JP2916116B2 - 白金薄膜形成方法、その方法により製造された基板、その基板を利用した電子素子及びその電子素子の製造方法 - Google Patents
白金薄膜形成方法、その方法により製造された基板、その基板を利用した電子素子及びその電子素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性酸化物薄
膜素子又は半導体素子等といった電子素子の下部電極と
して使用される（２００）方向の優先配向性を有する白
金薄膜を素子基板上に蒸着させる技術に関し、より具体
的には白金薄膜を下部電極として使用する酸化物薄膜素
子を製造するときに、この酸化物薄膜素子の特性を改善
するために下部電極である白金薄膜の優先配向方位を
（２００）方向に制御するようにした白金薄膜形成方
法、その方法により製造された基板、その基板を利用し
た電子素子及びその電子素子の製造方法に関する。
膜素子又は半導体素子等といった電子素子の下部電極と
して使用される（２００）方向の優先配向性を有する白
金薄膜を素子基板上に蒸着させる技術に関し、より具体
的には白金薄膜を下部電極として使用する酸化物薄膜素
子を製造するときに、この酸化物薄膜素子の特性を改善
するために下部電極である白金薄膜の優先配向方位を
（２００）方向に制御するようにした白金薄膜形成方
法、その方法により製造された基板、その基板を利用し
た電子素子及びその電子素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、電子セラミック部品の小型化、高
集積化、高機能化に伴って、誘電、圧電、超電、磁性セ
ラミック材料の薄膜化の実現は、世界的な風潮にある。
集積化、高機能化に伴って、誘電、圧電、超電、磁性セ
ラミック材料の薄膜化の実現は、世界的な風潮にある。
【０００３】このようなセラミック材料の薄膜化に使用
される素子基板の材料としては、半導体工程に使用され
るシリコン単結晶や、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 、ＬａＡｌ
Ｏ3、サファイア等といった単結晶材料や、アルミナ、
ダイヤモンド等といった多結晶材料等があげられる。
される素子基板の材料としては、半導体工程に使用され
るシリコン単結晶や、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 、ＬａＡｌ
Ｏ3、サファイア等といった単結晶材料や、アルミナ、
ダイヤモンド等といった多結晶材料等があげられる。
【０００４】例えば記憶素子及び各種センサ素子といっ
た電子素子の製造に広く使用されるシリコンウエハー
は、素子基板上に一次的に絶縁酸化物層を形成した後、
その絶縁酸化物層上に下部電極として利用される電極層
を形成するようにしている。
た電子素子の製造に広く使用されるシリコンウエハー
は、素子基板上に一次的に絶縁酸化物層を形成した後、
その絶縁酸化物層上に下部電極として利用される電極層
を形成するようにしている。
【０００５】このような絶縁酸化物層の材料としては、
ＳｉＯ2 、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＭｇＯ、ガラス、
又はこれと類似した誘電体材料が利用されている。
ＳｉＯ2 、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＭｇＯ、ガラス、
又はこれと類似した誘電体材料が利用されている。
【０００６】また、絶縁酸化物層上に形成された電極層
として多く使用されている材料としては、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐ
ｔ）等といった金属や、ＩｒＯ2 、ＲｕＯ2 、ＬＳＣＯ
（ＬａＳｒＣｏＯ3 ）、ＹＢＣＯ（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X ）等といった導電性酸化物があげられる。
として多く使用されている材料としては、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐ
ｔ）等といった金属や、ＩｒＯ2 、ＲｕＯ2 、ＬＳＣＯ
（ＬａＳｒＣｏＯ3 ）、ＹＢＣＯ（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-X ）等といった導電性酸化物があげられる。
【０００７】既存のＤＲＡＭ素子を始めとした各種薄膜
素子においては、通常、電極材料として、主にアルミニ
ウムを下部電極に使用しており、この場合には大きな問
題はなかった。
素子においては、通常、電極材料として、主にアルミニ
ウムを下部電極に使用しており、この場合には大きな問
題はなかった。
【０００８】しかしながら、近年、例えば２５６Ｍビッ
ト以上の集積度が非常に高いＤＲＡＭ素子や非揮発性メ
モリであるＦＲＡＭ素子のキャパシタ、各種薄膜センサ
又はアクチュエータ等の核心部位には、ペロブスカイト
構造の高誘電性又は強誘電性酸化物（ＢＴ；ＢａＴｉＯ
3 ，ＰＴ；ＰｂＴｉＯ3 ，ＰＺＴ；ＰｂＺｒ1-x Ｔｉx
Ｏ3 ，ＰＬＺＴ；Ｐｂ1-x Ｌａx Ｚｒ1-y ＴｉＯ3 ，Ｂ
ＳＴ；Ｂａ1-x ＳｒxＴｉＯ3 ，Ｙ１等）薄膜層を形成
しなければならない。
ト以上の集積度が非常に高いＤＲＡＭ素子や非揮発性メ
モリであるＦＲＡＭ素子のキャパシタ、各種薄膜センサ
又はアクチュエータ等の核心部位には、ペロブスカイト
構造の高誘電性又は強誘電性酸化物（ＢＴ；ＢａＴｉＯ
3 ，ＰＴ；ＰｂＴｉＯ3 ，ＰＺＴ；ＰｂＺｒ1-x Ｔｉx
Ｏ3 ，ＰＬＺＴ；Ｐｂ1-x Ｌａx Ｚｒ1-y ＴｉＯ3 ，Ｂ
ＳＴ；Ｂａ1-x ＳｒxＴｉＯ3 ，Ｙ１等）薄膜層を形成
しなければならない。
【０００９】これら高誘電性又は強誘電性酸化物薄膜層
の形成温度は５００℃以上であるのに対して、前記下部
電極材料としてのアルミニウムの溶融点は６６０℃であ
るために、このような高誘電性又は強電性酸化物薄膜層
に下部電極としてアルミニウムを使用した場合には熱的
に不安定になるのみならず、アルミニウム酸化のような
化学反応により大変深刻な問題が発生することになる。
の形成温度は５００℃以上であるのに対して、前記下部
電極材料としてのアルミニウムの溶融点は６６０℃であ
るために、このような高誘電性又は強電性酸化物薄膜層
に下部電極としてアルミニウムを使用した場合には熱的
に不安定になるのみならず、アルミニウム酸化のような
化学反応により大変深刻な問題が発生することになる。
【００１０】そこで、このような問題点に対処すべく、
現在、下部電極材料としてアルミニウムに代わる材料と
して注目を集めているのが白金である。
現在、下部電極材料としてアルミニウムに代わる材料と
して注目を集めているのが白金である。
【００１１】白金は、その溶融点が１７７４℃と非常に
高く熱的に安定性があり、化学的にも他の物質と反応し
ない特性を有している。さらに、白金は、その格子定数
がペロブスカイト構造の強誘電性酸化物と似ており（白
金；ａ＝３．９２３１オングストローム、ペロブスカイ
ト構造の強誘電性酸化物；ａ＝約３．９０オングストロ
ーム）、薄膜形成時に問題となる格子不整合の問題、例
えば残留応力発生、素子基板との隔離、界面特性の変化
等といった問題をも解決することができる電極材料とし
て期待されている。
高く熱的に安定性があり、化学的にも他の物質と反応し
ない特性を有している。さらに、白金は、その格子定数
がペロブスカイト構造の強誘電性酸化物と似ており（白
金；ａ＝３．９２３１オングストローム、ペロブスカイ
ト構造の強誘電性酸化物；ａ＝約３．９０オングストロ
ーム）、薄膜形成時に問題となる格子不整合の問題、例
えば残留応力発生、素子基板との隔離、界面特性の変化
等といった問題をも解決することができる電極材料とし
て期待されている。
【００１２】つまり、高誘電性又は強誘電性酸化物薄膜
層の電極材料としては、高温で熱的及び化学的にも安定
した白金電極の方がアルミニウム電極よりも適している
と言える。
層の電極材料としては、高温で熱的及び化学的にも安定
した白金電極の方がアルミニウム電極よりも適している
と言える。
【００１３】また、白金は、強誘電性の酸化物薄膜層の
形成過程において、大変重要な要因となる初期核生成が
他の電極材料よりも容易になされ、その結晶性又は配向
性においても他の電極材料に比して優秀な強誘電性酸化
物薄膜層を得ることができる。
形成過程において、大変重要な要因となる初期核生成が
他の電極材料よりも容易になされ、その結晶性又は配向
性においても他の電極材料に比して優秀な強誘電性酸化
物薄膜層を得ることができる。
【００１４】従来、このような電極層として素子基板の
絶縁酸化物層上に白金薄膜を形成する方法としては、Ｄ
Ｃ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法（ＤＣ／ＲＦ
ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、真空蒸
着法（ｖａｃｕｕｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、有機
金属化学気相蒸着法（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；Ｍ
ＯＣＶＤ）、イオンメッキ法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎ
ｇ）等がある。
絶縁酸化物層上に白金薄膜を形成する方法としては、Ｄ
Ｃ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法（ＤＣ／ＲＦ
ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、真空蒸
着法（ｖａｃｕｕｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、有機
金属化学気相蒸着法（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；Ｍ
ＯＣＶＤ）、イオンメッキ法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎ
ｇ）等がある。
【００１５】この中で、真空蒸着法で素子基板であるシ
リコンウエハーの絶縁酸化物層（以下、絶縁酸化物層を
形成したシリコンウエハーを総称してシリコン基板と称
する）上に白金薄膜を形成した場合には、白金薄膜とシ
リコン基板（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との間で化学的な結合が
なされていないために、白金薄膜とシリコン基板との間
の接着力が良くない。また、ＭＯＣＶＤ法で白金薄膜を
形成した場合には、炭素のような不純物が白金薄膜内に
含有してしまうといった短所がある。
リコンウエハーの絶縁酸化物層（以下、絶縁酸化物層を
形成したシリコンウエハーを総称してシリコン基板と称
する）上に白金薄膜を形成した場合には、白金薄膜とシ
リコン基板（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との間で化学的な結合が
なされていないために、白金薄膜とシリコン基板との間
の接着力が良くない。また、ＭＯＣＶＤ法で白金薄膜を
形成した場合には、炭素のような不純物が白金薄膜内に
含有してしまうといった短所がある。
【００１６】また、DC/RF マグネトロンスパッタリング
法で白金薄膜を形成した場合にも、不活性ガス雰囲気下
で蒸着する既存の方法を使用すれば、白金薄膜（白金電
極）とシリコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）との間の接着力
が良くなく、白金蒸着後の熱処理又は高誘電性酸化物薄
膜蒸着等といった後工程を経る過程でヒルロック（hill
ock ）又は気孔が発生し、回路の短絡を招いたり、又は
白金電極層上の高誘電性酸化物薄膜等の形成に不均一を
招いたり、さらには酸化物薄膜と白金電極との間の界面
特性の低下を招く等といった多くの問題点がある。
法で白金薄膜を形成した場合にも、不活性ガス雰囲気下
で蒸着する既存の方法を使用すれば、白金薄膜（白金電
極）とシリコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）との間の接着力
が良くなく、白金蒸着後の熱処理又は高誘電性酸化物薄
膜蒸着等といった後工程を経る過程でヒルロック（hill
ock ）又は気孔が発生し、回路の短絡を招いたり、又は
白金電極層上の高誘電性酸化物薄膜等の形成に不均一を
招いたり、さらには酸化物薄膜と白金電極との間の界面
特性の低下を招く等といった多くの問題点がある。
【００１７】このような白金電極（白金薄膜）に関わる
問題点を解決するために、現在一般的に使用されている
方法としては、シリコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）上にＴ
ｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質で接着層を形成し、シリコン
基板及び白金電極層間の接着力を強化するようにした方
法や、又は初めから電極物質として白金を使わないで導
電性酸化物（ＲｕＯ2 ）を使用するといった方法等があ
る。
問題点を解決するために、現在一般的に使用されている
方法としては、シリコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）上にＴ
ｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質で接着層を形成し、シリコン
基板及び白金電極層間の接着力を強化するようにした方
法や、又は初めから電極物質として白金を使わないで導
電性酸化物（ＲｕＯ2 ）を使用するといった方法等があ
る。
【００１８】後者の方法として、白金を使用せずに、電
極物質としてＩｒＯ2 ，ＲｕＯ2 、ＬＳＣＯ、ＹＢＣＯ
等の導電性酸化物を使用した場合には、電極層の表面が
平坦にならなかったり、漏洩電流が大きくなる等の問題
点が発生した。
極物質としてＩｒＯ2 ，ＲｕＯ2 、ＬＳＣＯ、ＹＢＣＯ
等の導電性酸化物を使用した場合には、電極層の表面が
平坦にならなかったり、漏洩電流が大きくなる等の問題
点が発生した。
【００１９】そこで、白金電極（白金薄膜）層及びシリ
コン基板間に接着層を形成する方法がとられている。
コン基板間に接着層を形成する方法がとられている。
【００２０】では、次に白金電極層及びシリコン基板間
に接着層を形成する場合の白金薄膜形成方法について説
明する。図１１は従来技術の白金薄膜形成方法におけ
る、マグネトロンスパッタリング法を利用した製造工程
を示すフローチャートである。図１２は、この製造工程
にて得られたシリコン基板を示す断面図である。
に接着層を形成する場合の白金薄膜形成方法について説
明する。図１１は従来技術の白金薄膜形成方法におけ
る、マグネトロンスパッタリング法を利用した製造工程
を示すフローチャートである。図１２は、この製造工程
にて得られたシリコン基板を示す断面図である。
【００２１】図１１においてシリコンウエハー１１を準
備する素子基板準備工程（ステップＳ１１）後に、この
シリコンウエハー１１上に、絶縁酸化物層である、例え
ばＳｉＯ2 薄膜の絶縁酸化物薄膜層１２を形成し（ステ
ップＳ１２）、この絶縁酸化物薄膜層１２上にＴｉ、Ｔ
ａ、ＴｉＮ等の物質で接着層１３を形成し（ステップＳ
１３）、不活性ガス（Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ）雰囲気下で、
マグネトロンスパッタリング法を利用してシリコンウエ
ハー１１の接着層１３上に白金を蒸着して白金薄膜層１
４を形成する（ステップＳ１４）。
備する素子基板準備工程（ステップＳ１１）後に、この
シリコンウエハー１１上に、絶縁酸化物層である、例え
ばＳｉＯ2 薄膜の絶縁酸化物薄膜層１２を形成し（ステ
ップＳ１２）、この絶縁酸化物薄膜層１２上にＴｉ、Ｔ
ａ、ＴｉＮ等の物質で接着層１３を形成し（ステップＳ
１３）、不活性ガス（Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ）雰囲気下で、
マグネトロンスパッタリング法を利用してシリコンウエ
ハー１１の接着層１３上に白金を蒸着して白金薄膜層１
４を形成する（ステップＳ１４）。
【００２２】このような図１１に示す白金薄膜形成方法
によれば、図１２に示すように絶縁酸化物薄膜層１２上
にＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質で接着層１３を形成する
ことにより、このＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質による接
着層１３が白金薄膜層（白金電極）１４及び絶縁酸化物
層（ＳｉＯ2 ）１２間の接着力を大きく向上させること
ができる。
によれば、図１２に示すように絶縁酸化物薄膜層１２上
にＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質で接着層１３を形成する
ことにより、このＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ等の物質による接
着層１３が白金薄膜層（白金電極）１４及び絶縁酸化物
層（ＳｉＯ2 ）１２間の接着力を大きく向上させること
ができる。
【００２３】しかしながら、このように絶縁酸化物層１
２と白金薄膜層１４との間に接着層１３を形成すると、
下部電極形成工程が複雑になるばかりでなく、これ以後
の工程である熱処理又は強誘電性酸化物の蒸着工程にお
いては、この既存の接着層１３の物質が白金の内に拡散
しながら酸素と化学反応を起こして酸化物（ＴｉＯ2、
Ｔａ2 Ｏ3 ）を形成してしまう。
２と白金薄膜層１４との間に接着層１３を形成すると、
下部電極形成工程が複雑になるばかりでなく、これ以後
の工程である熱処理又は強誘電性酸化物の蒸着工程にお
いては、この既存の接着層１３の物質が白金の内に拡散
しながら酸素と化学反応を起こして酸化物（ＴｉＯ2、
Ｔａ2 Ｏ3 ）を形成してしまう。
【００２４】また、この酸化によって、その白金表面の
照度を悪化させてしまうばかりか、白金薄膜表面の酸化
物形成による電極機能の喪失、白金薄膜のヒルロックに
よる上下部素子連結機能の喪失、さらには接着層１３と
して使用された金属の酸化物形成による接着機能の喪失
による接着力弱化等の問題点が発生した。
照度を悪化させてしまうばかりか、白金薄膜表面の酸化
物形成による電極機能の喪失、白金薄膜のヒルロックに
よる上下部素子連結機能の喪失、さらには接着層１３と
して使用された金属の酸化物形成による接着機能の喪失
による接着力弱化等の問題点が発生した。
【００２５】このように既存の方法で酸化物薄膜素子の
電極材料として白金を使用した場合には多くの問題点が
発生した。
電極材料として白金を使用した場合には多くの問題点が
発生した。
【００２６】しかしながら、このような問題点は本出願
人名義の１９９４年１１月２６日提出の韓国特許出願第
９４−３１６１８号及び１９９５年１１月８日提出の韓
国特許出願第９５−４０４５０号に開示された発明によ
り解決することができた。尚、上記韓国特許出願第９４
−３１６１８号及び第９５−４０４５０号に対応する日
本特許出願は、特願平７−３３１１４８号である。
人名義の１９９４年１１月２６日提出の韓国特許出願第
９４−３１６１８号及び１９９５年１１月８日提出の韓
国特許出願第９５−４０４５０号に開示された発明によ
り解決することができた。尚、上記韓国特許出願第９４
−３１６１８号及び第９５−４０４５０号に対応する日
本特許出願は、特願平７−３３１１４８号である。
【００２７】これら上記特許出願は、“酸素が含まれた
雰囲気下で白金蒸着を行う”といった概念を初めて該技
術分野にもたらしたものであり、一時的に“酸素が含ま
れた白金薄膜”層を形成する白金薄膜蒸着工程を遂行し
て、白金薄膜層を形成した後、加熱処理を通じて、酸素
が含まれた白金薄膜層から酸素を放出させ、純粋白金薄
膜層を形成するようにしたので、従来の技術で使用した
接着層を必要とせず、シリコン基板と白金薄膜層とを化
学的に接着することができる。従って、前述した接着層
形成による弊害を解消することができる。
雰囲気下で白金蒸着を行う”といった概念を初めて該技
術分野にもたらしたものであり、一時的に“酸素が含ま
れた白金薄膜”層を形成する白金薄膜蒸着工程を遂行し
て、白金薄膜層を形成した後、加熱処理を通じて、酸素
が含まれた白金薄膜層から酸素を放出させ、純粋白金薄
膜層を形成するようにしたので、従来の技術で使用した
接着層を必要とせず、シリコン基板と白金薄膜層とを化
学的に接着することができる。従って、前述した接着層
形成による弊害を解消することができる。
【００２８】これら特許出願の明細書にも説明されてい
るが、“酸素が含まれた雰囲気”とは、酸素又はオゾン
ガスと、不活性ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等）とが混合さ
れている雰囲気、又は少なくとも体積比１０％以上の酸
素を含む雰囲気であり、“酸素が含まれた白金薄膜”と
は、酸素が含まれた雰囲気下での白金蒸着時に、白金薄
膜層に混入された酸素が、部分的に白金酸化物を形成し
たり、又は部分的に白金層の空隙に存在する形態を称す
るものである。
るが、“酸素が含まれた雰囲気”とは、酸素又はオゾン
ガスと、不活性ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等）とが混合さ
れている雰囲気、又は少なくとも体積比１０％以上の酸
素を含む雰囲気であり、“酸素が含まれた白金薄膜”と
は、酸素が含まれた雰囲気下での白金蒸着時に、白金薄
膜層に混入された酸素が、部分的に白金酸化物を形成し
たり、又は部分的に白金層の空隙に存在する形態を称す
るものである。
【００２９】上記特許出願前における、この技術分野の
概念としては、例えば素子基板上の絶縁酸化物薄膜層に
白金薄膜を蒸着する場合、その蒸着雰囲気中に存在する
酸素は、白金薄膜の形成に際して有害な不純物であると
見做されていた。
概念としては、例えば素子基板上の絶縁酸化物薄膜層に
白金薄膜を蒸着する場合、その蒸着雰囲気中に存在する
酸素は、白金薄膜の形成に際して有害な不純物であると
見做されていた。
【００３０】しかしながら、このような概念は、前述し
た本出願人名義の特許出願に記載された発明の効果から
も、その概念自体を変えざるおえなくなってきた。
た本出願人名義の特許出願に記載された発明の効果から
も、その概念自体を変えざるおえなくなってきた。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】また、一般的に異方性
を有する物質は、その優先配向方位がどの方向にあるか
によって、その物性に大きな差異が現れてくる。
を有する物質は、その優先配向方位がどの方向にあるか
によって、その物性に大きな差異が現れてくる。
【００３２】例えば、白金薄膜を各種電子素子の下部電
極に使用する場合には、その白金薄膜の優先配向方位が
どの方向にあるかによって、この白金薄膜上に形成され
る物質、例えば強誘電性酸化物層の優先配向方位にも影
響が及び、ひいては完成時の電子素子の特性に多大な影
響を及ぼすことになる。
極に使用する場合には、その白金薄膜の優先配向方位が
どの方向にあるかによって、この白金薄膜上に形成され
る物質、例えば強誘電性酸化物層の優先配向方位にも影
響が及び、ひいては完成時の電子素子の特性に多大な影
響を及ぼすことになる。
【００３３】本来、強誘電性酸化物薄膜を利用した電子
素子を製造する場合には、下部電極層としての白金薄膜
上に形成した強誘電性酸化物薄膜は、その分極方向であ
るｃ軸方向に配向されるのが望ましい。
素子を製造する場合には、下部電極層としての白金薄膜
上に形成した強誘電性酸化物薄膜は、その分極方向であ
るｃ軸方向に配向されるのが望ましい。
【００３４】しかしながら、上記従来の白金薄膜形成方
法によれば、この白金薄膜の大部分が（１１１）方向の
優先配向性を有しているため、この（１１１）方向の優
先配向性を有する白金薄膜上に形成した強誘電性酸化物
薄膜は、その分極方向に配向されることはない。
法によれば、この白金薄膜の大部分が（１１１）方向の
優先配向性を有しているため、この（１１１）方向の優
先配向性を有する白金薄膜上に形成した強誘電性酸化物
薄膜は、その分極方向に配向されることはない。
【００３５】それゆえ、このような薄膜構造を有する電
子素子は、その性能が低下し、さらには電子素子の使用
時間が増加するに連れて、その性能が徐々に低下して行
く疲労効果が現れる一つの原因ともなり得る。
子素子は、その性能が低下し、さらには電子素子の使用
時間が増加するに連れて、その性能が徐々に低下して行
く疲労効果が現れる一つの原因ともなり得る。
【００３６】そこで、仮に下部電極として使用される白
金薄膜が（２００）方向の優先配向性を有するように形
成された場合には、この（２００）方向の優先配向性を
有する白金薄膜上に形成した強誘電性酸化物薄膜は、大
部分を分極方向であるｃ軸方向に配向させることができ
るために、完成時の電子素子の性能を著しく向上させる
と共に、疲労効果も改善することができるものと考えら
れてきている。
金薄膜が（２００）方向の優先配向性を有するように形
成された場合には、この（２００）方向の優先配向性を
有する白金薄膜上に形成した強誘電性酸化物薄膜は、大
部分を分極方向であるｃ軸方向に配向させることができ
るために、完成時の電子素子の性能を著しく向上させる
と共に、疲労効果も改善することができるものと考えら
れてきている。
【００３７】それゆえ、多くの研究者は、（２００）方
向の優先配向性を有する白金薄膜を形成する努力を行っ
てきたが、このように白金薄膜の優先配向性を調整する
のは非常に難しい。
向の優先配向性を有する白金薄膜を形成する努力を行っ
てきたが、このように白金薄膜の優先配向性を調整する
のは非常に難しい。
【００３８】そこで、現在まではＭｇＯ（１００）の格
子定数が白金と似た単結晶基板上でのみ、大部分を分極
方向であるｃ軸方向に配向させることができることが知
られているために、ＭｇＯの単結晶基板を活用すること
が考えられている。
子定数が白金と似た単結晶基板上でのみ、大部分を分極
方向であるｃ軸方向に配向させることができることが知
られているために、ＭｇＯの単結晶基板を活用すること
が考えられている。
【００３９】しかしながら、ＭｇＯのような単結晶基板
で薄膜素子を製造しようとする場合には、一般的に需要
の高まっているシリコン集積回路製造工程には適してお
らず、基板自体の加工にも多くの難点がある。このこと
からも、ＤＲＡＭ及びＦＲＡＭ等の半導体素子製造にＭ
ｇＯ単結晶基板を用いることは、あまりにも現実味をお
びていない。それゆえに、白金薄膜の活用が望まれてい
る。
で薄膜素子を製造しようとする場合には、一般的に需要
の高まっているシリコン集積回路製造工程には適してお
らず、基板自体の加工にも多くの難点がある。このこと
からも、ＤＲＡＭ及びＦＲＡＭ等の半導体素子製造にＭ
ｇＯ単結晶基板を用いることは、あまりにも現実味をお
びていない。それゆえに、白金薄膜の活用が望まれてい
る。
【００４０】しかしながら、従来の白金薄膜形成方法に
よれば、前述したように、素子基板上に形成された絶縁
酸化物層上に、大部分が（２００）方向の優先配向性を
有する白金薄膜を形成することは非常に難しいといった
問題点があった。
よれば、前述したように、素子基板上に形成された絶縁
酸化物層上に、大部分が（２００）方向の優先配向性を
有する白金薄膜を形成することは非常に難しいといった
問題点があった。
【００４１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、今まで現実できなか
った、大部分が（２００）方向の優先配向性を有する白
金薄膜を素子基板の絶縁酸化物層上に形成することがで
きる白金薄膜形成方法、その方法により製造された基
板、その基板を利用した電子素子及びその電子素子の製
造方法を提供することにある。
であり、その目的とするところは、今まで現実できなか
った、大部分が（２００）方向の優先配向性を有する白
金薄膜を素子基板の絶縁酸化物層上に形成することがで
きる白金薄膜形成方法、その方法により製造された基
板、その基板を利用した電子素子及びその電子素子の製
造方法を提供することにある。
【００４２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の白金薄膜形成方法は、素子基板の表面に絶縁
酸化物層を形成する絶縁酸化物形成工程と、絶縁酸化物
層が形成された素子基板を常温から７００℃までの温度
で加熱し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を
蒸着することにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含ま
れた白金層を形成する酸化雰囲気蒸着処理工程と、この
素子基板を４００℃から１０００℃までの温度で加熱す
ることにより、酸素が含まれた白金層から酸素を除去し
て、この白金層を酸素を含まない純粋白金層に転換する
加熱処理工程とを有する白金薄膜形成方法であって、こ
の純粋白金層において、次式で得られる（２００）方向
の優先配向度が、
に本発明の白金薄膜形成方法は、素子基板の表面に絶縁
酸化物層を形成する絶縁酸化物形成工程と、絶縁酸化物
層が形成された素子基板を常温から７００℃までの温度
で加熱し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を
蒸着することにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含ま
れた白金層を形成する酸化雰囲気蒸着処理工程と、この
素子基板を４００℃から１０００℃までの温度で加熱す
ることにより、酸素が含まれた白金層から酸素を除去し
て、この白金層を酸素を含まない純粋白金層に転換する
加熱処理工程とを有する白金薄膜形成方法であって、こ
の純粋白金層において、次式で得られる（２００）方向
の優先配向度が、
【００４３】
【数５】 ９０％以上であることを特徴とする。
【００４４】また、本発明の白金薄膜形成方法により製
造された基板は、素子基板と、この素子基板の表面に形
成された絶縁酸化物層と、この絶縁酸化物層が形成され
た素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱し、か
つ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着すること
により、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白金層を
形成し、この素子基板を４００℃から１０００℃までの
温度で加熱して、酸素が含まれた白金層から酸素を除去
することにより形成した酸素を含まない純粋白金層とを
有する基板であって、前記純粋白金層において、次式で
得られる（２００）方向の優先配向度が、
造された基板は、素子基板と、この素子基板の表面に形
成された絶縁酸化物層と、この絶縁酸化物層が形成され
た素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱し、か
つ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着すること
により、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白金層を
形成し、この素子基板を４００℃から１０００℃までの
温度で加熱して、酸素が含まれた白金層から酸素を除去
することにより形成した酸素を含まない純粋白金層とを
有する基板であって、前記純粋白金層において、次式で
得られる（２００）方向の優先配向度が、
【００４５】
【数６】 ９０％以上であることを特徴とする。
【００４６】前記素子基板は、コスト的にも安価で、し
かも簡単に手に入れることができることから考えても、
半導体分野で主に使用されるシリコン基板が一番望まし
いが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｍｇ
Ｏ、ＳｒＴｉＯ3 又はサファイア等といった単結晶材料
からなる単結晶基板、アルミナ又はダイヤモンド等とい
った多結晶材料からなる多結晶基板、又は、薄膜センサ
素子製造時に利用される金属基板であっても良いことは
言うまでもない。
かも簡単に手に入れることができることから考えても、
半導体分野で主に使用されるシリコン基板が一番望まし
いが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｍｇ
Ｏ、ＳｒＴｉＯ3 又はサファイア等といった単結晶材料
からなる単結晶基板、アルミナ又はダイヤモンド等とい
った多結晶材料からなる多結晶基板、又は、薄膜センサ
素子製造時に利用される金属基板であっても良いことは
言うまでもない。
【００４７】前記絶縁酸化物層は、例えばＳｉＯ2 、ア
ルミナ、ＭｇＯ又はガラス等といった誘電体材料であれ
ば良い。
ルミナ、ＭｇＯ又はガラス等といった誘電体材料であれ
ば良い。
【００４８】前記絶縁酸化物形成工程は、素子基板上に
絶縁酸化物層を形成する工程であるが、熱酸化法、湿式
酸化法又はＣＶＤ法(chemical vapor deposition metho
d)等といった絶縁酸化物形成方法を用いるようにすれば
良い。
絶縁酸化物層を形成する工程であるが、熱酸化法、湿式
酸化法又はＣＶＤ法(chemical vapor deposition metho
d)等といった絶縁酸化物形成方法を用いるようにすれば
良い。
【００４９】前記酸化雰囲気蒸着処理工程における素子
基板の温度は、常温から７００℃までの間が有効である
が、特に３００℃から７００℃までの間の温度に維持さ
れることが望ましい。
基板の温度は、常温から７００℃までの間が有効である
が、特に３００℃から７００℃までの間の温度に維持さ
れることが望ましい。
【００５０】前記酸化雰囲気とは、例えば不活性ガス
（Ａｒ）と、５％から１５％の圧力比で酸素又はオゾン
ガスとが混合されている雰囲気が望ましい。但し、この
場合には、その雰囲気で酸素が含まれた白金薄膜を形成
するとき、素子基板が常温から７００℃の温度範囲に維
持されるべきであり、この範囲を外れた温度でも従来の
ものとは比べものにならない程度に、その大部分が（２
００）方向に優先配向された白金薄膜を得られる。
（Ａｒ）と、５％から１５％の圧力比で酸素又はオゾン
ガスとが混合されている雰囲気が望ましい。但し、この
場合には、その雰囲気で酸素が含まれた白金薄膜を形成
するとき、素子基板が常温から７００℃の温度範囲に維
持されるべきであり、この範囲を外れた温度でも従来の
ものとは比べものにならない程度に、その大部分が（２
００）方向に優先配向された白金薄膜を得られる。
【００５１】しかしながら、次に示すような下記式で定
義される（２００）方向の優先配向度ｆ200 が９０％以
上になるためには、前述した常温から７００℃までの温
度範囲で素子基板を加熱すべきである。
義される（２００）方向の優先配向度ｆ200 が９０％以
上になるためには、前述した常温から７００℃までの温
度範囲で素子基板を加熱すべきである。
【００５２】
【数７】 また、前記酸化雰囲気蒸着処理工程における、素子基板
の絶縁酸化物層上に白金層を形成する方法としては、例
えばＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、真空蒸
着法、ＭＯＣＶＤ法、又はイオンメッキ法等といった蒸
着方法を用いれば良い。
の絶縁酸化物層上に白金層を形成する方法としては、例
えばＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、真空蒸
着法、ＭＯＣＶＤ法、又はイオンメッキ法等といった蒸
着方法を用いれば良い。
【００５３】本願発明者の反復試験によると、前述した
種類の素子基板上に前述した種類の酸化物絶縁層を形成
した後、その素子基板を常温から７００℃の温度に加熱
維持した状態で、酸素が含まれたガス雰囲気で酸素が含
まれた白金薄膜を蒸着させた後、これを加熱処理するこ
とにより、従来の如何なる方法でも到達できない程度に
（２００）方向の優先配向性を有するばかりでなく、そ
の微細組織においても従来の方法で現れた気孔又はヒル
ロックは発生しないことが判明した。
種類の素子基板上に前述した種類の酸化物絶縁層を形成
した後、その素子基板を常温から７００℃の温度に加熱
維持した状態で、酸素が含まれたガス雰囲気で酸素が含
まれた白金薄膜を蒸着させた後、これを加熱処理するこ
とにより、従来の如何なる方法でも到達できない程度に
（２００）方向の優先配向性を有するばかりでなく、そ
の微細組織においても従来の方法で現れた気孔又はヒル
ロックは発生しないことが判明した。
【００５４】また、広い面積に均一に白金を蒸着して、
シリコン基板と白金薄膜との間の接着力を強化したの
で、前述の接着層を必要とせず、ひいては後工程におけ
る拡散の問題点をも解消することができるものと判明し
た。
シリコン基板と白金薄膜との間の接着力を強化したの
で、前述の接着層を必要とせず、ひいては後工程におけ
る拡散の問題点をも解消することができるものと判明し
た。
【００５５】従って、このような試験によると、素子基
板の温度を３００℃〜７００℃の範囲に維持して白金蒸
着を行うと、（２００）方向の優先配向度及び白金薄膜
組織の物性においても、より良好な結果が得られた。
板の温度を３００℃〜７００℃の範囲に維持して白金蒸
着を行うと、（２００）方向の優先配向度及び白金薄膜
組織の物性においても、より良好な結果が得られた。
【００５６】このように本発明の白金薄膜形成方法によ
れば、ヒルロック又は気孔が発生しない、今まで実現で
きなかった、大部分が（２００）方向の優先配向性を有
する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層
上に形成することができる。
れば、ヒルロック又は気孔が発生しない、今まで実現で
きなかった、大部分が（２００）方向の優先配向性を有
する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層
上に形成することができる。
【００５７】また、本発明の白金薄膜形成方法により製
造された基板によれば、大部分が（２００）方向の優先
配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶
縁酸化物層上に形成するようにしたので、ヒルロック又
は気孔が発生することはなく、しかも、例えば後工程で
行われる、この白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜を、その分極方向に確実に配向することができる。
造された基板によれば、大部分が（２００）方向の優先
配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶
縁酸化物層上に形成するようにしたので、ヒルロック又
は気孔が発生することはなく、しかも、例えば後工程で
行われる、この白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜を、その分極方向に確実に配向することができる。
【００５８】また、上記目的を達成するために本発明の
電子素子の製造方法は、素子基板の表面に絶縁酸化物層
を形成する絶縁酸化物形成工程と、絶縁酸化物層が形成
された素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱
し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着す
ることにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白
金層を形成する酸化雰囲気蒸着処理工程と、この素子基
板を４００℃から１０００℃までの温度で加熱すること
により、酸素が含まれた白金層から酸素を除去して、こ
の白金層を酸素を含まない純粋白金層に転換する加熱処
理工程と、この素子基板の純粋白金層上に、シリコン集
積回路用薄膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄
膜の内、いずれか一つ以上の薄膜を形成する薄膜形成処
理工程とを有する電子素子の製造方法であって、前記純
粋白金層において、次式で得られる（２００）方向の優
先配向度が、
電子素子の製造方法は、素子基板の表面に絶縁酸化物層
を形成する絶縁酸化物形成工程と、絶縁酸化物層が形成
された素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱
し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着す
ることにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白
金層を形成する酸化雰囲気蒸着処理工程と、この素子基
板を４００℃から１０００℃までの温度で加熱すること
により、酸素が含まれた白金層から酸素を除去して、こ
の白金層を酸素を含まない純粋白金層に転換する加熱処
理工程と、この素子基板の純粋白金層上に、シリコン集
積回路用薄膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄
膜の内、いずれか一つ以上の薄膜を形成する薄膜形成処
理工程とを有する電子素子の製造方法であって、前記純
粋白金層において、次式で得られる（２００）方向の優
先配向度が、
【００５９】
【数８】 ９０％以上であることを特徴とする。
【００６０】また、本発明の電子素子の製造方法により
製造された電子素子は、素子基板と、この素子基板の表
面に形成された絶縁酸化物層と、この絶縁酸化物層が形
成された素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱
し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着す
ることにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白
金層を形成し、この素子基板を４００℃から１０００℃
までの温度で加熱して、酸素が含まれた白金層から酸素
を除去することにより形成した酸素を含まない純粋白金
層と、この純粋白金層上に形成されたシリコン集積回路
用薄膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄膜の
内、いづれか一つ以上の薄膜とを有する電子素子であっ
て、前記純粋白金層において、次式で得られる（２０
０）方向の優先配向度が、
製造された電子素子は、素子基板と、この素子基板の表
面に形成された絶縁酸化物層と、この絶縁酸化物層が形
成された素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱
し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着す
ることにより、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白
金層を形成し、この素子基板を４００℃から１０００℃
までの温度で加熱して、酸素が含まれた白金層から酸素
を除去することにより形成した酸素を含まない純粋白金
層と、この純粋白金層上に形成されたシリコン集積回路
用薄膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄膜の
内、いづれか一つ以上の薄膜とを有する電子素子であっ
て、前記純粋白金層において、次式で得られる（２０
０）方向の優先配向度が、
【００６１】
【数９】 ９０％以上であることを特徴とする。
【００６２】前記強誘電性薄膜は、例えばＢＴ（ＢａＴ
ｉＯ3 ），ＰＴ（ＰｂＴｉＯ3 ），ＰＺＴ（ＰｂＺｒ
1-x Ｔｉx Ｏ3 ），ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｚｒ1-y
ＴｉyＯ3 ），ＢＳＴ（Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 ）とい
った群から選択されたいずれか一つの以上の物質から構
成された薄膜である。
ｉＯ3 ），ＰＴ（ＰｂＴｉＯ3 ），ＰＺＴ（ＰｂＺｒ
1-x Ｔｉx Ｏ3 ），ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｚｒ1-y
ＴｉyＯ3 ），ＢＳＴ（Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 ）とい
った群から選択されたいずれか一つの以上の物質から構
成された薄膜である。
【００６３】従って、本発明の電子素子の製造方法によ
れば、その大部分が（２００）の方向の優先配向性を有
する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層
上に形成するようにしたので、この白金薄膜上にシリコ
ン集積回路用薄膜、高誘電性薄膜、強誘電性薄膜、圧電
体薄膜又は誘電体薄膜のいずれかの薄膜を形成する薄膜
形成処理工程を施したとしても、この白金薄膜上に形成
された薄膜を分極方向に確実に配向することができる。
れば、その大部分が（２００）の方向の優先配向性を有
する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層
上に形成するようにしたので、この白金薄膜上にシリコ
ン集積回路用薄膜、高誘電性薄膜、強誘電性薄膜、圧電
体薄膜又は誘電体薄膜のいずれかの薄膜を形成する薄膜
形成処理工程を施したとしても、この白金薄膜上に形成
された薄膜を分極方向に確実に配向することができる。
【００６４】それゆえに、本発明の電子素子の製造方法
により製造された電子素子によれば、その後のエッチン
グ又はリソグラフィー等の公知の回路パターン形成工程
を経て、電子素子、例えばＦＲＡＭ等の半導体素子又は
薄膜センサ素子を形成することにより、完成時の電子素
子の性能を著しく向上させると共に、疲労効果も改善す
ることができる。
により製造された電子素子によれば、その後のエッチン
グ又はリソグラフィー等の公知の回路パターン形成工程
を経て、電子素子、例えばＦＲＡＭ等の半導体素子又は
薄膜センサ素子を形成することにより、完成時の電子素
子の性能を著しく向上させると共に、疲労効果も改善す
ることができる。
【００６５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の白
金薄膜形成方法、その方法により製造された基板、その
基板を利用した電子素子、又は、その電子素子の製造方
法について具体的に説明する。図１は本発明の白金薄膜
形成方法におけるDC/RF マグネトロンスパッタリング法
を利用した製造工程を示すフローチャートである。図２
は本発明の白金薄膜形成方法により形成されたシリコン
基板を示す断面図である。
金薄膜形成方法、その方法により製造された基板、その
基板を利用した電子素子、又は、その電子素子の製造方
法について具体的に説明する。図１は本発明の白金薄膜
形成方法におけるDC/RF マグネトロンスパッタリング法
を利用した製造工程を示すフローチャートである。図２
は本発明の白金薄膜形成方法により形成されたシリコン
基板を示す断面図である。
【００６６】図１において素子基板であるシリコンウエ
ハー１１を準備する素子基板準備工程（ステップＳ１）
後に、このシリコンウエハー１１上に、絶縁酸化物層で
ある、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2 ）薄膜の絶縁酸
化物薄膜層１２を形成する（ステップＳ２；絶縁酸化物
形成工程）。尚、このステップＳ２における絶縁酸化物
薄膜層１２は熱酸化法、湿式酸化法及びＣＶＤ法(chemi
cal vapor depositionmethod)の中で、いずれの方法を
使用しても良い。
ハー１１を準備する素子基板準備工程（ステップＳ１）
後に、このシリコンウエハー１１上に、絶縁酸化物層で
ある、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2 ）薄膜の絶縁酸
化物薄膜層１２を形成する（ステップＳ２；絶縁酸化物
形成工程）。尚、このステップＳ２における絶縁酸化物
薄膜層１２は熱酸化法、湿式酸化法及びＣＶＤ法(chemi
cal vapor depositionmethod)の中で、いずれの方法を
使用しても良い。
【００６７】ステップＳ２にてシリコンウエハー１１上
に絶縁酸化物薄膜層１２を形成すると、酸化雰囲気下
で、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法を利用し
て絶縁酸化物薄膜層１２上に白金を蒸着することによ
り、酸素が含まれた白金薄膜層（白金層）を形成する
（ステップＳ３；酸化雰囲気蒸着処理工程）。
に絶縁酸化物薄膜層１２を形成すると、酸化雰囲気下
で、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法を利用し
て絶縁酸化物薄膜層１２上に白金を蒸着することによ
り、酸素が含まれた白金薄膜層（白金層）を形成する
（ステップＳ３；酸化雰囲気蒸着処理工程）。
【００６８】尚、前記酸化雰囲気とは、不活性ガス（Ａ
ｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等）と、酸素又はオゾンガスとからなる
混合ガスである。また、ステップＳ３の酸化雰囲気蒸着
処理工程の素子基板温度は、常温から７００℃までの温
度範囲に維持されることが望ましい。
ｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等）と、酸素又はオゾンガスとからなる
混合ガスである。また、ステップＳ３の酸化雰囲気蒸着
処理工程の素子基板温度は、常温から７００℃までの温
度範囲に維持されることが望ましい。
【００６９】ステップＳ３にて絶縁酸化物薄膜層１２上
に、酸素が含まれた白金薄膜層を形成した後、これを電
気炉で４００℃〜１０００℃の温度で加熱処理を施すこ
とにより、前記酸素が含まれた白金薄膜層から酸素を放
出させ、酸素を含まぬ白金薄膜層、すなわち純粋白金薄
膜層（純粋白金層）１５を形成する（ステップＳ４；加
熱処理工程）。
に、酸素が含まれた白金薄膜層を形成した後、これを電
気炉で４００℃〜１０００℃の温度で加熱処理を施すこ
とにより、前記酸素が含まれた白金薄膜層から酸素を放
出させ、酸素を含まぬ白金薄膜層、すなわち純粋白金薄
膜層（純粋白金層）１５を形成する（ステップＳ４；加
熱処理工程）。
【００７０】このステップＳ４の加熱処理工程は、白金
薄膜を安定化させるための工程であり、所望の微細構造
に応じて、この加熱処理に関わる温度及び時間が定めら
れる。
薄膜を安定化させるための工程であり、所望の微細構造
に応じて、この加熱処理に関わる温度及び時間が定めら
れる。
【００７１】図２に示すように、このような工程にて得
られたシリコン基板は、前述したように酸化雰囲気下で
形成された酸素を含む白金薄膜層と、絶縁酸化物薄膜層
１２を形成した素子基板１１、シリコン基板（ＳｉＯ2
／Ｓｉ，Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ，ＭｇＯ／Ｓｉ，ガラス）と
の間の接着力が優秀であることは前述した本出願人名義
の特許出願に開示された通りである。
られたシリコン基板は、前述したように酸化雰囲気下で
形成された酸素を含む白金薄膜層と、絶縁酸化物薄膜層
１２を形成した素子基板１１、シリコン基板（ＳｉＯ2
／Ｓｉ，Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ，ＭｇＯ／Ｓｉ，ガラス）と
の間の接着力が優秀であることは前述した本出願人名義
の特許出願に開示された通りである。
【００７２】ところが、驚くべきことに、後述する実施
例からも分かるように、本発明の方法で形成したシリコ
ン基板の純粋白金薄膜層１５は、図３及び図４に示すよ
うに（２００）方向の優先配向性を有することが判明し
た。
例からも分かるように、本発明の方法で形成したシリコ
ン基板の純粋白金薄膜層１５は、図３及び図４に示すよ
うに（２００）方向の優先配向性を有することが判明し
た。
【００７３】さらには、その微細構造においても、図７
及び図８に示すように気孔又はヒルロックが事実上を存
在しないばかりか、粒子の大きさを図７に示すように大
きくするか、又は図８に示すように小さくすることがで
きることも判明した。尚、ここでは、特に説明の便宜
上、シリコン基板を代表的な例として説明しているが、
前述したように他の種類の単結晶材料、多結晶材料や金
属材料の基板であっても、その素子基板上に絶縁酸化物
層が形成されているのであれば、実質的に同一の効果を
得られることは言うまでもない。
及び図８に示すように気孔又はヒルロックが事実上を存
在しないばかりか、粒子の大きさを図７に示すように大
きくするか、又は図８に示すように小さくすることがで
きることも判明した。尚、ここでは、特に説明の便宜
上、シリコン基板を代表的な例として説明しているが、
前述したように他の種類の単結晶材料、多結晶材料や金
属材料の基板であっても、その素子基板上に絶縁酸化物
層が形成されているのであれば、実質的に同一の効果を
得られることは言うまでもない。
【００７４】このように本発明の特徴及び長所をより明
らかにするために、各実施例ｉ）及びｉｉ）の実験結果
について説明する。
らかにするために、各実施例ｉ）及びｉｉ）の実験結果
について説明する。
【００７５】実施例ｉ） まず、実施例ｉ）においては図１に示すステップＳ２の
絶縁酸化物形成工程にて、４インチシリコンウエハーの
表面上に湿式酸化方法を利用して約３０００オングスト
ロームの絶縁酸化薄膜層（ＳｉＯ2 ；シリコン酸化膜）
を形成することによりシリコン基板を形成する。
絶縁酸化物形成工程にて、４インチシリコンウエハーの
表面上に湿式酸化方法を利用して約３０００オングスト
ロームの絶縁酸化薄膜層（ＳｉＯ2 ；シリコン酸化膜）
を形成することによりシリコン基板を形成する。
【００７６】次にステップＳ３の酸化雰囲気蒸着処理工
程にて、このシリコン基板（絶縁酸化薄膜層側）上に、
次のような条件で約６０００オングストロームの酸素が
含まれた白金薄膜層を形成する。
程にて、このシリコン基板（絶縁酸化薄膜層側）上に、
次のような条件で約６０００オングストロームの酸素が
含まれた白金薄膜層を形成する。
【００７７】（条件） 白金ターゲットの純度；９９．９９％ 白金ターゲットの直径；４インチ 基礎真空；２ｘ１０-6Ｔｏｒｒ 蒸着雰囲気；Ａｒ＋Ｏ2 （Ａｒ／Ｏ2 圧力比；９／
１） 基板温度；常温 基板回転速度；５ｒｐｍ スパッタリング電力；２００ｗ ターゲットと基板との距離；１３ｃｍ このような条件で酸化雰囲気蒸着処理工程を行う場合、
真空容器内部に酸素とアルゴンガスをスパッタリングガ
スで注入しながら、白金ターゲットに陰（−）電圧をか
けると、陽（＋）にイオン化されたアルゴンイオンが高
いエネルギーで加速され、白金ターゲットに衝突するこ
とにより、白金原子が飛び出して酸素と共に、シリコン
基板上に移動して酸素が含まれた白金薄膜層を形成する
ものである。尚、この酸素が含まれた白金薄膜層は、シ
リコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）への接着力が大変優秀で
ある。
１） 基板温度；常温 基板回転速度；５ｒｐｍ スパッタリング電力；２００ｗ ターゲットと基板との距離；１３ｃｍ このような条件で酸化雰囲気蒸着処理工程を行う場合、
真空容器内部に酸素とアルゴンガスをスパッタリングガ
スで注入しながら、白金ターゲットに陰（−）電圧をか
けると、陽（＋）にイオン化されたアルゴンイオンが高
いエネルギーで加速され、白金ターゲットに衝突するこ
とにより、白金原子が飛び出して酸素と共に、シリコン
基板上に移動して酸素が含まれた白金薄膜層を形成する
ものである。尚、この酸素が含まれた白金薄膜層は、シ
リコン基板（ＳｉＯ2 ／Ｓｉ）への接着力が大変優秀で
ある。
【００７８】次にステップＳ４の加熱処理工程にて“酸
素が含まれた白金薄膜層”が形成されたシリコン基板を
電気炉で８００℃又は１０００℃の温度で２時間の加熱
処理を施すことにより、酸素が含まれた白金薄膜層から
酸素を除去して純粋白金薄膜層を形成する。
素が含まれた白金薄膜層”が形成されたシリコン基板を
電気炉で８００℃又は１０００℃の温度で２時間の加熱
処理を施すことにより、酸素が含まれた白金薄膜層から
酸素を除去して純粋白金薄膜層を形成する。
【００７９】尚、ここで説明しておくが、後述する表１
に記載の試片１＃は、この実施例ｉ）の方法にしたがっ
て、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲気）下で、
シリコン基板の基板温度を常温に維持しながら、このシ
リコン基板に対して白金を蒸着し、この白金を蒸着した
シリコン基板を電気炉で、２時間の間、８００℃の加熱
処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜層の特性を示
す実験結果である。
に記載の試片１＃は、この実施例ｉ）の方法にしたがっ
て、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲気）下で、
シリコン基板の基板温度を常温に維持しながら、このシ
リコン基板に対して白金を蒸着し、この白金を蒸着した
シリコン基板を電気炉で、２時間の間、８００℃の加熱
処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜層の特性を示
す実験結果である。
【００８０】また、試片２＃も同様、実施例ｉ）の方法
にしたがって、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲
気）下で、シリコン基板の基板温度を常温に維持しなが
ら、このシリコン基板に対して白金を蒸着し、この白金
を蒸着したシリコン基板を電気炉で、２時間の間、１０
００℃の加熱処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜
層の特性を示す実験結果である。
にしたがって、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲
気）下で、シリコン基板の基板温度を常温に維持しなが
ら、このシリコン基板に対して白金を蒸着し、この白金
を蒸着したシリコン基板を電気炉で、２時間の間、１０
００℃の加熱処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜
層の特性を示す実験結果である。
【００８１】実施例ｉｉ） また、実施例ｉｉ）においては図１に示すステップＳ２
の絶縁酸化物形成工程にて、４インチシリコンウエハー
の表面上に湿式酸化方法を利用して約３０００オングス
トロームの絶縁酸化薄膜層（ＳｉＯ2 ；シリコン酸化
膜）を形成することによりシリコン基板を形成する。
の絶縁酸化物形成工程にて、４インチシリコンウエハー
の表面上に湿式酸化方法を利用して約３０００オングス
トロームの絶縁酸化薄膜層（ＳｉＯ2 ；シリコン酸化
膜）を形成することによりシリコン基板を形成する。
【００８２】次にステップＳ３の酸化雰囲気蒸着処理工
程にて、このシリコン基板（絶縁酸化薄膜層側）上に、
次のような条件で約３０００オングストロームの酸素が
含まれた白金薄膜層を形成する。
程にて、このシリコン基板（絶縁酸化薄膜層側）上に、
次のような条件で約３０００オングストロームの酸素が
含まれた白金薄膜層を形成する。
【００８３】（条件） 白金ターゲットの純度；９９．９９％ 白金ターゲットの直径；４インチ 基礎真空；２ｘ１０-6Ｔｏｒｒ 蒸着雰囲気；Ａｒ＋Ｏ2 （Ａｒ／Ｏ2 圧力比；９／
１） 基板温度；３００℃ 基板回転速度；５ｒｐｍ スパッタリング電力；１３０ｗ ターゲットと基板との距離；１５ｃｍ このような条件で酸化雰囲気蒸着処理工程を行うもので
あり、シリコン基板上に酸素が含まれた白金薄膜層を形
成する。
１） 基板温度；３００℃ 基板回転速度；５ｒｐｍ スパッタリング電力；１３０ｗ ターゲットと基板との距離；１５ｃｍ このような条件で酸化雰囲気蒸着処理工程を行うもので
あり、シリコン基板上に酸素が含まれた白金薄膜層を形
成する。
【００８４】次にステップＳ４の加熱処理工程にて“酸
素が含まれた白金薄膜層”が形成されたシリコン基板を
電気炉で、４００℃の温度で２時間の加熱処理、又は７
００℃の温度で１時間の加熱処理を施すことにより、酸
素が含まれた白金薄膜層から酸素を除去して純粋白金薄
膜層を形成する。
素が含まれた白金薄膜層”が形成されたシリコン基板を
電気炉で、４００℃の温度で２時間の加熱処理、又は７
００℃の温度で１時間の加熱処理を施すことにより、酸
素が含まれた白金薄膜層から酸素を除去して純粋白金薄
膜層を形成する。
【００８５】尚、ここで説明しておくが、後述する表１
に記載の試片３＃は、実施例ｉｉ）の方法にしたがっ
て、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲気）下で、
シリコン基板の基板温度を３００℃に維持しながら、こ
のシリコン基板に対して白金を蒸着し、この白金を蒸着
したシリコン基板を電気炉で、２時間の間、４００℃の
加熱処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜層の特性
を示す実験結果である。
に記載の試片３＃は、実施例ｉｉ）の方法にしたがっ
て、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰囲気）下で、
シリコン基板の基板温度を３００℃に維持しながら、こ
のシリコン基板に対して白金を蒸着し、この白金を蒸着
したシリコン基板を電気炉で、２時間の間、４００℃の
加熱処理を施した場合に得られる純粋白金薄膜層の特性
を示す実験結果である。
【００８６】また、試片４＃も同様、実施例ｉｉ）の方
法にしたがって、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰
囲気）下で、シリコン基板の基板温度を３００℃に維持
しながら、このシリコン基板に対して白金を蒸着し、こ
の白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時間の
間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られる純粋白
金薄膜層の特性を示す実験結果である。
法にしたがって、Ａｒ＋Ｏ2 の混合ガス雰囲気（酸化雰
囲気）下で、シリコン基板の基板温度を３００℃に維持
しながら、このシリコン基板に対して白金を蒸着し、こ
の白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時間の
間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られる純粋白
金薄膜層の特性を示す実験結果である。
【００８７】では、これら各実施例ｉ）及びｉｉ）にて
得られた試片及び比較例にて得られた試片との比較結果
について説明する。
得られた試片及び比較例にて得られた試片との比較結果
について説明する。
【００８８】比較例）において、後述する表１記載の試
片５＃は、既存の方法にしたがって、アルゴンガス雰囲
気（不活性ガス雰囲気）下で接着層としてのＴｉをシリ
コン基板に蒸着した後、さらにアルゴンガス雰囲気（不
活性ガス雰囲気）下で、シリコン基板の基板温度を常温
に維持しながら、このシリコン基板に白金を蒸着し、こ
の白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時間の
間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られた白金薄
膜層の特性を示す実験結果である。
片５＃は、既存の方法にしたがって、アルゴンガス雰囲
気（不活性ガス雰囲気）下で接着層としてのＴｉをシリ
コン基板に蒸着した後、さらにアルゴンガス雰囲気（不
活性ガス雰囲気）下で、シリコン基板の基板温度を常温
に維持しながら、このシリコン基板に白金を蒸着し、こ
の白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時間の
間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られた白金薄
膜層の特性を示す実験結果である。
【００８９】また、後述する表１記載の試片６＃は、ア
ルゴンガス雰囲気下で、接着層なしのシリコン基板に対
し、その基板温度を常温に維持しながら、白金を蒸着
し、この白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時
間の間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られる白
金薄膜層の特性を示す実験結果である。
ルゴンガス雰囲気下で、接着層なしのシリコン基板に対
し、その基板温度を常温に維持しながら、白金を蒸着
し、この白金を蒸着したシリコン基板を電気炉で、１時
間の間、７００℃の加熱処理を施した場合に得られる白
金薄膜層の特性を示す実験結果である。
【００９０】では、各試片の実験結果を（表１）に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００９１】
【表１】 各試片の実験結果の項目には（２００）方向の優先配向
度ｆ200 、非抵抗値、及び、気孔又はヒルロックの有無
がある。尚、表中の“○”は気孔又はヒルロックが発生
したこと、“×”は気孔又はヒルロックが発生しなかっ
たことを示す。また、前記非抵抗値は４点探針法で測定
した面抵抗値とスタイラス法で測定した厚さから計算す
るものである。
度ｆ200 、非抵抗値、及び、気孔又はヒルロックの有無
がある。尚、表中の“○”は気孔又はヒルロックが発生
したこと、“×”は気孔又はヒルロックが発生しなかっ
たことを示す。また、前記非抵抗値は４点探針法で測定
した面抵抗値とスタイラス法で測定した厚さから計算す
るものである。
【００９２】この表１に示すデータ結果及び図３乃至図
６に示す配向特性を示すＸ線解析パターン図からも明ら
かなように、試片１＃（図３）、試片２＃、試片３＃及
び試片４＃（図４）は、実施例ｉ）又はｉｉ）の方法で
シリコン基板上に形成した純粋白金薄膜層は、いずれも
（２００）方向の優先配向度が９０％以上と高いのに対
し、試片５＃及び試片６＃は既存の方法でシリコン基板
上に形成した白金薄膜層は、（２００）方向の優先配向
度が非常に低く、ほとんどが（１１１）方向に優先配向
されているいことが判明した。
６に示す配向特性を示すＸ線解析パターン図からも明ら
かなように、試片１＃（図３）、試片２＃、試片３＃及
び試片４＃（図４）は、実施例ｉ）又はｉｉ）の方法で
シリコン基板上に形成した純粋白金薄膜層は、いずれも
（２００）方向の優先配向度が９０％以上と高いのに対
し、試片５＃及び試片６＃は既存の方法でシリコン基板
上に形成した白金薄膜層は、（２００）方向の優先配向
度が非常に低く、ほとんどが（１１１）方向に優先配向
されているいことが判明した。
【００９３】さらに微細構造においても、実施例ｉ）又
はｉｉ）の方法でシリコン基板上に形成した純粋白金薄
膜層の表面には、図７（試片１）及び図８（試片４）に
示す電子顕微鏡の写真代用図からも分かるように、気孔
又はヒルロックが事実上存在しないのに対して、既存の
方法でシリコン基板上に形成した白金薄膜層の表面に
は、図９（試片５）及び図１０（試片６）に示すように
気孔又はヒルロックが発生していることが判明した。
はｉｉ）の方法でシリコン基板上に形成した純粋白金薄
膜層の表面には、図７（試片１）及び図８（試片４）に
示す電子顕微鏡の写真代用図からも分かるように、気孔
又はヒルロックが事実上存在しないのに対して、既存の
方法でシリコン基板上に形成した白金薄膜層の表面に
は、図９（試片５）及び図１０（試片６）に示すように
気孔又はヒルロックが発生していることが判明した。
【００９４】また、発明者の反復された実験結果による
と、本発明による方法で製造された純粋白金薄膜層の微
細構造においても、図７及び図８に示すように粒子の大
きさを所望の大きさにすることができることが明らかに
なった。
と、本発明による方法で製造された純粋白金薄膜層の微
細構造においても、図７及び図８に示すように粒子の大
きさを所望の大きさにすることができることが明らかに
なった。
【００９５】
【発明の効果】上記のように構成された本発明の白金薄
膜形成方法によれば、ヒルロック又は気孔が発生しな
い、今まで実現できなかった、大部分が（２００）方向
の優先配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基
板の絶縁酸化物層上に形成することができる。
膜形成方法によれば、ヒルロック又は気孔が発生しな
い、今まで実現できなかった、大部分が（２００）方向
の優先配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基
板の絶縁酸化物層上に形成することができる。
【００９６】また、本発明の白金薄膜形成方法により製
造された基板によれば、大部分が（２００）方向の優先
配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶
縁酸化物層上に形成するようにしたので、ヒルロック又
は気孔が発生することはなく、しかも、例えば後工程で
行われる、この白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜を、その分極方向に確実に配向することができる。
造された基板によれば、大部分が（２００）方向の優先
配向性を有する白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶
縁酸化物層上に形成するようにしたので、ヒルロック又
は気孔が発生することはなく、しかも、例えば後工程で
行われる、この白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜を、その分極方向に確実に配向することができる。
【００９７】また、本発明の電子素子の製造方法によれ
ば、その大部分が（２００）の方向の優先配向性を有す
る白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層上
に形成するようにしたので、この白金薄膜上にシリコン
集積回路用薄膜、高誘電性薄膜、強誘電性薄膜、圧電体
薄膜又は誘電体薄膜のいずれかの薄膜を形成する薄膜形
成処理工程を施したとしても、この白金薄膜上に形成さ
れた薄膜を分極方向に確実に配向することができる。
ば、その大部分が（２００）の方向の優先配向性を有す
る白金薄膜（純粋白金層）を素子基板の絶縁酸化物層上
に形成するようにしたので、この白金薄膜上にシリコン
集積回路用薄膜、高誘電性薄膜、強誘電性薄膜、圧電体
薄膜又は誘電体薄膜のいずれかの薄膜を形成する薄膜形
成処理工程を施したとしても、この白金薄膜上に形成さ
れた薄膜を分極方向に確実に配向することができる。
【００９８】それゆえに、本発明の電子素子の製造方法
により製造された電子素子によれば、その後のエッチン
グ又はリソグラフィー等の公知の回路パターン形成工程
を経て、電子素子、例えばＦＲＡＭ等の半導体素子又は
薄膜センサ素子を形成することにより、完成時の電子素
子の性能を著しく向上させると共に、疲労効果も改善す
ることができる。
により製造された電子素子によれば、その後のエッチン
グ又はリソグラフィー等の公知の回路パターン形成工程
を経て、電子素子、例えばＦＲＡＭ等の半導体素子又は
薄膜センサ素子を形成することにより、完成時の電子素
子の性能を著しく向上させると共に、疲労効果も改善す
ることができる。
【図１】本発明の白金薄膜形成方法における、DC/RF マ
グネトロンスパッタリング法を利用した製造工程を示す
フローチャートである。
グネトロンスパッタリング法を利用した製造工程を示す
フローチャートである。
【図２】本発明の白金薄膜形成方法により形成されたシ
リコン基板を示す断面図である。
リコン基板を示す断面図である。
【図３】実施例ｉ）における試片１（純粋白金薄膜層）
の配向特性を示すＸ線解析パターン図である。
の配向特性を示すＸ線解析パターン図である。
【図４】実施例ｉｉ）における試片４（純粋白金薄膜
層）の配向特性を示すＸ線解析パターン図である。
層）の配向特性を示すＸ線解析パターン図である。
【図５】従来技術の試片５（白金薄膜層）の配向特性を
示すＸ線解析パターン図である。
示すＸ線解析パターン図である。
【図６】従来技術の試片６（白金薄膜層）の配向特性を
示すＸ線解析パターン図である。
示すＸ線解析パターン図である。
【図７】実施例ｉ）における試片１（純粋白金薄膜層）
の表面を１０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模し
た代用図である。
の表面を１０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模し
た代用図である。
【図８】実施例ｉｉ）における試片４（純粋白金薄膜
層）の表面を５０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を
模した代用図である。
層）の表面を５０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を
模した代用図である。
【図９】従来技術の試片５（白金薄膜層）の表面を５０
００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模した代用図であ
る。
００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模した代用図であ
る。
【図１０】従来技術の試片６（白金薄膜層）の表面を５
０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模した代用図で
ある。
０００倍に拡大した電子顕微鏡の写真を模した代用図で
ある。
【図１１】従来技術の白金薄膜形成方法における、マグ
ネトロンスパッタリング法を利用した製造工程を示すフ
ローチャートである。
ネトロンスパッタリング法を利用した製造工程を示すフ
ローチャートである。
【図１２】従来技術の白金薄膜形成方法により形成され
たシリコン基板を示す断面図である。
たシリコン基板を示す断面図である。
１１ シリコンウエハー（素子基板） １２ 絶縁酸化物薄膜層（絶縁酸化物層） １５ 純粋白金薄膜層（純粋白金層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/8247 Ｈ０１Ｌ 29/78 ３７１ 27/108 41/08 Ｌ 29/788 41/22 Ｚ 29/792 41/09 41/22 (73)特許権者 595178634 23−８ Ｙｏｉｄｏ−Ｄｏｎｇ，Ｙｏｕ ｎｇｄｕｎｇｐｏ−Ｇｕ， Ｓｅｏｕ ｌ， Ｋｏｒｅａ (72)発明者 朴東衍 大韓民国 ソウル特別市 冠岳区 新林 −９洞256−５番地 (72)発明者 尹義▲俊▼ 大韓民国 ソウル特別市 冠岳区 奉天 −７洞224−２番地 (72)発明者 金▲文▼弘 大韓民国 ソウル特別市 城北区 三仙 洞 １街296−６番地 (72)発明者 禹賢廷 大韓民国 ソウル特別市 江南区 清潭 洞 三益アパート ３棟 601号 (72)発明者 朴台淳 大韓民国 ソウル特別市 龍山区 厚岩 洞415−15番地 (56)参考文献 特開 平６−116095（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−108242（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−306985（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−205230（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−53188（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/10 451 C23C 14/06 C23C 14/58 C03B 29/02 H01L 21/8242 H01L 21/8247 H01L 27/108 H01L 29/788 H01L 29/792 H01L 41/09 H01L 41/22
Claims (28)
- 【請求項１】 素子基板の表面に絶縁酸化物層を形成す
る絶縁酸化物形成工程と、 絶縁酸化物層が形成された素子基板を常温から７００℃
までの温度で加熱し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化物層
上に白金を蒸着することにより、この絶縁酸化物層上に
酸素が含まれた白金層を形成する酸化雰囲気蒸着処理工
程と、 この素子基板を４００℃から１０００℃までの温度で加
熱することにより、酸素が含まれた白金層から酸素を除
去して、この白金層を酸素を含まない純粋白金層に転換
する加熱処理工程とを有する白金薄膜形成方法であっ
て、 この純粋白金層において、次式で得られる（２００）方
向の優先配向度が、 【数１】 ９０％以上であることを特徴とする白金薄膜形成方法。 - 【請求項２】 素子基板と、 この素子基板の表面に形成された絶縁酸化物層と、 この絶縁酸化物層が形成された素子基板を常温から７０
０℃までの温度で加熱し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化
物層上に白金を蒸着することにより、この絶縁酸化物層
上に酸素が含まれた白金層を形成し、この素子基板を４
００℃から１０００℃までの温度で加熱して、酸素が含
まれた白金層から酸素を除去することにより形成した酸
素を含まない純粋白金層とを有する基板であって、 前記純粋白金層において、次式で得られる（２００）方
向の優先配向度が、 【数２】 ９０％以上であることを特徴とする基板。 - 【請求項３】 前記素子基板は、シリコン、ＭｇＯ、Ｓ
ｒＴｉＯ3 、サファイア、又は、その他の単結晶材料か
らなる単結晶基板であることを特徴とする請求項２記載
の基板。 - 【請求項４】 前記素子基板は、アルミナ、ダイヤモン
ド、又は、その他の多結晶材料からなる多結晶基板であ
ることを特徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項５】 前記素子基板は、金属基板であることを
特徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項６】 前記絶縁酸化物層は、ＳｉＯ2 、アルミ
ナ、ＭｇＯ、ガラス、又は、その他の誘電体材料である
ことを特徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項７】 前記酸化雰囲気には、不活性ガスと、５
％から１５％の圧力比で酸素又はオゾンガスとが混合さ
れていることを特徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項８】 前記絶縁酸化物層上に白金を蒸着する際
の素子基板の温度は、３００℃から７００℃までの間で
あることを特徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項９】 ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング
法で、前記絶縁酸化物層上に白金を蒸着させることを特
徴とする請求項２記載の基板。 - 【請求項１０】 真空蒸着法で、前記絶縁酸化物層上に
白金を蒸着させることを特徴とする請求項２記載の基
板。 - 【請求項１１】 ＭＯＣＶＤ法で、前記絶縁酸化物層上
に白金を蒸着させることを特徴とする請求項２記載の基
板。 - 【請求項１２】 イオンメッキ法で、前記絶縁酸化物層
上に白金を蒸着させることを特徴とする請求項２記載の
基板。 - 【請求項１３】 素子基板の表面に絶縁酸化物層を形成
する絶縁酸化物形成工程と、絶縁酸化物層が形成された
素子基板を常温から７００℃までの温度で加熱し、かつ
酸化雰囲気中で絶縁酸化物層上に白金を蒸着することに
より、この絶縁酸化物層上に酸素が含まれた白金層を形
成する酸化雰囲気蒸着処理工程と、この素子基板を４０
０℃から１０００℃までの温度で加熱することにより、
酸素が含まれた白金層から酸素を除去して、この白金層
を酸素を含まない純粋白金層に転換する加熱処理工程
と、この素子基板の純粋白金層上に、シリコン集積回路
用薄膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄膜の
内、いずれか一つ以上の薄膜を形成する薄膜形成処理工
程とを有する電子素子の製造方法であって、 前記純粋白金層において、次式で得られる（２００）方
向の優先配向度が、 【数３】 ９０％以上であることを特徴とする電子素子の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記純粋白金層をパターニングして下
部電極を形成する電極形成処理工程を有することを特徴
とする請求項１３記載の電子素子の製造方法。 - 【請求項１５】 素子基板と、 この素子基板の表面に形成された絶縁酸化物層と、 この絶縁酸化物層が形成された素子基板を常温から７０
０℃までの温度で加熱し、かつ酸化雰囲気中で絶縁酸化
物層上に白金を蒸着することにより、この絶縁酸化物層
上に酸素が含まれた白金層を形成し、この素子基板を４
００℃から１０００℃までの温度で加熱して、酸素が含
まれた白金層から酸素を除去することにより形成した酸
素を含まない純粋白金層と、 この純粋白金層上に形成されたシリコン集積回路用薄
膜、強誘電性薄膜、圧電体薄膜又は誘電体薄膜の内、い
づれか一つ以上の薄膜とを有する電子素子であって、 前記純粋白金層において、次式で得られる（２００）方
向の優先配向度が、 【数４】 ９０％以上であることを特徴とする電子素子。 - 【請求項１６】 前記強誘電性薄膜は、ＢＴ（ＢａＴｉ
Ｏ3 ），ＰＴ（ＰｂＴｉＯ3 ），ＰＺＴ（ＰｂＺｒ1-x
Ｔｉx Ｏ3 ），ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-x Ｌａx Ｚｒ1-y Ｔｉ
y Ｏ3 ），ＢＳＴ（Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 ）の群から
選択されたいずれか一つ以上の薄膜であることを特徴と
する請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項１７】 前記素子基板は、シリコン、ＭｇＯ、
ＳｒＴｉＯ3 、サファイア、又は、その他の単結晶材料
からなる単結晶基板であることを特徴とする請求項１５
記載の電子素子。 - 【請求項１８】 前記素子基板は、アルミナ、ダイヤモ
ンド、又は、その他の多結晶材料からなる多結晶基板で
あることを特徴とする請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項１９】 前記素子基板は、金属基板であること
を特徴とする請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項２０】 前記絶縁酸化物層は、ＳｉＯ2 、アル
ミナ、ＭｇＯ、ガラス、又は、その他の誘電体材料であ
ることを特徴とする請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項２１】 前記酸化雰囲気には、不活性ガスと、
５％から１５％の圧力比で酸素又はオゾンガスとが混合
されていることを特徴とする請求項１５記載の電子素
子。 - 【請求項２２】 前記絶縁酸化物層上に白金を蒸着する
際の素子基板の温度は、３００℃から７００℃までの間
であることを特徴とする請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項２３】 ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリン
グ法で、前記絶縁酸化物層上に白金を蒸着させることを
特徴とする請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項２４】 真空蒸着法で、前記絶縁酸化物層上に
白金を蒸着させることを特徴とする請求項１５記載の電
子素子。 - 【請求項２５】 ＭＯＣＶＤ法で、前記絶縁酸化物層上
に白金を蒸着させることを特徴とする請求項１５記載の
電子素子。 - 【請求項２６】 イオンメッキ法で、前記絶縁酸化物層
上に白金を蒸着させることを特徴とすることを特徴とす
る請求項１５記載の電子素子。 - 【請求項２７】 前記電子素子は、半導体素子であるこ
とを特徴とする請求項１５又は１６記載の電子素子。 - 【請求項２８】 前記電子素子は、薄膜センサ素子であ
ることを特徴とする請求項１５又は１６記載の電子素
子。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR96-7663 | 1996-03-21 | ||
| KR1019960007663A KR100214765B1 (ko) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 기판상에 (200)방향으로 우선 배향된 백금 박막 형성방법, 그 방법에 의하여 형성된 백금박막을 구비한 기판 및 전자소자 |
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|---|---|
| JPH1084086A JPH1084086A (ja) | 1998-03-31 |
| JP2916116B2 true JP2916116B2 (ja) | 1999-07-05 |
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ID=19453582
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| KR (1) | KR100214765B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8557352B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-10-15 | Tdk Corporation | Method of making a metal oxide film, laminates and electronic devices |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100765682B1 (ko) * | 1998-06-19 | 2007-10-11 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| JP3947443B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2007-07-18 | Ｔｄｋ株式会社 | 電子デバイス用基板および電子デバイス |
| JP4670076B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2011-04-13 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 酸化物薄膜用Ｐｔ単結晶電極薄膜の製造方法 |
| JP4913401B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2012-04-11 | 日本電信電話株式会社 | 白金薄膜の形成方法 |
| JP5568913B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-08-13 | 株式会社ユーテック | Ｐｚｔ膜の製造方法及び水蒸気加熱装置 |
| KR101873859B1 (ko) * | 2015-11-03 | 2018-07-04 | 한국과학기술연구원 | 초박형 금속 연속박막 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-03-21 KR KR1019960007663A patent/KR100214765B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-03-19 JP JP8568697A patent/JP2916116B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8557352B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-10-15 | Tdk Corporation | Method of making a metal oxide film, laminates and electronic devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100214765B1 (ko) | 1999-08-02 |
| JPH1084086A (ja) | 1998-03-31 |
| KR970067621A (ko) | 1997-10-13 |
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