupling agent (organosilicon compound) or a thiol compound can be used. Here, the thiol compound refers to an organic compound (R 1 ) having a mercapto group (—SH).
-SH; R 1 is a substitutable hydrocarbon group such as an alkyl group)
Refers to the generic name of Such a thiol compound, for example,
Dissolve in an organic solvent such as dichloromethane or trichloromethane to obtain a solution of about 0.1 to 10 mM.

【0090】また、シランカップリング剤とは、R2 n
iX4-n(nは自然数、R2はH、アルキル基等の置換可
能な炭化水素基)で表される化合物であり、Xは−OR
3、−COOH、−OOCR3、−NH3-n3n、−OC
N、ハロゲン等である(R3はアルキル基等の置換可能
な炭化水素基)。これらシランカップリング剤及びチオ
ール化合物の中で、特にR1やR3がCn2n+1m
2m(n、mは自然数)であるようなフッ素原子を有する
化合物は表面自由エネルギーが低くなり他材料との親和
性が小さくなるため、好適に用いられる。
The silane coupling agent is R 2 n S
iX 4-n (n is a natural number, R 2 is H, a substitutable hydrocarbon group such as an alkyl group), and X is -OR
3, -COOH, -OOCR 3, -NH 3-n R 3 n, -OC
N, halogen and the like (R 3 is a substitutable hydrocarbon group such as an alkyl group). Among these silane coupling agents and thiol compounds, especially R 1 and R 3 are C n F 2n + 1 C m H
A compound having a fluorine atom of 2m (n and m are natural numbers) is preferably used because the surface free energy is reduced and the affinity with other materials is reduced.

【0091】また、シランカップリング剤やチオール化
合物に電荷を持たせるためには、炭化水素基の末端を帯
電可能な構造にすればよく、アニオン性の末端基を持っ
た末端基は負に帯電し、カチオン性の末端基は正に帯電
する。アニオン性の末端基を発生する末端基としてはカ
ルボン酸基−COOH、水酸基−OH、スルホン酸基−
SO3H、ホスホン酸基−PO3H等が挙げられ、このよ
うな末端基を有する分子は負の電荷を帯びやすく、好適
に用いられる。カチオン性の末端基としてはアミン基−
NH2、ピリジウム基−C54N等が挙げられ、このよ
うな末端基を有する分子は正の電荷を帯びやすく、好適
に用いられる。
In order to impart a charge to the silane coupling agent or the thiol compound, the terminal of the hydrocarbon group may have a chargeable structure, and the terminal group having an anionic terminal group may be negatively charged. However, the cationic end groups are positively charged. Examples of the terminal group that generates an anionic terminal group include a carboxylic acid group -COOH, a hydroxyl group -OH, and a sulfonic acid group-
Examples thereof include SO 3 H and a phosphonic acid group —PO 3 H. A molecule having such a terminal group is likely to be charged with a negative charge and is preferably used. An amine group as the cationic terminal group
NH 2, include pyridium group -C 5 H 4 N, etc., molecules having such terminal groups tends positively charged, is preferably used.

【0092】また、表面修飾層160の成膜を制御する
ために、基板10に対して垂直に電場をかけることによ
り、成膜速度の安定化と高速化を図ることができる。ま
た、表面修飾層160をミストデポジション法による行
う際は、ミストの粒径は、0.1μm以上で有ることが
好ましい。ミストの粒径が0.1μm未満であると、帯
電量が小さくなるため、成膜速度が遅くなる傾向があ
る。以下では、表面修飾層160が形成されていない領
域を第7の領域164といい、表面修飾層160が形成
されている領域を第8の領域166という。第7の領域
164には表面修飾層160が形成されていないため、
第7の領域164は、表面修飾層160が形成されてい
る第8の領域166に比べて、キャパシタを構成する第
1電極32、強誘電体層34および第2電極36に対し
て親和性を有する。
Further, by applying an electric field perpendicularly to the substrate 10 in order to control the film formation of the surface modification layer 160, the film formation rate can be stabilized and increased. When the surface modification layer 160 is formed by the mist deposition method, the mist preferably has a particle size of 0.1 μm or more. If the particle size of the mist is less than 0.1 μm, the charge amount is small, and the film forming rate tends to be low. Hereinafter, a region where the surface modification layer 160 is not formed is referred to as a seventh region 164, and a region where the surface modification layer 160 is formed is referred to as an eighth region 166. Since the surface modification layer 160 is not formed in the seventh region 164,
The seventh region 164 has a higher affinity for the first electrode 32, the ferroelectric layer 34, and the second electrode 36 constituting the capacitor than the eighth region 166 where the surface modification layer 160 is formed. Have.

【0093】次に、図12(C)に示すように、強誘電
体メモリ素子のキャパシタ部分の下部電極となる第1電
極32を、第7の領域164に対応して形成する。ここ
で、第7の領域164に対応してとは、第1電極32の
平面形状とコンタクト層(プラグ)172の平面形状が
完全に一致しなくてもよいという意味である。例えば、
基板10にトランジスタが形成された基材の表面の全体
に対して、例えば気相法による成膜工程を行う。こうす
ることで、選択堆積プロセスが行われる。すなわち、第
7の領域164では成膜がされ、第8の領域166では
成膜がされにくいので、第7の領域164のみに第1電
極32が形成される。ここで、気相法としてCVD、特
にMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposit
ion)を適用することが好ましい。第8の領域166で
は、全く成膜されないことが好ましいが、第8の領域1
66での成膜よりも、成膜スピードにおいて2桁以上遅
ければよい。
Next, as shown in FIG. 12C, a first electrode 32 serving as a lower electrode of a capacitor portion of the ferroelectric memory element is formed corresponding to the seventh region 164. Here, “corresponding to the seventh region 164” means that the planar shape of the first electrode 32 and the planar shape of the contact layer (plug) 172 do not need to completely match. For example,
A film formation process is performed on the entire surface of the substrate on which the transistor is formed on the substrate 10 by, for example, a gas phase method. In this way, a selective deposition process is performed. That is, since the film is formed in the seventh region 164 and is difficult to be formed in the eighth region 166, the first electrode 32 is formed only in the seventh region 164. Here, as a gas phase method, CVD, especially MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposit) is used.
It is preferred to apply ion). In the eighth region 166, it is preferable that no film is formed at all.
It is sufficient that the film formation speed is at least two orders of magnitude slower than the film formation at 66.

【0094】また、第1電極32の形成には、その材料
の溶液を液相の状態で第7の領域164に選択的に供給
する方法、又はその材料の溶液を超音波等によりミスト
化して第7の領域164に選択的に供給するミストデポ
ジション法を採用することも好ましい。
The first electrode 32 may be formed by selectively supplying a solution of the material in a liquid state to the seventh region 164, or by forming the solution of the material into a mist by ultrasonic waves or the like. It is also preferable to adopt a mist deposition method of selectively supplying the mist to the seventh region 164.

【0095】第1電極32を構成する材料としては、例
えばPt、Ir等を用いることができる。基材上に第7
の領域166と、前述したような材料を含む表面修飾膜
160(第8の領域166)とを形成し、表面特性の選
択性を形成した場合、Ptについては、例えば(C57
22Pt、(C5HFO22Pt、(C35)(C5
5)Ptを電極を形成するための材料として、Irにつ
いては、例えば(C3 53Irを電極を形成するため
の材料として用いて、選択的に堆積させることができ
る。
Examples of the material forming the first electrode 32 include the following.
For example, Pt, Ir or the like can be used. 7th on substrate
Region 166 and a surface modification film containing the material as described above
160 (eighth region 166), and select surface characteristics.
When the selectivity is formed, for Pt, for example, (CFiveH7
OTwo)TwoPt, (CFiveHFOTwo)TwoPt, (CThreeHFive) (CFiveH
Five) Pt as a material for forming an electrode
For example, (CThreeH Five)ThreeIr for forming electrodes
Can be selectively deposited, using as material
You.

【0096】(強誘電体層形成工程)次に、第1電極3
2上に強誘電体層34を形成する。詳しくは、全面に対
して、例えば気相法による成膜工程を行う。こうするこ
とで、第1電極32上では成膜がされ、表面修飾層16
0上では成膜がされにくいので、第1電極32上のみに
強誘電体層34が形成される。ここで、気相法としてC
VD、特にMOCVDを適用することができる。
(Step of Forming Ferroelectric Layer) Next, the first electrode 3
A ferroelectric layer 34 is formed on 2. Specifically, for example, a film forming process by a vapor phase method is performed on the entire surface. By doing so, a film is formed on the first electrode 32 and the surface modification layer 16 is formed.
Since it is difficult to form a film on 0, the ferroelectric layer 34 is formed only on the first electrode 32. Here, as the gas phase method, C
VD, in particular, MOCVD can be applied.

【0097】強誘電体層34の形成には、その材料の溶
液を液相の状態で第1電極32上にインクジェット法等
で選択的に供給する方法、又はその材料の溶液を超音波
によりミスト化して第2の領域26以外の部分に選択的
に供給するミストデポジション法を採用することも好ま
しい。
The ferroelectric layer 34 is formed by selectively supplying a solution of the material in a liquid state onto the first electrode 32 by an ink-jet method or the like, or by applying a solution of the material to the mist by ultrasonic waves. It is also preferable to employ a mist deposition method for selectively supplying the mist to portions other than the second region 26.

【0098】強誘電体層34の材料としては、強誘電性
を示してキャパシタ絶縁膜として使用でき、CVDによ
る成膜が可能であれば、その組成は任意のものを適用す
ることができる。例えば、PZT系圧電材料の他、ニオ
ブやニッケル、マグネシウム等の金属元素を添加したも
の等が適用できる。具体的には、チタン酸鉛(PbTi
3)、ジルコン酸チタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)
3)、ジルコン酸鉛(PbZrO3)、チタン酸鉛ラン
タン((Pb,La),TiO3)、ジルコン酸チタン
酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O3)又
はマグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb
(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等を使用すること
ができる。あるいは、あるいは、Sr、Bi、Taを構
成元素として有するSBTを使用することもできる。
As the material of the ferroelectric layer 34, any composition can be used as long as it exhibits ferroelectricity and can be used as a capacitor insulating film. For example, a material to which a metal element such as niobium, nickel, or magnesium is added in addition to the PZT-based piezoelectric material can be used. Specifically, lead titanate (PbTi
O 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti)
O 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La), TiO 3 ), lead lanthanum zirconate titanate ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) or magnesium niobium Lead zirconium titanate (Pb
(Zr, Ti) (Mg, Nb) O 3 ) or the like can be used. Alternatively or alternatively, SBT having Sr, Bi, and Ta as constituent elements can be used.

【0099】上述した強誘電体層34の材料は、前述し
たような材料を含む表面修飾膜160(第8の領域16
6)を形成し、表面特性の選択性を形成した際に、例え
ばPZTの場合、PbについてはPb(C254
(C253PbOCH2C(CH33、Pb(C1119
22等を、Zrについては、Zr(n−OC
494、Zr(t−OC494、Zr(C11
1924、Zr(C111924等を、Tiについては
Ti(i−OC374等を夫々強誘電体層34を形成
するための材料として用い、STBの場合、Srについ
てはSr(C111022等を、BiについてはBi
(C653等を、TaについてはTa(OC255
を夫々強誘電体層34を形成するための材料として用
い、選択的に堆積させることができる。
The material of the above-described ferroelectric layer 34 is the same as the surface modification film 160 (the eighth region 16) containing the above-described material.
6) to form the selectivity of the surface characteristics, for example, in the case of PZT, Pb is Pb (C 2 H 5 ) 4 ,
(C 2 H 5 ) 3 PbOCH 2 C (CH 3 ) 3 , Pb (C 11 H 19
O 2 ) 2 and the like, and for Zr, Zr (n-OC
4 H 9) 4, Zr ( t-OC 4 H 9) 4, Zr (C 11 H
STB is used as a material for forming the ferroelectric layer 34, using 19 O 2 ) 4 , Zr (C 11 H 19 O 2 ) 4, etc., and for Ti, Ti (i-OC 3 H 7 ) 4 etc. , Sr (C 11 H 10 O 2 ) 2 etc. for Sr, Bi for Bi
(C 6 H 5 ) 3 and the like, and for Ta, Ta (OC 2 H 5 ) 5 and the like can be used as a material for forming the ferroelectric layer 34, and can be selectively deposited.

【0100】(第2電極形成工程)次に、強誘電体層3
4上に上部電極となる第2電極36を形成する。詳しく
は、全面に対して、例えば気相法による成膜工程を行う
ことが好ましい。こうすることで、選択堆積プロセスが
行われる。すなわち、強誘電対膜34上では成膜がさ
れ、表面修飾層160上では成膜がされにくいので、強
誘電対膜34上のみに第2電極36が形成される。ここ
で、気相法としてCVD、特にMOCVDを適用するこ
とが好ましい。
(Second Electrode Forming Step) Next, the ferroelectric layer 3
A second electrode 36 serving as an upper electrode is formed on the fourth electrode 4. Specifically, it is preferable to perform a film forming process by, for example, a gas phase method on the entire surface. In this way, a selective deposition process is performed. That is, the second electrode 36 is formed only on the ferroelectric pair film 34 because the film is formed on the ferroelectric pair film 34 and is not easily formed on the surface modification layer 160. Here, it is preferable to apply CVD, particularly MOCVD, as a gas phase method.

【0101】次に、図13に示すように、必要に応じ
て、表面修飾層160および帯電層152を除去する。
Next, as shown in FIG. 13, if necessary, the surface modification layer 160 and the charging layer 152 are removed.

【0102】(変形例)第2の実施の形態は、次の変形
が可能である。
(Modification) The second embodiment can be modified as follows.

【0103】(1)表面修飾層160の形成法は、プロ
ーブを利用した方法であってもよい。すなわち、第1の
実施の形態の変形例(5)で示した方法を適用すること
もできる。
(1) The method of forming the surface modification layer 160 may be a method using a probe. That is, the method described in the modified example (5) of the first embodiment can be applied.

【0104】(2)上記の実施の形態においては、表面
修飾層160は、第1電極32を形成する前に形成し
た。しかし、表面修飾層160は、第1電極32を形成
した後、強誘電体層34を形成する前に形成してもよ
い。すなわち、表面修飾層160は、強誘電体層34お
よび第2電極36を選択的に形成するためのものとして
機能させることができる。この場合は、第1電極32
は、公知の方法により形成されることができる。
(2) In the above embodiment, the surface modification layer 160 was formed before the first electrode 32 was formed. However, the surface modification layer 160 may be formed after forming the first electrode 32 and before forming the ferroelectric layer 34. That is, the surface modification layer 160 can function as a material for selectively forming the ferroelectric layer 34 and the second electrode 36. In this case, the first electrode 32
Can be formed by a known method.

【0105】また、表面修飾層160は、強誘電体34
を形成した後、第2電極36を形成する前に形成しても
よい。すなわち、表面修飾層160は、第2電極36を
選択的に形成するためのものとして機能させることがで
きる。この場合は、第1電極32および強誘電体層34
は、公知の方法により形成されることができる。
The surface modification layer 160 is made of the ferroelectric material 34.
May be formed before the second electrode 36 is formed. That is, the surface modification layer 160 can function as a member for selectively forming the second electrode 36. In this case, the first electrode 32 and the ferroelectric layer 34
Can be formed by a known method.

【0106】[第3の実施の形態]第3の実施の形態に
係る強誘電体メモリ素子の製造方法について説明する。
図16(A)〜図20は、第3の実施の形態に係る強誘
電体メモリ素子の製造方法を示す図である。
[Third Embodiment] A method of manufacturing a ferroelectric memory device according to a third embodiment will be described.
FIGS. 16A to 20 are views showing a method for manufacturing a ferroelectric memory element according to the third embodiment.

【0107】まず、図16(A)に示すように、第1の
実施の形態と同様にして、第1の層間絶縁層19まで形
成する。
First, as shown in FIG. 16A, the processes up to the first interlayer insulating layer 19 are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0108】次に、第1の層間絶縁層19の上に、第1
の前駆体層450を形成する。第1の前駆体層450
は、第1の実施の形態の前駆体層と同様の方法で形成す
ることができ、第1の実施の形態と同様の構成(たとえ
ば材質、厚さ)をとることができる。
Next, on the first interlayer insulating layer 19, the first
Is formed. First precursor layer 450
Can be formed by the same method as the precursor layer of the first embodiment, and can have the same configuration (for example, material and thickness) as the first embodiment.

【0109】次に、図16(B)に示すように、第1の
前駆体層450を、リソグラフィ技術を利用して選択的
にエッチングする。第1の前駆体層450は、第1の表
面修飾層458を形成しようとする領域において残るよ
うにエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 16B, the first precursor layer 450 is selectively etched using a lithography technique. The first precursor layer 450 is etched so as to remain in a region where the first surface modification layer 458 is to be formed.

【0110】次に、第1の前駆体層450に光を照射
し、第1の帯電層452を形成する。第1の帯電層45
2は、正に帯電させてもよく、または、負に帯電させて
もよい。つまり、第1の帯電層252が正または負のど
ちらに帯電されるかは、第1の前駆体層450の材料に
よって異なる。
Next, the first precursor layer 450 is irradiated with light to form a first charged layer 452. First charging layer 45
2 may be positively charged or negatively charged. That is, whether the first charging layer 252 is positively or negatively charged depends on the material of the first precursor layer 450.

【0111】次に、図16(C)に示すように、第1の
帯電層452と反対の電荷を帯びた、第1の表面修飾層
458のための材料を付与し、第1の帯電層452の上
に、クーロン力を利用して第1の表面修飾層458を選
択的に形成する。具体的には、第1の帯電層452が正
に帯電していた場合には、負に帯電した第1の表面修飾
層458のための材料を付与し、逆に、第1の帯電層4
52が負に帯電していた場合には正に帯電した第1の表
面修飾層458のための材料を付与する。第1の表面修
飾層458は、第1の表面修飾層458が形成されてい
ない領域に比べて、第1の電極32を形成するための材
料と親和性がある材質からなる。第1の表面修飾層45
8の材質は、たとえば、ホスホン酸チオール誘導体、カ
ルボン酸チオール誘導体、ビスホスホン酸を挙げること
ができる。ホスホン酸チオール誘導体の分子構造は、一
般式SH−(CH2i−PO32で表される。iは負を
含まない整数であって、18以下が好ましい。カルボン
酸チオール誘導体の分子構造の一般式は、SH−(CH
2x−COOHで表される。xは負を含まない整数であ
って、18以下が好ましい。ビスホン酸誘導体の分子構
造は一般式PO32−(CH2y−PO32で表され
る。yは負を含まない整数であって、18以下が好まし
い。第1の表面修飾層458の厚さは、たとえば1〜5
0nm、好ましくは1〜10nmである。
Next, as shown in FIG. 16C, a material for the first surface modification layer 458 having a charge opposite to that of the first charged layer 452 is applied, and the first charged layer is formed. A first surface modification layer 458 is selectively formed on 452 using Coulomb force. Specifically, when the first charged layer 452 is positively charged, a material for the negatively charged first surface modification layer 458 is applied, and conversely, the first charged layer 4
If 52 is negatively charged, a positively charged material for the first surface modification layer 458 is applied. The first surface modification layer 458 is made of a material having a higher affinity for a material for forming the first electrode 32 than a region where the first surface modification layer 458 is not formed. First surface modification layer 45
Examples of the material 8 include a phosphonate thiol derivative, a carboxylate thiol derivative, and a bisphosphonic acid. The molecular structure of the phosphonic acid thiol derivative represented by the general formula SH- (CH 2) i -PO 3 H 2. i is an integer not including a negative number, and is preferably 18 or less. The general formula of the molecular structure of the carboxylic acid thiol derivative is SH- (CH
2 ) Represented by x- COOH. x is an integer not including a negative number, and is preferably 18 or less. The molecular structure of Bisuhon acid derivatives of the general formula PO 3 H 2 - represented by (CH 2) y -PO 3 H 2. y is an integer not including a negative, and is preferably 18 or less. The thickness of the first surface modification layer 458 is, for example, 1 to 5
0 nm, preferably 1 to 10 nm.

【0112】第1の表面修飾層458は、スパッタリン
グ法やCVD法等の気相成長法によって形成してもよい
し、インクジェット法、スピンコート法、ディップ法お
よびミストデポジション法等の液相を用いた方法によっ
て形成してもよく、その場合には液体又は溶媒に溶かし
た物質を使用する。第1の表面修飾層458の形成にお
いては、可能な範囲で、第2の実施の形態における表面
修飾層160の形成方法を適用することができる。以
下、第1の表面修飾層458が形成されている領域を
「第9の領域454」といい、第1の表面修飾層458
が形成されていない領域を「第10の領域456」とい
う。第9の領域454は、第1の表面修飾層458が形
成されているため、第10の領域456に比べて第1電
極32を形成するための材料に対して親和性を有する。
The first surface modification layer 458 may be formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method or a CVD method, or may be formed by a liquid phase such as an ink jet method, a spin coating method, a dipping method, and a mist deposition method. It may be formed by the method used, in which case a substance dissolved in a liquid or a solvent is used. In forming the first surface modification layer 458, the method for forming the surface modification layer 160 in the second embodiment can be applied to the extent possible. Hereinafter, a region where the first surface modification layer 458 is formed is referred to as a “ninth region 454”, and the first surface modification layer 458 is formed.
The region where is not formed is referred to as a “tenth region 456”. Since the first surface modification layer 458 is formed in the ninth region 454, the ninth region 454 has a higher affinity for the material for forming the first electrode 32 than the tenth region 456.

【0113】次に、図17(A)に示すように、第1の
電極層32のための材料を付与する。第9の領域454
は、第10の領域456に比べて、第1電極32の材料
に対して親和性を有する。このため、第9の領域454
において、第1電極32が選択的に形成される。たとえ
ば、第1の表面修飾層458の末端基(チオール基やホ
スホン酸基)に対して、金属微粒子を反応させることに
より、第1の表面修飾層458の上に、第1電極32を
選択的に形成することができる。第1電極32の形成方
法としては、インクジェット法、スピンコート法、ディ
ップ法およびミストデポジション法、CVD法などを挙
げることができる。
Next, as shown in FIG. 17A, a material for the first electrode layer 32 is applied. Ninth area 454
Has a higher affinity for the material of the first electrode 32 than the tenth region 456. Therefore, the ninth region 454
, The first electrode 32 is selectively formed. For example, by reacting metal fine particles with the terminal groups (thiol groups or phosphonic acid groups) of the first surface modification layer 458, the first electrode 32 can be selectively placed on the first surface modification layer 458. Can be formed. Examples of the method for forming the first electrode 32 include an inkjet method, a spin coating method, a dipping method, a mist deposition method, and a CVD method.

【0114】次に、図17(B)に示すように、全面
に、第2の前駆体層460を形成する。第2の前駆体層
460は、第1の実施の形態の前駆体層と同様の方法で
形成することができ、第1の実施の形態と同様の構成
(たとえば材質、厚さ)をとることができる。
Next, as shown in FIG. 17B, a second precursor layer 460 is formed on the entire surface. The second precursor layer 460 can be formed by a method similar to that of the precursor layer of the first embodiment, and has the same configuration (for example, material and thickness) as that of the first embodiment. Can be.

【0115】次に、図17(C)に示すように、第2の
前駆体層460を、リソグラフィ技術を利用して選択的
にエッチングする。第2の前駆体層460は、第2の表
面修飾層468を形成しようとする領域において残るよ
うにエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 17C, the second precursor layer 460 is selectively etched using a lithography technique. The second precursor layer 460 is etched so as to remain in a region where the second surface modification layer 468 is to be formed.

【0116】次に、第2の前駆体層460に光を照射
し、第2の帯電層462を形成する。第2の帯電層46
2は、正に帯電させてもよく、または、負に帯電させて
もよい。つまり、第2の帯電層462が正または負のど
ちらに帯電されるかは、第2の前駆体層460の材料に
よって異なる。
Next, the second precursor layer 460 is irradiated with light to form a second charged layer 462. Second charging layer 46
2 may be positively charged or negatively charged. That is, whether the second charging layer 462 is positively or negatively charged depends on the material of the second precursor layer 460.

【0117】次に、図18(A)に示すように、第2の
帯電層462と反対の電荷を帯びた、第2の表面修飾層
468のための材料を付与し、第2の帯電層462の上
に、クーロン力を利用して第2の表面修飾層468を選
択的に形成する。具体的には、第2の帯電層462が正
に帯電していた場合には、負に帯電した第2の表面修飾
層468のための材料を付与し、逆に、第2の帯電層4
62が負に帯電していた場合には正に帯電した第2の表
面修飾層468のための材料を付与する。第2の表面修
飾層468は、第2の表面修飾層458が形成されてい
ない領域に比べて、強誘電体層34を形成するための材
料と親和性がある材質からなる。第2の表面修飾層46
8の材質および厚さは、第1の表面修飾層468と同様
の材質および厚さを適用することができる。
Next, as shown in FIG. 18A, a material for the second surface modification layer 468 having a charge opposite to that of the second charged layer 462 is applied, and the second charged layer is formed. A second surface modification layer 468 is selectively formed on 462 using Coulomb force. Specifically, when the second charging layer 462 is positively charged, a material for the negatively charged second surface modification layer 468 is applied, and conversely, the second charging layer 4
If 62 is negatively charged, a positively charged material for the second surface modification layer 468 is applied. The second surface modification layer 468 is made of a material having a higher affinity for the material for forming the ferroelectric layer 34 than in a region where the second surface modification layer 458 is not formed. Second surface modification layer 46
As for the material and thickness of 8, the same material and thickness as those of the first surface modification layer 468 can be applied.

【0118】第2の表面修飾層468は、第1の表面修
飾層458と同様の形成方法をとることができる。以
下、第2の表面修飾層468が形成されている領域を
「第11の領域464」といい、第2の表面修飾層46
8が形成されていない領域を「第12の領域466」と
いう。第11の領域464は、第2の表面修飾層468
が形成されているため、第12の領域466に比べて強
誘電体層34を形成するための材料に対して親和性を有
する。
The second surface modification layer 468 can be formed by a method similar to that of the first surface modification layer 458. Hereinafter, a region in which the second surface modification layer 468 is formed is referred to as an “eleventh region 464”, and the second surface modification layer 46
A region where no 8 is formed is referred to as a “twelfth region 466”. The eleventh region 464 includes the second surface modification layer 468
Is formed, so that it has an affinity for the material for forming the ferroelectric layer 34 as compared with the twelfth region 466.

【0119】次に、図18(B)に示すように、強誘電
体層34のための材料を付与する。第11の領域464
は、第12の領域466に比べて、強誘電体層34の材
料に対して親和性を有する。このため、第11の領域4
64において、強誘電体層34が選択的に形成される。
強誘電体層34の形成方法としては、インクジェット
法、スピンコート法、ディップ法およびミストデポジシ
ョン法、CVD法を挙げることができる。
Next, as shown in FIG. 18B, a material for the ferroelectric layer 34 is applied. Eleventh region 464
Has a higher affinity for the material of the ferroelectric layer 34 than the twelfth region 466. Therefore, the eleventh region 4
At 64, the ferroelectric layer 34 is selectively formed.
Examples of the method for forming the ferroelectric layer 34 include an inkjet method, a spin coating method, a dipping method, a mist deposition method, and a CVD method.

【0120】次に、図18(C)に示すように、全面
に、第3の前駆体層470を形成する。第3の前駆体層
470は、第1の実施の形態の前駆体層と同様の方法で
形成することができ、第1の実施の形態と同様の構成
(たとえば材質、厚さ)をとることができる。
Next, as shown in FIG. 18C, a third precursor layer 470 is formed on the entire surface. The third precursor layer 470 can be formed by a method similar to that of the precursor layer of the first embodiment, and has the same configuration (for example, material and thickness) as that of the first embodiment. Can be.

【0121】次に、図19(A)に示すように、第3の
前駆体層470を、リソグラフィ技術を利用して選択的
にエッチングする。第3の前駆体層470は、第3の表
面修飾層478を形成しようとする領域において残るよ
うにエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 19A, the third precursor layer 470 is selectively etched using a lithography technique. The third precursor layer 470 is etched so as to remain in a region where the third surface modification layer 478 is to be formed.

【0122】次に、第3の前駆体層470に光を照射
し、第3の帯電層472を形成する。第3の帯電層47
2は、正に帯電させてもよく、または、負に帯電させて
もよい。つまり、第3の帯電層472が正または負のど
ちらに帯電されるかは、第3の前駆体層470の材料に
よって異なる。
Next, the third precursor layer 470 is irradiated with light to form a third charged layer 472. Third charging layer 47
2 may be positively charged or negatively charged. That is, whether the third charging layer 472 is charged to be positive or negative depends on the material of the third precursor layer 470.

【0123】次に、図19(B)に示すように、第3の
帯電層472と反対の電荷を帯びた、第3の表面修飾層
478のための材料を付与し、第3の帯電層472の上
に、クーロン力を利用して第3の表面修飾層478を選
択的に形成する。具体的には、第3の帯電層472が正
に帯電していた場合には、負に帯電した第3の表面修飾
層478のための材料を付与し、逆に、第3の帯電層4
72が負に帯電していた場合には正に帯電した第3の表
面修飾層478のための材料を付与する。第3の表面修
飾層478は、第3の表面修飾層478が形成されてい
ない領域に比べて、第2電極36を形成するための材料
と親和性がある材質からなる。第3の表面修飾層478
の材質および厚さは、第1の表面修飾層458と同様の
材質および厚さをとることができる。
Next, as shown in FIG. 19B, a material for the third surface modification layer 478 having a charge opposite to that of the third charged layer 472 is provided, and the third charged layer 478 is provided. A third surface modification layer 478 is selectively formed on 472 using Coulomb force. Specifically, when the third charged layer 472 is positively charged, a material for the negatively charged third surface modification layer 478 is applied, and conversely, the third charged layer 4
If 72 is negatively charged, a positively charged material for the third surface modification layer 478 is applied. The third surface modification layer 478 is made of a material having a higher affinity for the material for forming the second electrode 36 than a region where the third surface modification layer 478 is not formed. Third surface modification layer 478
Can have the same material and thickness as the first surface modification layer 458.

【0124】第3の表面修飾層478は、第1の表面修
飾層458と同様の形成方法をとることができる。以
下、第3の表面修飾層478が形成されている領域を
「第13の領域474」といい、第3の表面修飾層47
8が形成されていない領域を「第14の領域476」と
いう。第13の領域474は、第3の表面修飾層478
が形成されているため、第14の領域476に比べて第
2電極36を形成するための材料に対して親和性を有す
る。
The third surface modification layer 478 can be formed by a method similar to that of the first surface modification layer 458. Hereinafter, a region where the third surface modification layer 478 is formed is referred to as a “thirteenth region 474”, and the third surface modification layer 47 is
The area where 8 is not formed is referred to as a “fourteenth area 476”. The thirteenth region 474 includes a third surface modification layer 478
Is formed, so that it has an affinity for the material for forming the second electrode 36 as compared with the fourteenth region 476.

【0125】次に、図19(C)に示すように、第2電
極36のための材料を付与する。第13の領域474
は、第14の領域476に比べて、第2電極36を形成
するための材料に対して親和性を有する。このため、第
13の領域474において、第2電極36が選択的に形
成される。第2電極36の形成方法としては、たとえば
第1電極32と同様の方法を挙げることができる。
Next, as shown in FIG. 19C, a material for the second electrode 36 is applied. Thirteenth area 474
Has a higher affinity for the material for forming the second electrode 36 than the fourteenth region 476. Therefore, the second electrode 36 is selectively formed in the thirteenth region 474. As a method for forming the second electrode 36, for example, a method similar to that for the first electrode 32 can be used.

【0126】次に、図20に示すように、第1の層間絶
縁層19の上に、第2の層間絶縁層480を形成する。
次に、第2の層間絶縁層480において、第1のスルー
ホール480aと第2のスルーホール480bとを形成
する。次に、第1および第2のスルーホール480a,
480bにおいて、第1および第2のコンタクト層48
2a,482bを形成する。次に、第1のコンタクト層
482aと第2のコンタクト層482とを電気的に接続
するための配線層490を形成する。
Next, as shown in FIG. 20, on the first interlayer insulating layer 19, a second interlayer insulating layer 480 is formed.
Next, a first through hole 480a and a second through hole 480b are formed in the second interlayer insulating layer 480. Next, the first and second through holes 480a,
480b, the first and second contact layers 48
2a and 482b are formed. Next, a wiring layer 490 for electrically connecting the first contact layer 482a and the second contact layer 482 is formed.

【0127】(変形例)第3の実施の形態は、次の変形
が可能である。
(Modification) The third embodiment can be modified as follows.

【0128】(1)表面修飾層458,468,478
の形成法は、プローブを利用した方法であってもよい。
すなわち、第1の実施の形態の変形例(5)で示した方
法を適用することもできる。
(1) Surface modification layers 458, 468, 478
May be a method using a probe.
That is, the method described in the modified example (5) of the first embodiment can be applied.

【0129】(2)第1の表面修飾層458の末端基
(チオール基やホスホン酸基)に第1電極32のための
金属を結合させて、第1の表面修飾層458を形成して
もよい。この変形例は、第2の表面修飾層478におい
ても適用することができる。
(2) The first surface modification layer 458 may be formed by bonding a metal for the first electrode 32 to the terminal group (thiol group or phosphonic acid group) of the first surface modification layer 458. Good. This modification can also be applied to the second surface modification layer 478.

【0130】[強誘電体メモリ素子の構成]図14に
は、強誘電体メモリ素子の一例を示す平面図である。同
図に示す強誘電体メモリ素子のセル構造は、2T・2C
(2トランジスタ・2キャパシタ)型である。
[Structure of Ferroelectric Memory Element] FIG. 14 is a plan view showing an example of a ferroelectric memory element. The cell structure of the ferroelectric memory element shown in FIG.
(2 transistors / 2 capacitors) type.

【0131】トランジスタ12は、領域40に形成され
ている。ドレイン及びソースの一方14に接続された電
極は、図14に示すビット線42に接続されている。ゲ
ート電極18は、図14に示すワード線44に接続され
ている。ドレイン及びソースの他方16に接続された電
極は、図14に示すドライブ線46に接続されている。
電極の上に、第1電極32を介して強誘電体層34が形
成されている。
The transistor 12 is formed in the region 40. The electrode connected to one of the drain and the source 14 is connected to the bit line 42 shown in FIG. Gate electrode 18 is connected to word line 44 shown in FIG. The electrode connected to the other 16 of the drain and the source is connected to the drive line 46 shown in FIG.
On the electrode, a ferroelectric layer 34 is formed via a first electrode 32.

【0132】図15は、本実施の形態に係る強誘電体メ
モリ素子の回路を示す図である。同図を参照して、強誘
電体メモリ素子の作用を説明する。
FIG. 15 is a diagram showing a circuit of the ferroelectric memory element according to the present embodiment. The operation of the ferroelectric memory device will be described with reference to FIG.

【0133】強誘電体メモリ素子にデータを書き込む場
合は、アドレス端子551からアドレス信号が供給さ
れ、チップセレクト端子552からは選択信号が供給さ
れ、書込制御端子553から書込制御信号が供給され
る。複数(2つ)のビット線542の一方をオンにし、
他方のビット線542をオフにした状態で、ワード線デ
コーダ及びドライバ550は指定されたワード線544
をオンにする。ドライブ線デコーダ及びドライバ560
は、指定されたドライブ線546に正のパルスを印加す
る。すると、強誘電体キャパシタには強誘電体層534
のヒステリシス特性による残留分極が残るため、電源を
切っても情報は保持される。
To write data in the ferroelectric memory element, an address signal is supplied from an address terminal 551, a selection signal is supplied from a chip select terminal 552, and a write control signal is supplied from a write control terminal 553. You. Turn on one of the plurality (two) of bit lines 542,
With the other bit line 542 turned off, the word line decoder and driver 550 sends the designated word line 544
Turn on. Drive line decoder and driver 560
Applies a positive pulse to the specified drive line 546. Then, the ferroelectric layer 534 is provided in the ferroelectric capacitor.
Since the residual polarization due to the hysteresis characteristic remains, the information is retained even when the power is turned off.

【0134】強誘電体メモリ素子からデータを読み出す
場合は、ビット線542をフローティング状態とした
後、ワード線544をオンしてメモリセルを選択する。
次に、ドライブ線546に正電圧を印加し、強誘電体キ
ャパシタの分極反転による変位電流をセンスアンプ57
0で増幅する。センス・タイミング制御部80は、セン
スタイミングを制御し、データをデータI/O590に
供給する。データI/O590はCPUや他のメモリ素
子等の各種デバイス592に接続されており、データの
やり取りを制御する。
When data is read from the ferroelectric memory element, the word line 544 is turned on after selecting the memory cell by turning the bit line 542 into a floating state.
Next, a positive voltage is applied to the drive line 546, and the displacement current due to the polarization inversion of the ferroelectric capacitor is sensed by the sense amplifier 57.
Amplify at 0. The sense / timing control unit 80 controls the sense timing and supplies data to the data I / O 590. The data I / O 590 is connected to various devices 592 such as a CPU and other memory elements, and controls data exchange.

【0135】本発明は、上記の実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨の範囲で種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made within the scope of the present invention.

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

【図1】図1(A)〜図1(C)は、本発明の実施の形
態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図であ
る。
FIGS. 1A to 1C are diagrams showing a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2(A)〜図2(C)は、本発明の実施の形
態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図であ
る。
FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図3】図3(A)〜図3(C)は、本発明の実施の形
態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図であ
る。
FIGS. 3A to 3C are diagrams illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図4】図4(A)〜図4(C)は、本発明の実施の形
態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図であ
る。
FIGS. 4A to 4C are views showing a method for manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図5】ミストデポジション法により第1電極を形成す
るための装置を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an apparatus for forming a first electrode by a mist deposition method.

【図6】ミスト発生装置の原理図を模式的に示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a principle diagram of a mist generating device.

【図7】第1の実施の形態に係る変形例を示す製造工程
図である。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram showing a modification according to the first embodiment.

【図8】第1の実施の形態に係る変形例を示す製造工程
図である。
FIG. 8 is a manufacturing process diagram showing a modification according to the first embodiment.

【図9】プローブ探針を利用した、第1電極の形成方法
を模式的に示す図である。
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a method of forming a first electrode using a probe tip.

【図10】第1の実施の形態に係る変形例を示す製造工
程図である。
FIG. 10 is a manufacturing process diagram showing a modification according to the first embodiment.

【図11】図11(A)〜図11(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
FIGS. 11A to 11C are diagrams illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図12】図12(A)〜図12(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
FIGS. 12A to 12C are diagrams showing a method for manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図13】図13(A)は、本発明の実施の形態に係る
強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図である。
FIG. 13A is a diagram illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図14】図14は、本発明の実施の形態に係る強誘電
体メモリ素子を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a ferroelectric memory element according to the embodiment of the present invention.

【図15】図15は、本発明の実施の形態に係る強誘電
体メモリ素子の回路を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a circuit of the ferroelectric memory element according to the embodiment of the present invention.

【図16】図16(A)〜図16(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
FIGS. 16A to 16C are diagrams illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図17】図17(A)〜図17(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
17 (A) to 17 (C) are views showing a method for manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図18】図18(A)〜図18(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
FIGS. 18A to 18C are diagrams showing a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図19】図19(A)〜図19(C)は、本発明の実
施の形態に係る強誘電体メモリ素子の製造方法を示す図
である。
FIGS. 19A to 19C are diagrams showing a method of manufacturing a ferroelectric memory element according to an embodiment of the present invention.

【図20】図20は、本発明の実施の形態に係る強誘電
体メモリ素子の製造方法を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating the method of manufacturing the ferroelectric memory element according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 32 第1電極 34 強誘電体層 36 第2電極 50 第1の前駆体層 52 第1帯電層 54 第1の領域 56 第2の領域 60 第2の前駆体層 62 第2帯電層 64 第3の領域 66 第4の領域 92 第3帯電層 94 第5の領域 96 第6の領域 160 表面修飾層 164 第7の領域 166 第8の領域 300 プローブ 450 第1の前駆体層 452 第1の帯電層 454 第9の領域 456 第10の領域 460 第2の前駆体層 462 第2の帯電層 464 第11の領域 466 第12の領域 470 第3の前駆体層 472 第3の帯電層 474 第13の領域 476 第14の領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 32 1st electrode 34 Ferroelectric layer 36 2nd electrode 50 1st precursor layer 52 1st charge layer 54 1st area 56 2nd area 60 2nd precursor layer 62 2nd charge layer 64 Third region 66 Fourth region 92 Third charged layer 94 Fifth region 96 Sixth region 160 Surface modification layer 164 Seventh region 166 Eighth region 300 Probe 450 First precursor layer 452 First Charging layer 454 ninth region 456 tenth region 460 second precursor layer 462 second charging layer 464 eleventh region 466 twelfth region 470 third precursor layer 472 third charging layer 474 13th area 476 14th area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F083 AD02 AD10 AD21 AD49 FR02 FR03 JA15 JA17 JA38 LA12 LA16 LA19 MA06 MA17 MA19 MA20 PR21  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F083 AD02 AD10 AD21 AD49 FR02 FR03 JA15 JA17 JA38 LA12 LA16 LA19 MA06 MA17 MA19 MA20 PR21

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(a)およ
び(b)を含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (a)基材の表面または基材の上の層に、前記第1電極
を形成するための材料が優先的に堆積される表面特性を
有する第1の領域と、前記第1の領域に比較して前記第
1電極を形成するための材料が堆積され難い表面特性を
有する第2の領域と、を形成する工程であって、 前記第1の領域は、基材の表面または基材の上の層に電
荷を帯びさせることによって形成され、および (b)前記基材に対して、前記第1電極を形成するため
の材料を付与し、前記第1の領域に該部材を選択的に形
成する工程であって、 前記第1領域に対して反対の電荷を帯びた材料を付与
し、前記第1の領域において第1電極が形成される。
1. A method of manufacturing a ferroelectric memory device comprising a substrate having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, comprising the following steps (a) and ( b) A method for manufacturing a ferroelectric memory device, comprising: (A) comparing a first region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is preferentially deposited on a surface of a substrate or a layer on the substrate with the first region; And forming a second region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is not easily deposited, wherein the first region is formed on the surface of the base material or on the base material. And (b) applying a material for forming the first electrode to the base material and selectively forming the member in the first region. Forming a first electrode in the first region by applying a material having an opposite charge to the first region.
【請求項2】 請求項1において、 前記工程(a)は、基材の上に第1の前駆体層を形成す
る工程(a−1)、 前記第1の前駆体層に放射エネルギー線を照射すること
により、少なくとも第1の前駆体層の一部に電荷を帯び
させる工程(a−2)を含む、強誘電体メモリ素子の製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein in the step (a), a step (a-1) of forming a first precursor layer on a base material is performed by applying a radiant energy ray to the first precursor layer. A method for manufacturing a ferroelectric memory element, comprising a step (a-2) of irradiating at least a part of the first precursor layer with a charge.
【請求項3】 請求項1において、 前記工程(a)は、基材の表面に、電子またはイオンを
注入して、前記第1の領域を形成する工程を含む、強誘
電体メモリ素子の製造方法。
3. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the step (a) includes a step of injecting electrons or ions into a surface of a base material to form the first region. Method.
【請求項4】 請求項1において、 前記工程(a)は、基材の上に、電荷を保持することが
できる層を形成する工程(a−3)、 前記絶縁層に、電子またはイオンを注入して、前記第1
の領域を形成する工程(a−4)を含む、強誘電体メモ
リ素子の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein in the step (a), a step (a-3) of forming a layer capable of holding electric charges on the base material is performed. Inject the first
Forming a region (a-4).
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 前記工程(b)は、ミストデポジション法により行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
5. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the step (b) is performed by a mist deposition method.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 前記工程(b)は、プローブ探針を利用して行われる、
強誘電体メモリ素子の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the step (b) is performed using a probe.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element.
【請求項7】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2電
極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電体
メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(c)およ
び(d)を含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (c)前記強誘電体層の表面または前記強誘電体層の上
の層に、前記第2電極を形成するための材料が優先的に
堆積される表面特性を有する第3の領域と、前記第3の
領域に比較して前記第2電極を形成するための材料が堆
積され難い表面特性を有する第4の領域と、を形成する
工程であって、 前記第3の領域は、前記強誘電体層の表面または前記強
誘電体層の上の層に電荷を帯びさせることによって形成
され、 (d)前記第2電極を形成するための材料を付与し、前
記第3の領域に該部材を選択的に形成する工程であっ
て、 前記第3領域に対して反対の電荷を帯びた材料を付与
し、前記第3の領域において前記第2電極が形成され
る。
7. A method for manufacturing a ferroelectric memory element comprising a substrate having a capacitor portion having a laminated structure of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, comprising the following steps (c) and (c). d) a method for manufacturing a ferroelectric memory element. (C) a third region having a surface property on which a material for forming the second electrode is preferentially deposited on a surface of the ferroelectric layer or a layer above the ferroelectric layer; Forming a fourth region having a surface characteristic on which a material for forming the second electrode is less likely to be deposited as compared with a third region, wherein the third region has the ferroelectricity. (D) applying a material for forming the second electrode, and applying the member to the third region; Forming a second electrode in the third region by applying an oppositely charged material to the third region.
【請求項8】 請求項7において、 前記工程(c)は、前記強誘電体層の上に第2の前駆体
層を形成する工程(c−1)、 前記第2の前駆体層に放射エネルギー線を照射すること
により、少なくとも第2の前駆体層の一部に電荷を帯び
させる工程(c−2)を含む、強誘電体メモリ素子の製
造方法。
8. The method according to claim 7, wherein in the step (c), a step (c-1) of forming a second precursor layer on the ferroelectric layer is performed. A method for manufacturing a ferroelectric memory element, comprising a step (c-2) of irradiating an energy ray to at least partially charge the second precursor layer.
【請求項9】 請求項7において、 前記工程(c)は、前記強誘電体層の表面に、電子また
はイオンを注入して、前記第3の領域を形成する工程を
含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。
9. The ferroelectric memory according to claim 7, wherein the step (c) includes a step of injecting electrons or ions into a surface of the ferroelectric layer to form the third region. Device manufacturing method.
【請求項10】 請求項7において、 前記工程(c)は、前記強誘電体層の上に、電荷を保持
することができる層を形成する工程(c−3)、 前記絶縁層に、電子またはイオンを注入して、前記第3
の領域を形成する工程(c−4)を含む、強誘電体メモ
リ素子の製造方法。
10. The method according to claim 7, wherein the step (c) is a step (c-3) of forming a layer capable of retaining charges on the ferroelectric layer. Or, by implanting ions, the third
Forming a region (c-4).
【請求項11】 請求項7〜10のいずれかにおいて、 前記工程(d)は、ミストデポジション法により行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
11. The method according to claim 7, wherein the step (d) is performed by a mist deposition method.
【請求項12】 請求項7〜10のいずれかにおいて、 前記工程(d)は、プローブ探針を利用して行われる、
強誘電体メモリ素子の製造方法。
12. The method according to claim 7, wherein the step (d) is performed using a probe.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element.
【請求項13】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2
電極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電
体メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(e)お
よび(f)を含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (e)前記第1電極の表面または前記第1電極の上の層
に、前記強誘電体層を形成するための材料が優先的に堆
積される表面特性を有する第5の領域と、前記第5の領
域に比較して前記強誘電体層を形成するための材料が堆
積され難い表面特性を有する第6の領域と、を形成する
工程であって、 前記第5の領域は、前記第1電極の表面または前記第1
電極の上の層に電荷を帯びさせることによって形成さ
れ、および (f)前記強誘電体層を形成するための材料を付与し、
前記第5の領域に該部材を選択的に形成する工程であっ
て、 前記第5の領域に対して反対の電荷を帯びた材料を付与
し、前記第5の領域において強誘電体層が形成される。
13. A first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode on a substrate.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element including a capacitor portion having a laminated structure of electrodes, the method including the following steps (e) and (f). (E) a fifth region having a surface characteristic on which a material for forming the ferroelectric layer is preferentially deposited on a surface of the first electrode or a layer above the first electrode; Forming a material for forming the ferroelectric layer, which is less likely to be deposited than a region of the sixth region, and a sixth region having a surface characteristic that is less than that of the first region. The surface of the electrode or the first
(F) applying a material to form the ferroelectric layer, the material being formed by charging the layer above the electrodes;
Selectively forming the member in the fifth region, applying a material having an opposite charge to the fifth region, and forming a ferroelectric layer in the fifth region. Is done.
【請求項14】 請求項13において、 前記工程(e)は、前記第1電極の上に第3の前駆体層
を形成する工程(e−1)、 前記第3の前駆体層に放射エネルギー線を照射すること
により、少なくとも第3の前駆体層の一部に電荷を帯び
させる工程(e−2)を含む、強誘電体メモリ素子の製
造方法。
14. The method according to claim 13, wherein the step (e) is a step (e-1) of forming a third precursor layer on the first electrode. A method for manufacturing a ferroelectric memory element, comprising a step (e-2) of irradiating a line to at least partially charge the third precursor layer.
【請求項15】 請求項13または14において、 前記工程(e)は、前記第1電極の上に、電荷を保持す
ることができる層を形成する工程(e−3)、 前記絶縁層に、電子またはイオンを注入して、前記第5
の領域を形成する工程(e−4)を含む、強誘電体メモ
リ素子の製造方法。
15. The method according to claim 13, wherein the step (e) includes a step (e-3) of forming a layer capable of retaining charges on the first electrode. By implanting electrons or ions, the fifth
Forming a region (e-4).
【請求項16】 請求項13〜15のいずれかにおい
て、 前記工程(f)は、ミストデポジション法により行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
16. The method according to claim 13, wherein the step (f) is performed by a mist deposition method.
【請求項17】 請求項13〜15のいずれかにおい
て、 前記工程(f)は、プローブ探針を利用して行われる、
強誘電体メモリ素子の製造方法。
17. The method according to claim 13, wherein the step (f) is performed using a probe.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element.
【請求項18】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2
電極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電
体メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(g)を
含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (g)前記キャパシタ部分を構成する少なくとも一つの
部材が優先的に堆積される表面特性を有する第7の領域
と、前記第7の領域に比較して前記キャパシタ部分を構
成する少なくとも一つの部材が堆積され難い表面特性を
有する第8の領域と、を形成する工程であって、 前記第8の領域となる部材の表面または該部材の上の層
に電荷を帯びさせる工程(g−1)、 前記第8の領域における電荷に対して反対の電荷を帯び
た、表面修飾層を形成するための材料を付与して、該第
8の領域において、表面修飾層を形成する工程であっ
て、前記表面修飾層は、前記第7の領域に比べて、前記
キャパシタ部分を構成する少なくとも一つの部材を形成
するための材料との親和性が低い(g−2)。
18. The method according to claim 18, wherein the first electrode, the ferroelectric layer and the second
A method for manufacturing a ferroelectric memory element including a capacitor portion having a laminated structure of electrodes, the method including the following step (g). (G) a seventh region having a surface characteristic on which at least one member constituting the capacitor portion is preferentially deposited; and at least one member constituting the capacitor portion as compared to the seventh region. Forming an eighth region having surface characteristics that are difficult to be deposited, wherein a step (g-1) of charging the surface of a member to be the eighth region or a layer on the member with a charge (g-1); A step of applying a material for forming a surface modification layer having a charge opposite to the electric charge in the eighth region, and forming a surface modification layer in the eighth region, The surface modification layer has a lower affinity for a material for forming at least one member constituting the capacitor portion than in the seventh region (g-2).
【請求項19】 請求項18において、 前記表面修飾層は、前記第1の電極を形成する前に形成
される、強誘電体メモリ素子の製造方法。
19. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 18, wherein the surface modification layer is formed before forming the first electrode.
【請求項20】 請求項18において、 前記表面修飾層は、前記第1の電極を形成した後、前記
強誘電体層を形成する前に形成される、強誘電体メモリ
素子の製造方法。
20. The method according to claim 18, wherein the surface modification layer is formed after forming the first electrode and before forming the ferroelectric layer.
【請求項21】 請求項18において、 前記表面修飾層は、前記強誘電体層を形成した後、前記
第2電極を形成する前に形成される、強誘電体メモリ素
子の製造方法。
21. The method according to claim 18, wherein the surface modification layer is formed after forming the ferroelectric layer and before forming the second electrode.
【請求項22】 請求項18〜21のいずれかにおい
て、 前記工程(g−2)は、プローブ探針を利用して行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
22. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 18, wherein the step (g-2) is performed using a probe probe.
【請求項23】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2
電極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電
体メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(h)を
含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (h)基材の表面または基材の上の層に、前記第1電極
を形成するための材料が優先的に堆積される表面特性を
有する第9の領域と、前記第9の領域に比較して前記第
1電極を形成するための材料が堆積され難い表面特性を
有する第10の領域と、を形成する工程であって、 前記第9の領域となる基材の表面または基材の上の層に
電荷を帯びさせる工程(h−1)、 前記第9の領域に対して反対の電荷を帯びた、表面修飾
層を形成するための材料を付与して、該第9の領域にお
いて、表面修飾層を形成する工程であって、前記表面修
飾層は、前記第10の領域に比べて、前記第1電極を形
成するための材料との親和性が高い(h−2)。
23. A substrate comprising a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element including a capacitor portion having a layered structure of electrodes, the method including the following step (h). (H) comparing a ninth region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is preferentially deposited on the surface of the substrate or a layer on the substrate with the ninth region; And forming a tenth region having a surface characteristic on which a material for forming the first electrode is unlikely to be deposited, comprising: (H-1) charging a layer with a material for forming a surface modification layer, which has a charge opposite to that of the ninth region, and in the ninth region, In the step of forming a surface modification layer, the surface modification layer has a higher affinity for a material for forming the first electrode than in the tenth region (h-2).
【請求項24】 請求項23において、 前記工程(h−2)は、プローブ探針を利用して行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
24. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 23, wherein the step (h-2) is performed using a probe probe.
【請求項25】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2
電極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電
体メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(i)を
含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (i)前記第1電極の表面または前記第1電極の上の層
に、前記強誘電体層を形成するための材料が優先的に堆
積される表面特性を有する第11の領域と、前記第11
の領域に比較して前記強誘電体層を形成するための材料
が堆積され難い表面特性を有する第12の領域と、を形
成する工程であって、 前記第11の領域となる前記第1電極の表面または前記
第1電極の上の層に電荷を帯びさせる工程(i−1)、 前記第11の領域に対して反対の電荷を帯びた、表面修
飾層を形成するための材料を付与して、該第11の領域
において、表面修飾層を形成する工程であって、前記表
面修飾層は、前記第11の領域に比べて、前記強誘電体
層を形成するための材料との親和性が高い(i−2)。
25. A substrate comprising a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode.
A method for manufacturing a ferroelectric memory element including a capacitor portion having a layered structure of electrodes, the method including the following step (i). (I) an eleventh region having a surface characteristic in which a material for forming the ferroelectric layer is preferentially deposited on a surface of the first electrode or a layer on the first electrode; 11
Forming a twelfth region having a surface characteristic on which a material for forming the ferroelectric layer is less likely to be deposited as compared to the first region, wherein the first electrode serving as the eleventh region is formed. (I-1) charging the surface of the first electrode or the layer above the first electrode with a charge, and applying a material for forming a surface modification layer with the opposite charge to the eleventh region. Forming a surface modification layer in the eleventh region, wherein the surface modification layer has a higher affinity for a material for forming the ferroelectric layer than the eleventh region. Is high (i-2).
【請求項26】 請求項25において、 前記工程(i−2)は、プローブ探針を利用して行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
26. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 25, wherein the step (i-2) is performed using a probe probe.
【請求項27】 基材に第1電極、強誘電体層及び第2
電極の積層構造を有するキャパシタ部分を備えた強誘電
体メモリ素子の製造方法であって、以下の工程(j)を
含む、強誘電体メモリ素子の製造方法。 (j)前記強誘電体層の表面または前記強誘電体層の上
の層に、前記第2電極を形成するための材料が優先的に
堆積される表面特性を有する第13の領域と、前記第1
3の領域に比較して前記強誘電体層を形成するための材
料が堆積され難い表面特性を有する第14の領域と、を
形成する工程であって、 前記第13の領域となる前記強誘電体層の表面または前
記強誘電体層の上の層に電荷を帯びさせる工程(j−
1)、 前記第13の領域に対して反対の電荷を帯びた、表面修
飾層を形成するための材料を付与して、該第13の領域
において、表面修飾層を形成する工程であって、前記表
面修飾層は、前記第14の領域に比べて、前記第2電極
を形成するための材料との親和性が高い(j−2)。
27. A first electrode, a ferroelectric layer and a second
A method for manufacturing a ferroelectric memory element including a capacitor portion having a layered structure of electrodes, the method including the following step (j). (J) a thirteenth region having a surface characteristic on which a material for forming the second electrode is preferentially deposited on a surface of the ferroelectric layer or a layer above the ferroelectric layer; First
Forming a ferroelectric layer in which a material for forming the ferroelectric layer is less likely to be deposited as compared to the third region. Charging the surface of the body layer or a layer above the ferroelectric layer (j-
1) a step of forming a surface modification layer in the thirteenth region by applying an oppositely charged material for forming a surface modification layer to the thirteenth region, The surface modification layer has a higher affinity for the material for forming the second electrode than the fourteenth region (j-2).
【請求項28】 請求項27において、 前記工程(j−2)は、プローブ探針を利用して行われ
る、強誘電体メモリ素子の製造方法。
28. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 27, wherein the step (j-2) is performed using a probe probe.
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