JP2638579B2 - 高誘電率膜キャパシタ - Google Patents
高誘電率膜キャパシタInfo
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Description
たキャパシタに関する。
す電極間に多結晶高誘電率膜を設けていた。しかしなが
ら高誘電率膜が多結晶構造のものである場合には、結晶
粒界を要因とするリーク電流が大きく、所望のキャパシ
タ容量を得ることが困難であるため、対をなす電極間に
多結晶相とアモルファス相の多層構造からなる高誘電率
膜を設けたキャパシタが開発されている(特開平2−2
29472号公報参照)。
従来のキャパシタにおいて、一般的にアモルファス構造
をもつ膜の誘電率は、結晶構造をもつ膜の誘電率に比べ
て小さいことから、実質的な膜の誘電率は結晶相のみの
場合に比べて低くなってしまうという問題があった。
るとともに、誘電率の特性を向上させた高誘電率膜キャ
パシタを提供することにある。
め、本発明に係る高誘電率膜キャパシタは、対をなす電
極間に高誘電率膜を有する高誘電率膜キャパシタであっ
て、高誘電率膜は、結晶粒からなる多結晶構造のもので
あり、結晶粒は、相互の結晶粒界の部分で高誘電率膜で
被覆されたものである。
アモルファス構造をもつ誘電率膜である。
は、前記電極に接合したものである。
は、対をなす電極間に渡って柱状に設けられ、隣接する
柱状の高誘電率膜間には、多結晶構造の高誘電率膜が設
けられているものである。
なす電極にそれぞれ接合したものである。
膜の結晶粒界にアモルファス相を介在させ、結晶粒界を
要因とするリーク電流をアモルファス相により抑止す
る。
構造の高誘電率膜にて確保する。
す断面図である。
シタは基本的構成として対をなす電極13,17間に高
誘電率膜14を有するものである。高誘電率膜14は結
晶粒からなる多結晶構造のものであり、その中に結晶相
15とアモルファス相16とを混在させて、結晶粒界を
アモルファス相16にて消滅された結晶粒構造をもつよ
うにする。その具体例について説明する。
膜12上に白金スパッタ等で下部電極13を形成する。
上にチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)等の高誘
電率膜14を形成する。この際、例えば原料ガスの流量
比を制御することにより、形成される膜の結晶学的構造
を変化させる。特にTiに対するSrの組成比が1のよ
うな化学量論的組成を維持させる成長条件では、結晶構
造を有する膜が形成され、それは結晶粒界によって区分
された多結晶構造となる。これに対し、Tiに対するS
rの組成比が1より小さくなるに従って、膜の結晶構造
はアモルファス構造へと変化する。
i原料ガスの流量をSr原料ガスの流量に対して高く設
定し、高誘電率膜14中に結晶粒構造とアモルファス構
造が同時に形成される成長条件を用いることによって、
SrTiO3の結晶相15と結晶相15の結晶粒界を覆
うアモルファス相16とを混在させる。その一部の結晶
相15はは下部電極13に接している。
が混在した高誘電率膜14上に白金スパッタ等により上
部電極17を形成する。一部の結晶相15は上部電極1
7に接合している。
電圧を印加した際に、高誘電率膜14中に支配的な電流
リークの箇所となる結晶粒界はアモルファス相16によ
り消滅されているため、リーク電流を小さく抑えること
ができる。
の個々の結晶粒を覆うものであり、その膜14中で占め
る割合が小さく、しかも高誘電率膜14の結晶相15が
電極13,17間に誘電率を確保するため、膜全体の誘
電率の低下は招かない。
す断面図である。
アモルファス相16を電極13,17間に渡って柱状に
成長させるとともに、隣接するアモルファス相16の間
で結晶相15の結晶粒径を増加させて、結晶相15を電
極13,17に直接接合させた構造となっている。この
際、基板温度を低くする、成長中に供給する原料の組成
比等を制御することにより、高誘電率膜全体に対し個々
の結晶粒径を増加させる。
3,17に直接接合しているため、電極13,17から
の電圧を結晶相15の結晶粒に均一に印加でき、より高
い誘電率を得ることができる。
したが、表面にのみシリコンが存在するSOS(Sil
icon on Sapphire)やSOI(Sil
icon on Insulator)基板を用いても
よい。また電極13,17は白金に限らず、多結晶シリ
コン等でもよい。また高誘電率膜14は、SrTiO3
に限らず、酸化タンタル(Ta2O5)やチタン酸ジルコ
ン酸鉛(PZT)等を用いてもよい。
誘電膜の誘電率を高く維持したまま、リーク電流を少な
くすることができ、電荷の蓄積時間が長い高誘電率キャ
パシタを提供することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 対をなす電極間に高誘電率膜を有する高
誘電率膜キャパシタであって、 高誘電率膜は、結晶粒からなる多結晶構造のものであ
り、 結晶粒は、相互の結晶粒界の部分で高誘電率膜で被覆さ
れたものであることを特徴とする高誘電率膜キャパシ
タ。 - 【請求項2】 前記結晶粒を被覆した高誘電率膜は、ア
モルファス構造をもつ誘電率膜であることを特徴とする
請求項1に記載の高誘電率膜キャパシタ。 - 【請求項3】 前記高誘電率膜をなす一部の結晶粒は、
前記電極に接合したものであることを特徴とする請求項
1に記載の高誘電率膜キャパシタ。 - 【請求項4】 前記アモルファス構造の高誘電率膜は、
対をなす電極間に渡って柱状に設けられ、 隣接する柱状の高誘電率膜間には、多結晶構造の高誘電
率膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の高誘電率膜キャパシタ。 - 【請求項5】 前記多結晶構造の高誘電率膜は、対をな
す電極にそれぞれ接合したものであることを特徴とする
請求項1に記載の高誘電率膜キャパシタ。
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0917949A JPH0917949A (ja) | 1997-01-17 |
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Family Applications (1)
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JP16553995A Expired - Fee Related JP2638579B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 高誘電率膜キャパシタ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-06-30 JP JP16553995A patent/JP2638579B2/ja not_active Expired - Fee Related
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