JP2974006B2 - 酸素を使用して優先配向された白金薄膜を形成する方法と、その形成方法により製造された素子 - Google Patents
酸素を使用して優先配向された白金薄膜を形成する方法と、その形成方法により製造された素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体セルやセン
サの下部電極として使用される白金薄膜の蒸着技術に関
し、より詳しくは、酸素成分（以下、Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2＋
Ｏ2，Ｎ2Ｏまたはこれらの混合ガスをいう）と不活性ガ
ス（Ａｒ，Ｎｅ，ＫｒまたはＸｅ）が混合された雰囲気
で下部電極膜、特に白金薄膜を蒸着することにより、薄
膜の配向性と微細構造を調節することができる薄膜製造
方法と、そのような白金薄膜を電極の一つとして備える
電子素子およびその製造方法に関する。
サの下部電極として使用される白金薄膜の蒸着技術に関
し、より詳しくは、酸素成分（以下、Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2＋
Ｏ2，Ｎ2Ｏまたはこれらの混合ガスをいう）と不活性ガ
ス（Ａｒ，Ｎｅ，ＫｒまたはＸｅ）が混合された雰囲気
で下部電極膜、特に白金薄膜を蒸着することにより、薄
膜の配向性と微細構造を調節することができる薄膜製造
方法と、そのような白金薄膜を電極の一つとして備える
電子素子およびその製造方法に関する。
【０００２】また、本発明は、下部電極として使用され
る白金薄膜の製造時に白金薄膜の優先配向性が所定の方
向に向かうように調節し、ヒロック（hillock）、ピン
ホール（pinhole）あるいは気孔（pore）のような欠陥
の無い微細構造を有するように調節することにより、白
金薄膜の特性を改善して白金薄膜を高集積メモリセルや
強誘電体センサ素子の電極に好適に使用可能な技術に関
する。
る白金薄膜の製造時に白金薄膜の優先配向性が所定の方
向に向かうように調節し、ヒロック（hillock）、ピン
ホール（pinhole）あるいは気孔（pore）のような欠陥
の無い微細構造を有するように調節することにより、白
金薄膜の特性を改善して白金薄膜を高集積メモリセルや
強誘電体センサ素子の電極に好適に使用可能な技術に関
する。
【０００３】
【従来の技術】電子素子に使用される半導体材料、誘電
体材料、強誘電体材料、超伝導体材料、磁気セラミック
材料等は、電子セラミック部品や電子素子の機能向上、
高集積化、小型化に伴い、より薄化されている。従っ
て、業界では薄膜形態のセラミック部品を多く使用して
いる。
体材料、強誘電体材料、超伝導体材料、磁気セラミック
材料等は、電子セラミック部品や電子素子の機能向上、
高集積化、小型化に伴い、より薄化されている。従っ
て、業界では薄膜形態のセラミック部品を多く使用して
いる。
【０００４】薄膜形態のセラミックのために使用される
基板は、 通常シリコンウエハーと呼ばれる単結晶シ
リコン基板、 ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3、Ａｌ2Ｏ3のよう
なその他の単結晶基板、 アルミナまたはダイヤモン
ドのような多結晶材料から成る基板のように主に３種類
に分けられており、この中でも、メモリ素子やセンサ素
子のような種々の電子素子を作る従来の製造工程ではシ
リコンウエハーを主に使用している。
基板は、 通常シリコンウエハーと呼ばれる単結晶シ
リコン基板、 ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3、Ａｌ2Ｏ3のよう
なその他の単結晶基板、 アルミナまたはダイヤモン
ドのような多結晶材料から成る基板のように主に３種類
に分けられており、この中でも、メモリ素子やセンサ素
子のような種々の電子素子を作る従来の製造工程ではシ
リコンウエハーを主に使用している。
【０００５】従来、メモリセルでは、下部電極としてポ
リシリコンを多く使用していたが、これは致命的な問題
点はないと見られていた。しかし、１ＧＢ以上のＤＲＡ
Ｍ（Dynamic Random Access Memory）、又は、新たな非
揮発性メモリの一種であるＦＲＡＭ（Ferroelectric Ra
ndom Access Memory）素子を製造するには下部電極とし
てポリシリコンを使用することはできないという認識が
広がっている。
リシリコンを多く使用していたが、これは致命的な問題
点はないと見られていた。しかし、１ＧＢ以上のＤＲＡ
Ｍ（Dynamic Random Access Memory）、又は、新たな非
揮発性メモリの一種であるＦＲＡＭ（Ferroelectric Ra
ndom Access Memory）素子を製造するには下部電極とし
てポリシリコンを使用することはできないという認識が
広がっている。
【０００６】その理由は、ペロブスカイト（perovskit
e）構造の酸化膜、ビスマス層状（bismuth-layered）ペ
ロブスカイト構造の酸化膜、タングステン−ブロンズ型
（tungsten-bronze type）構造の酸化膜、ＲｅＭｎＯ3
（Ｒｅは稀土類元素）、ＢａＭＦ4（ＭはＭｎ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｍｇ又はＺｎ）のような高誘電性／強誘電性酸化
物薄膜が、ＦＲＡＭ素子、１ＧＢ以上の高集積ＤＲＡＭ
素子、酸化物薄膜センサやアクチュエータの核心的部分
等に使用されるためである。言い替えると、このような
高誘電性酸化膜を形成するためには酸化雰囲気と高温
（５００℃以上）が要求されるが、これはポリシリコン
と関連した種々の問題を起こす。例えば、高誘電物質を
キャパシタとして使用したＤＲＡＭセルにおいて下部電
極としてポリシリコンを使用する場合は、高誘電性酸化
物薄膜を形成する間の高温（５００℃以上）と酸化雰囲
気によるポリシリコンの酸化により深刻な問題が発生す
る。このような理由で、高誘電性／強誘電性酸化膜を使
用するメモリセルでは、ポリシリコンの代わりに白金を
電極として使用する方法が研究されている。
e）構造の酸化膜、ビスマス層状（bismuth-layered）ペ
ロブスカイト構造の酸化膜、タングステン−ブロンズ型
（tungsten-bronze type）構造の酸化膜、ＲｅＭｎＯ3
（Ｒｅは稀土類元素）、ＢａＭＦ4（ＭはＭｎ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｍｇ又はＺｎ）のような高誘電性／強誘電性酸化
物薄膜が、ＦＲＡＭ素子、１ＧＢ以上の高集積ＤＲＡＭ
素子、酸化物薄膜センサやアクチュエータの核心的部分
等に使用されるためである。言い替えると、このような
高誘電性酸化膜を形成するためには酸化雰囲気と高温
（５００℃以上）が要求されるが、これはポリシリコン
と関連した種々の問題を起こす。例えば、高誘電物質を
キャパシタとして使用したＤＲＡＭセルにおいて下部電
極としてポリシリコンを使用する場合は、高誘電性酸化
物薄膜を形成する間の高温（５００℃以上）と酸化雰囲
気によるポリシリコンの酸化により深刻な問題が発生す
る。このような理由で、高誘電性／強誘電性酸化膜を使
用するメモリセルでは、ポリシリコンの代わりに白金を
電極として使用する方法が研究されている。
【０００７】しかし、従来の方法による白金薄膜の蒸着
には種々の問題があると知られている。先ず、絶縁酸化
層と白金層との境界では化学的結合が許容されていない
ため、白金薄膜と基板との間の接着力が劣る。このよう
な問題を解決するため、白金層と絶縁酸化層との間に接
着層を設ける方法がある。白金薄膜を形成する前に、Ｔ
ａ，Ｔｉ，ＴｉＮ、Ｗのうちのいずれか一つまたは二つ
で構成された薄膜を絶縁酸化層上に形成することによ
り、前記Ｔａ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｗのうちのいずれか一つ
または二つで構成された薄膜が絶縁酸化層と白金薄膜と
の間で接着層として機能する。
には種々の問題があると知られている。先ず、絶縁酸化
層と白金層との境界では化学的結合が許容されていない
ため、白金薄膜と基板との間の接着力が劣る。このよう
な問題を解決するため、白金層と絶縁酸化層との間に接
着層を設ける方法がある。白金薄膜を形成する前に、Ｔ
ａ，Ｔｉ，ＴｉＮ、Ｗのうちのいずれか一つまたは二つ
で構成された薄膜を絶縁酸化層上に形成することによ
り、前記Ｔａ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｗのうちのいずれか一つ
または二つで構成された薄膜が絶縁酸化層と白金薄膜と
の間で接着層として機能する。
【０００８】しかし、上記のような方法では、下部電極
の形成工程が複雑になるだけでなく、他の問題も招くと
知られている。特に、後熱処理工程、即ち、高誘電性／
強誘電性酸化膜の蒸着工程時に流入された酸素ガスは白
金薄膜内の入界（Grain boundary）間に形成された空隙
を通じて拡散することがある。従来の工程により蒸着さ
れた白金薄膜の結晶粒は柱状構造を有し、その柱状間に
は空隙が存在するため、上述した工程で流入された酸素
は白金薄膜を経て接着層へ拡散され易い。このような白
金薄膜を介して拡散された酸素ガスは接着層を酸化さ
せ、基板と白金薄膜との間にＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5のよう
な酸化絶縁層を形成し、その結果、白金薄膜の電極機能
が低下したり、電極として機能できなくなる。特に、接
着層をＴｉＮで形成する場合には、ＴｉＮ層の表面にＴ
ｉＯ2酸化層が形成される間にＮ2ガスが発生し、このＮ
2ガスにより白金薄膜が基板から膨らみあがって、所謂
「バックリング」（Buckling）と呼ばれる現象が生じる
こともある。
の形成工程が複雑になるだけでなく、他の問題も招くと
知られている。特に、後熱処理工程、即ち、高誘電性／
強誘電性酸化膜の蒸着工程時に流入された酸素ガスは白
金薄膜内の入界（Grain boundary）間に形成された空隙
を通じて拡散することがある。従来の工程により蒸着さ
れた白金薄膜の結晶粒は柱状構造を有し、その柱状間に
は空隙が存在するため、上述した工程で流入された酸素
は白金薄膜を経て接着層へ拡散され易い。このような白
金薄膜を介して拡散された酸素ガスは接着層を酸化さ
せ、基板と白金薄膜との間にＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5のよう
な酸化絶縁層を形成し、その結果、白金薄膜の電極機能
が低下したり、電極として機能できなくなる。特に、接
着層をＴｉＮで形成する場合には、ＴｉＮ層の表面にＴ
ｉＯ2酸化層が形成される間にＮ2ガスが発生し、このＮ
2ガスにより白金薄膜が基板から膨らみあがって、所謂
「バックリング」（Buckling）と呼ばれる現象が生じる
こともある。
【０００９】従来の白金薄膜の蒸着方法では、熱処理後
に又は酸化膜の蒸着後に白金薄膜にヒロック、ピンホー
ル又は気孔が形成される。このようなヒロック、ピンホ
ール、気孔は、回路素子の電気的ショートを起したり、
高誘電性／強誘電性酸化層の不均質性（heterogeneit
y）を誘発する。
に又は酸化膜の蒸着後に白金薄膜にヒロック、ピンホー
ル又は気孔が形成される。このようなヒロック、ピンホ
ール、気孔は、回路素子の電気的ショートを起したり、
高誘電性／強誘電性酸化層の不均質性（heterogeneit
y）を誘発する。
【００１０】このような問題点を回避するためにＩｒＯ
2、ＲｕＯ2、ＬＳＣＯ、ＹＢＣＯ等のような酸化物伝導
体や、ＩｒＯ2／Ｐｔ、ＲｕＯ2／Ｐｔ、ＬＳＣＯ／Ｐ
ｔ、ＹＢＣＯ／Ｐｔ等のような白金−酸化物複合構造を
下部電極として使用する技術が提案されている。しか
し、前記酸化物伝導体を下部電極として使用する場合
は、表面が十分に平坦化せず、漏れ電流が増加するよう
になる。さらに、後者、即ち、白金−酸化物複合構造を
下部電極として使用する場合には、製造工程が複雑化さ
れる。
2、ＲｕＯ2、ＬＳＣＯ、ＹＢＣＯ等のような酸化物伝導
体や、ＩｒＯ2／Ｐｔ、ＲｕＯ2／Ｐｔ、ＬＳＣＯ／Ｐ
ｔ、ＹＢＣＯ／Ｐｔ等のような白金−酸化物複合構造を
下部電極として使用する技術が提案されている。しか
し、前記酸化物伝導体を下部電極として使用する場合
は、表面が十分に平坦化せず、漏れ電流が増加するよう
になる。さらに、後者、即ち、白金−酸化物複合構造を
下部電極として使用する場合には、製造工程が複雑化さ
れる。
【００１１】このような問題点の解決案が、本出願人に
よる大韓民国特許出願第９４−３１６１８号（１９９４
年１１月２６日付出願）と、同第９５−４０４５０号
（１９９５年１１月８日付出願）に開示されている。絶
縁薄膜を基板上に形成するときに蒸着雰囲気に酸素を含
めることができるのは既に公知の事実である。上記両発
明に言及されている作用効果は新しい技術を開示してい
る。上記両発明によれば、シリコンウエハーの絶縁酸化
層上に二つの段階で白金薄膜を蒸着することができる。
すなわち第１段階では、酸素含有ガス雰囲気で純粋白金
でない酸素含有白金薄膜を形成し、第２段階では、第１
段階で形成された白金薄膜上に不活性ガス雰囲気で白金
層を形成する。第１段階の進行中に白金薄膜に混入され
たガスは、この白金薄膜を白金酸化物の分解温度より高
い温度（ＰｔＯ2の場合には４５０℃以上、ＰｔＯの場
合には５５０℃以上）で熱処理することにより除去され
る。蒸着中に白金薄膜に含まれていた酸素を上記のよう
な熱処理により除去され、最終の白金薄膜は安定した薄
膜となる。従って、接着層が不要となって接着層と関連
した従来の問題が解決される。
よる大韓民国特許出願第９４−３１６１８号（１９９４
年１１月２６日付出願）と、同第９５−４０４５０号
（１９９５年１１月８日付出願）に開示されている。絶
縁薄膜を基板上に形成するときに蒸着雰囲気に酸素を含
めることができるのは既に公知の事実である。上記両発
明に言及されている作用効果は新しい技術を開示してい
る。上記両発明によれば、シリコンウエハーの絶縁酸化
層上に二つの段階で白金薄膜を蒸着することができる。
すなわち第１段階では、酸素含有ガス雰囲気で純粋白金
でない酸素含有白金薄膜を形成し、第２段階では、第１
段階で形成された白金薄膜上に不活性ガス雰囲気で白金
層を形成する。第１段階の進行中に白金薄膜に混入され
たガスは、この白金薄膜を白金酸化物の分解温度より高
い温度（ＰｔＯ2の場合には４５０℃以上、ＰｔＯの場
合には５５０℃以上）で熱処理することにより除去され
る。蒸着中に白金薄膜に含まれていた酸素を上記のよう
な熱処理により除去され、最終の白金薄膜は安定した薄
膜となる。従って、接着層が不要となって接着層と関連
した従来の問題が解決される。
【００１２】上記発明によれば、「酸素含有ガス雰囲
気」とは、不活性ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ又はＮｅ）、
酸素、オゾンガス、又は酸素含有ガスの混合ガスを意味
する。また、「酸素含有白金薄膜」は、白金層に酸素が
含まれ、部分的に白金酸化物を形成し、一部は非晶質の
形態で存在することを意味する。
気」とは、不活性ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ又はＮｅ）、
酸素、オゾンガス、又は酸素含有ガスの混合ガスを意味
する。また、「酸素含有白金薄膜」は、白金層に酸素が
含まれ、部分的に白金酸化物を形成し、一部は非晶質の
形態で存在することを意味する。
【００１３】なお、白金薄膜の結晶方向、即ち、配向性
を調節することができないという問題がある。周知のよ
うに、異方性結晶の性質はその結晶の配向性により定め
られる。下部電極上に形成される酸化膜の結晶方向は下
部電極の結晶方向に依存する。従って、下部電極の優先
配向性の調節は酸化膜の優先配向性を調節して酸化膜に
必要な物理的性質を持たせることに極めて重要である。
を調節することができないという問題がある。周知のよ
うに、異方性結晶の性質はその結晶の配向性により定め
られる。下部電極上に形成される酸化膜の結晶方向は下
部電極の結晶方向に依存する。従って、下部電極の優先
配向性の調節は酸化膜の優先配向性を調節して酸化膜に
必要な物理的性質を持たせることに極めて重要である。
【００１４】当該技術分野では、下部電極として使用さ
れる白金薄膜が（２００）優先配向性を有するように蒸
着される場合、白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜は一方向（例えば、ｃ軸方向）に配向されようとす
る傾向があると知られている。このように配向性が調節
可能となれば、電子素子の電気的特性が顕著に改善さ
れ、素子の疲労効果（Fatigue effect）も減少するよう
になる。
れる白金薄膜が（２００）優先配向性を有するように蒸
着される場合、白金薄膜上に形成される強誘電性酸化物
薄膜は一方向（例えば、ｃ軸方向）に配向されようとす
る傾向があると知られている。このように配向性が調節
可能となれば、電子素子の電気的特性が顕著に改善さ
れ、素子の疲労効果（Fatigue effect）も減少するよう
になる。
【００１５】従来の方法により絶縁酸化層上に蒸着され
た白金薄膜は、通常、（１１１）優先配向性を有する。
これは面心立方（FCC：Face Centered Cubic）構造を有
する金属系で表現エネルギーが最小の面は（１１１）な
ので、薄膜蒸着時に表面エネルギーのみ考慮すれば、薄
膜は（１１１）に配向された時が最も安定するためであ
る。
た白金薄膜は、通常、（１１１）優先配向性を有する。
これは面心立方（FCC：Face Centered Cubic）構造を有
する金属系で表現エネルギーが最小の面は（１１１）な
ので、薄膜蒸着時に表面エネルギーのみ考慮すれば、薄
膜は（１１１）に配向された時が最も安定するためであ
る。
【００１６】しかしながら、優先配向性の調節された白
金薄膜を形成する従来の方法には、いくつかの制限があ
った。白金薄膜の優先配向性を変更するための従来の方
法には、ＭｇＯ，ＮａＣｌ，ＫＢｒ，ＳｒＴｉＯ3，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＬａＡｌＯ3のような物質の単結晶基板上に白
金薄膜を形成する方法がある。しかし、この方法は、工
程を複雑化し、単結晶基板それ自体の単価が高くて、現
在としてはシリコン集積回路製造技術に適用し難いとい
う不都合がある。
金薄膜を形成する従来の方法には、いくつかの制限があ
った。白金薄膜の優先配向性を変更するための従来の方
法には、ＭｇＯ，ＮａＣｌ，ＫＢｒ，ＳｒＴｉＯ3，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＬａＡｌＯ3のような物質の単結晶基板上に白
金薄膜を形成する方法がある。しかし、この方法は、工
程を複雑化し、単結晶基板それ自体の単価が高くて、現
在としてはシリコン集積回路製造技術に適用し難いとい
う不都合がある。
【００１７】また、優先配向性の調節された白金薄膜を
形成するまた他の方法としては、シリコン基板の代わり
にガラス基板上に白金を蒸着して優先配向性が調節され
た白金薄膜を形成するか、シリコン基板に白金薄膜を蒸
着するための補助電極を備える特殊設計されたスパッタ
リング装置を用いて優先配向性が調節された白金薄膜を
形成する方法がある。しかし、ガラス基板上に白金薄膜
を蒸着する場合には１０日間熱処理を施したにもかかわ
らず、蒸着中に混入された酸素が白金薄膜に残留して白
金薄膜の抵抗が非常に高く（１８〜３０μΩ−cm）示さ
れた。従って、この方法は熱処理条件を考慮すると、実
際の製造工程には適用し難い。
形成するまた他の方法としては、シリコン基板の代わり
にガラス基板上に白金を蒸着して優先配向性が調節され
た白金薄膜を形成するか、シリコン基板に白金薄膜を蒸
着するための補助電極を備える特殊設計されたスパッタ
リング装置を用いて優先配向性が調節された白金薄膜を
形成する方法がある。しかし、ガラス基板上に白金薄膜
を蒸着する場合には１０日間熱処理を施したにもかかわ
らず、蒸着中に混入された酸素が白金薄膜に残留して白
金薄膜の抵抗が非常に高く（１８〜３０μΩ−cm）示さ
れた。従って、この方法は熱処理条件を考慮すると、実
際の製造工程には適用し難い。
【００１８】前述からわかるように、優先配向性の調節
された白金薄膜を他の基板だけでなくシリコンウエハー
上にも形成することができる別途の改善された方法が必
要となる。このような方法は、幾つかの適用分野におい
ては既存のシリコン集積回路技術と互換されなければな
らない。また、優先配向性の調節された白金薄膜は電子
素子の性能を向上させるために抵抗は低く、ヒロック、
ピンホール、気孔等は最小となることが望ましい。前述
した問題点等は、本出願人が１９９６年３月２１日付で
出願した大韓民国特許出願第９６−７６６３号に開示さ
れた発明、即ち、酸素含有雰囲気で（２００）優先配向
性を有する白金薄膜をシリコンウエハー上に蒸着する技
術により解決された。この発明によれば、絶縁酸化層の
あるシリコンウエハー上に蒸着された白金薄膜は接着力
が優れ、（２００）優先配向性を有する。
された白金薄膜を他の基板だけでなくシリコンウエハー
上にも形成することができる別途の改善された方法が必
要となる。このような方法は、幾つかの適用分野におい
ては既存のシリコン集積回路技術と互換されなければな
らない。また、優先配向性の調節された白金薄膜は電子
素子の性能を向上させるために抵抗は低く、ヒロック、
ピンホール、気孔等は最小となることが望ましい。前述
した問題点等は、本出願人が１９９６年３月２１日付で
出願した大韓民国特許出願第９６−７６６３号に開示さ
れた発明、即ち、酸素含有雰囲気で（２００）優先配向
性を有する白金薄膜をシリコンウエハー上に蒸着する技
術により解決された。この発明によれば、絶縁酸化層の
あるシリコンウエハー上に蒸着された白金薄膜は接着力
が優れ、（２００）優先配向性を有する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、白金薄
膜をシリコン基板に蒸着する時、白金薄膜の微細構造が
調節でき、優先配向性が（１１１）、（２００）または
（２２０）に調節でき、さらにＤＲＡＭ、ＦＲＡＭまた
はセンサ素子に必要な優れた伝導性をもつように蒸着す
る方法に関する研究結果はいまだに報告されていないの
が実情である。
膜をシリコン基板に蒸着する時、白金薄膜の微細構造が
調節でき、優先配向性が（１１１）、（２００）または
（２２０）に調節でき、さらにＤＲＡＭ、ＦＲＡＭまた
はセンサ素子に必要な優れた伝導性をもつように蒸着す
る方法に関する研究結果はいまだに報告されていないの
が実情である。
【００２０】本発明の目的は、白金薄膜の優先配向性と
微細構造が接着層の使用とは関係無しに調節できる白金
薄膜形成方法を提供することにある。
微細構造が接着層の使用とは関係無しに調節できる白金
薄膜形成方法を提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は、優先配向性の調節さ
れた白金薄膜を有する電子素子を提供することにある。
れた白金薄膜を有する電子素子を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するための本発明は、基板上に白金薄膜を形成する方法
であって、基板を提供するステップと、酸素成分
（Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2＋Ｏ2、Ｎ2Ｏ及びこれらの混合ガス）
を含有する不活性ガス雰囲気で前記基板の上部面に白金
を蒸着して酸素含有白金薄膜を蒸着するステップと、前
記酸素含有白金薄膜を白金酸化物の分解温度より高い４
５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ステップで白金
酸化物に混入されたガスを除去するステップとを含む。
このような白金薄膜の配向性は次の条件パラメータのう
ちの少なくとも一つを変更することにより調節できる。
その条件パラメータとしては、不活性ガスと酸素成分を
含有する全体雰囲気に対する酸素成分の分圧比、蒸着中
の基板温度、熱処理条件等がある。白金薄膜は実施例に
より二つのステップまたは、それ以上のステップを経て
形成される。
するための本発明は、基板上に白金薄膜を形成する方法
であって、基板を提供するステップと、酸素成分
（Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2＋Ｏ2、Ｎ2Ｏ及びこれらの混合ガス）
を含有する不活性ガス雰囲気で前記基板の上部面に白金
を蒸着して酸素含有白金薄膜を蒸着するステップと、前
記酸素含有白金薄膜を白金酸化物の分解温度より高い４
５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ステップで白金
酸化物に混入されたガスを除去するステップとを含む。
このような白金薄膜の配向性は次の条件パラメータのう
ちの少なくとも一つを変更することにより調節できる。
その条件パラメータとしては、不活性ガスと酸素成分を
含有する全体雰囲気に対する酸素成分の分圧比、蒸着中
の基板温度、熱処理条件等がある。白金薄膜は実施例に
より二つのステップまたは、それ以上のステップを経て
形成される。
【００２３】本発明によれば、白金薄膜は、ＤＣ／ＲＦ
マグネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦスパッタリ
ング法、有機金属化学気相蒸着法、部分イオン化蒸着
法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、電気メッキ法のうち
のいずれか一つの方法により蒸着される。
マグネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦスパッタリ
ング法、有機金属化学気相蒸着法、部分イオン化蒸着
法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、電気メッキ法のうち
のいずれか一つの方法により蒸着される。
【００２４】本発明によれば、高誘電性／強誘電性酸化
膜を白金薄膜上に形成することにより、前述した白金薄
膜製造方法を電子素子の製造工程に適用できる。この場
合には、例えば、白金薄膜は下部電極として機能する。
白金薄膜が適用される電子素子によっては機能性中間膜
（例えば、絶縁層、伝導性プラグ層、接着層または拡散
バリヤ層）を白金薄膜と基板との間に形成することもで
きる。本発明によれば、電子素子にメモリセルやセンサ
素子に必要な特性を持たせることができる。
膜を白金薄膜上に形成することにより、前述した白金薄
膜製造方法を電子素子の製造工程に適用できる。この場
合には、例えば、白金薄膜は下部電極として機能する。
白金薄膜が適用される電子素子によっては機能性中間膜
（例えば、絶縁層、伝導性プラグ層、接着層または拡散
バリヤ層）を白金薄膜と基板との間に形成することもで
きる。本発明によれば、電子素子にメモリセルやセンサ
素子に必要な特性を持たせることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態についてより詳細に説明する。
実施の形態についてより詳細に説明する。
【００２６】本実施の形態によれば、優先配向性が調節
された白金薄膜の製造方法とその方法により製造された
白金薄膜が提供される。他の実施の形態によれば、優先
配向性が調節された白金薄膜を有する電子素子を製造す
る方法とその方法により製造された電子素子が提供され
る。これら実施の形態においては、酸素含有雰囲気で白
金薄膜を蒸着し熱処理して白金薄膜の配向性が（１１
１）、（２００）および／または（２２０）となるよう
にして、白金薄膜の優先配向性を自在に調節できる方法
が提供される。
された白金薄膜の製造方法とその方法により製造された
白金薄膜が提供される。他の実施の形態によれば、優先
配向性が調節された白金薄膜を有する電子素子を製造す
る方法とその方法により製造された電子素子が提供され
る。これら実施の形態においては、酸素含有雰囲気で白
金薄膜を蒸着し熱処理して白金薄膜の配向性が（１１
１）、（２００）および／または（２２０）となるよう
にして、白金薄膜の優先配向性を自在に調節できる方法
が提供される。
【００２７】特に、図１（ａ）〜図１（ｃ）、図２、図
３（ａ）〜図３（ｄ）、図４を参照しながら本発明の実
施の形態について説明する。優先配向性の調節された白
金薄膜が基板上に形成される。酸素成分と不活性ガスが
混合された雰囲気で白金を蒸着して酸素含有白金薄膜を
基板上に蒸着し、この酸素含有白金薄膜を熱処理して白
金薄膜に含有された酸素成分を除去する。ここで、白金
薄膜の優先配向性は、不活性ガスと酸素成分が含まれた
全体ガスに対する酸素成分の分圧比、蒸着中の基板温
度、熱処理条件のような条件パラメータのうちいずれか
一つを変更することにより調節することができる。不活
性ガスは、Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ又はＸｅのいずれか一つで
ある。また、本発明は、電子素子の製造工程にも適用で
きる。幾つかの実施例の場合、白金薄膜上に強誘電性薄
膜が形成され、その白金薄膜が、例えば、下部電極とし
て機能することができる。幾つかの実施例では、白金薄
膜が適用される電子素子の形態により白金薄膜と基板と
の間に機能性中間膜（例えば、絶縁層、導電性プラグ
層、接着層又は拡散バリヤ層）が設けられる。機能性薄
膜として利用できる材料については後述するが、その材
料は後述する実施例に一般的に適用できる。
３（ａ）〜図３（ｄ）、図４を参照しながら本発明の実
施の形態について説明する。優先配向性の調節された白
金薄膜が基板上に形成される。酸素成分と不活性ガスが
混合された雰囲気で白金を蒸着して酸素含有白金薄膜を
基板上に蒸着し、この酸素含有白金薄膜を熱処理して白
金薄膜に含有された酸素成分を除去する。ここで、白金
薄膜の優先配向性は、不活性ガスと酸素成分が含まれた
全体ガスに対する酸素成分の分圧比、蒸着中の基板温
度、熱処理条件のような条件パラメータのうちいずれか
一つを変更することにより調節することができる。不活
性ガスは、Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ又はＸｅのいずれか一つで
ある。また、本発明は、電子素子の製造工程にも適用で
きる。幾つかの実施例の場合、白金薄膜上に強誘電性薄
膜が形成され、その白金薄膜が、例えば、下部電極とし
て機能することができる。幾つかの実施例では、白金薄
膜が適用される電子素子の形態により白金薄膜と基板と
の間に機能性中間膜（例えば、絶縁層、導電性プラグ
層、接着層又は拡散バリヤ層）が設けられる。機能性薄
膜として利用できる材料については後述するが、その材
料は後述する実施例に一般的に適用できる。
【００２８】基板材料は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニ
ウム（Ｇｅ）、ダイヤモンド（Ｃ）のような単一成分半
導体材料；ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＳｉＧｅ、ＳｉＣのよう
な化合物半導体材料；ＳｒＴｉＯ3，ＬａＡｌＯ3，Ａｌ
2Ｏ3，ＫＢｒ，ＮａＣｌ，ＺｒＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｔｉ
Ｏ2，Ｔａ2Ｏ5、ＡｌＮ等のようなセラミック単結晶又
は多結晶；Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｐ
ｄ，Ｒｕ、Ｗ等のような金属；ＢＳＧ，ＰＳＧ，ＢＰＳ
Ｇ、Ｓｉ等のような非晶質／硝子質材料等の群から選択
できる。
ウム（Ｇｅ）、ダイヤモンド（Ｃ）のような単一成分半
導体材料；ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＳｉＧｅ、ＳｉＣのよう
な化合物半導体材料；ＳｒＴｉＯ3，ＬａＡｌＯ3，Ａｌ
2Ｏ3，ＫＢｒ，ＮａＣｌ，ＺｒＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｔｉ
Ｏ2，Ｔａ2Ｏ5、ＡｌＮ等のようなセラミック単結晶又
は多結晶；Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｐ
ｄ，Ｒｕ、Ｗ等のような金属；ＢＳＧ，ＰＳＧ，ＢＰＳ
Ｇ、Ｓｉ等のような非晶質／硝子質材料等の群から選択
できる。
【００２９】絶縁層として機能する機能性中間膜として
使用される材料は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＢＰＳＧ，Ｍ
ｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ3，Ｔｉ
Ｏ2，Ｂ2Ｏ3が挙げられる。
使用される材料は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＢＰＳＧ，Ｍ
ｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ3，Ｔｉ
Ｏ2，Ｂ2Ｏ3が挙げられる。
【００３０】本発明によれば、白金薄膜はＤＣ／ＲＦマ
グネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦスパッタリン
グ法、有機金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー
蒸着法、部分イオン化ビーム蒸着法、電気メッキ法等の
群から選択された方法により蒸着できる。
グネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦスパッタリン
グ法、有機金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー
蒸着法、部分イオン化ビーム蒸着法、電気メッキ法等の
群から選択された方法により蒸着できる。
【００３１】本発明に係る白金薄膜を有する電子素子の
製造方法は、白金薄膜を蒸着した後、白金薄膜の上部面
に高誘電性／強誘電性膜を形成するステップを含む。高
誘電性／強誘電性酸化膜は、例えば、｛ＢＴ（ＢａＴｉ
Ｏ3）、ＢＳＴ（Ｂａ1-xＳｒxＴｉＯ3）、ＳＴ（ＳｒＴ
ｉＯ3）、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ3）、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、
Ｔｉ）Ｏ3）、ＰＬＴ（Ｐｂ1-xＬａxＴｉＯ3）、ＰＬＺ
Ｔ（ｘ／ｙ／ｚＰｂ1-xＬａx）（ＺｒyＴｉz）
1-x/4Ｏ3）、ＰＭＮ（ＰｂＭｇ1/3Ｎｂ2/3Ｏ3）、Ｌｉ
ＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｋ（Ｔａ、Ｎｂ）
Ｏ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＳｎＯ3、ＮａＮｂＯ3、ＬａＡ
ｌＯ3、ＹＡｌＯ3｝のようなペロブスカイト構造の酸化
膜；｛ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2Ｔｉ2Ｏ9、ＳｒＢ
ｉ2Ｔａ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2（ＴａxＮｂ1-x）2Ｏ9、Ｂｉ4
Ｔｉ3Ｏ12｝のようなビスマス層状ペロブスカイト構造
の酸化膜；｛Ｓｒ1-xＢａxＮｂ2Ｏ6、（Ｓｒ、Ｂａ）
0.8ＲxＮａ0. 4Ｎｂ2Ｏ6（Ｒ；Ｃｒ、Ｚｎ、Ｙ）、（Ｐ
ｂ、Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｋ、Ｓｒ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｐｂ、
Ｋ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15、Ｋ3Ｌｉ2Ｎｂ
5Ｏ15、（Ｋ、Ｎａ）3Ｌｉ2Ｎｂ5Ｏ15、Ｋ2ＬｉＮｂ5Ｏ
15｝のようなタングステン−ブロンズ型構造の酸化膜；
ＲｅＭｎＯ3（Ｒｅは稀土類元素）；ＢａＭＦ4（ＭはＭ
ｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ又はＺｎ）；及びＫＭｇＦ3等の
群から選択できる。
製造方法は、白金薄膜を蒸着した後、白金薄膜の上部面
に高誘電性／強誘電性膜を形成するステップを含む。高
誘電性／強誘電性酸化膜は、例えば、｛ＢＴ（ＢａＴｉ
Ｏ3）、ＢＳＴ（Ｂａ1-xＳｒxＴｉＯ3）、ＳＴ（ＳｒＴ
ｉＯ3）、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ3）、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、
Ｔｉ）Ｏ3）、ＰＬＴ（Ｐｂ1-xＬａxＴｉＯ3）、ＰＬＺ
Ｔ（ｘ／ｙ／ｚＰｂ1-xＬａx）（ＺｒyＴｉz）
1-x/4Ｏ3）、ＰＭＮ（ＰｂＭｇ1/3Ｎｂ2/3Ｏ3）、Ｌｉ
ＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｋ（Ｔａ、Ｎｂ）
Ｏ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＳｎＯ3、ＮａＮｂＯ3、ＬａＡ
ｌＯ3、ＹＡｌＯ3｝のようなペロブスカイト構造の酸化
膜；｛ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2Ｔｉ2Ｏ9、ＳｒＢ
ｉ2Ｔａ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2（ＴａxＮｂ1-x）2Ｏ9、Ｂｉ4
Ｔｉ3Ｏ12｝のようなビスマス層状ペロブスカイト構造
の酸化膜；｛Ｓｒ1-xＢａxＮｂ2Ｏ6、（Ｓｒ、Ｂａ）
0.8ＲxＮａ0. 4Ｎｂ2Ｏ6（Ｒ；Ｃｒ、Ｚｎ、Ｙ）、（Ｐ
ｂ、Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｋ、Ｓｒ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｐｂ、
Ｋ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15、Ｋ3Ｌｉ2Ｎｂ
5Ｏ15、（Ｋ、Ｎａ）3Ｌｉ2Ｎｂ5Ｏ15、Ｋ2ＬｉＮｂ5Ｏ
15｝のようなタングステン−ブロンズ型構造の酸化膜；
ＲｅＭｎＯ3（Ｒｅは稀土類元素）；ＢａＭＦ4（ＭはＭ
ｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ又はＺｎ）；及びＫＭｇＦ3等の
群から選択できる。
【００３２】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明により
蒸着された白金薄膜を具備する電子素子の製造方法を説
明するための断面図である。
蒸着された白金薄膜を具備する電子素子の製造方法を説
明するための断面図である。
【００３３】先ず、図１（ａ）に示したように、白金薄
膜１０４が基板１００上に蒸着される。蒸着雰囲気は不
活性ガス（Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ又はＫｒ）と酸素成分を含
み、温度範囲は１５〜５００℃である。従って、酸素成
分が白金薄膜１０４に混入される。図１（ｂ）からわか
るように、基板１００上に形成された白金薄膜１０４を
温度範囲４５０〜１０００℃で熱処理して白金薄膜１０
４から酸素成分を除去する。このような工程では、白金
薄膜１０４を変化させて、ほとんど酸素成分を含まない
白金薄膜１０８となるようにする。白金薄膜１０８上に
は図１（ｃ）に示したように、高誘電性／強誘電性酸化
膜１１２が存在するため、白金薄膜はＤＲＡＭセル、高
誘電性／強誘電性メモリセル又はセンサ素子の下部電極
として使用できる。図示しないが、キャパシタのような
部品は下部電極と同一の材料、即ち、白金又はその他の
伝導性材料を備える上部電極を形成することにより製造
できる。
膜１０４が基板１００上に蒸着される。蒸着雰囲気は不
活性ガス（Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ又はＫｒ）と酸素成分を含
み、温度範囲は１５〜５００℃である。従って、酸素成
分が白金薄膜１０４に混入される。図１（ｂ）からわか
るように、基板１００上に形成された白金薄膜１０４を
温度範囲４５０〜１０００℃で熱処理して白金薄膜１０
４から酸素成分を除去する。このような工程では、白金
薄膜１０４を変化させて、ほとんど酸素成分を含まない
白金薄膜１０８となるようにする。白金薄膜１０８上に
は図１（ｃ）に示したように、高誘電性／強誘電性酸化
膜１１２が存在するため、白金薄膜はＤＲＡＭセル、高
誘電性／強誘電性メモリセル又はセンサ素子の下部電極
として使用できる。図示しないが、キャパシタのような
部品は下部電極と同一の材料、即ち、白金又はその他の
伝導性材料を備える上部電極を形成することにより製造
できる。
【００３４】図１（ａ）〜図１（ｃ）に係る実施例にお
いて、上述した方法により形成された白金薄膜の優先配
向性は、不活性ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対
する酸素成分の分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件
のような条件パラメータのうちの一つを変更することに
より調節できる。
いて、上述した方法により形成された白金薄膜の優先配
向性は、不活性ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対
する酸素成分の分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件
のような条件パラメータのうちの一つを変更することに
より調節できる。
【００３５】図２は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の実施例
の変形実施例を説明するための断面図である。図２から
わかるように、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4のような絶縁層１１
６は基板１００と、この基板の最上部面に形成される白
金薄膜１０８との間に形成される。絶縁層１１６上に形
成された白金薄膜１０８は酸素成分と不活性ガスを含有
する雰囲気で蒸着され、図１（ｂ）に示したように熱処
理される。この実施例において白金薄膜の配向性は、不
活性ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対する酸素成
分の分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件のような条
件パラメータのうちの一つを変更することにより調節で
きる。
の変形実施例を説明するための断面図である。図２から
わかるように、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4のような絶縁層１１
６は基板１００と、この基板の最上部面に形成される白
金薄膜１０８との間に形成される。絶縁層１１６上に形
成された白金薄膜１０８は酸素成分と不活性ガスを含有
する雰囲気で蒸着され、図１（ｂ）に示したように熱処
理される。この実施例において白金薄膜の配向性は、不
活性ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対する酸素成
分の分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件のような条
件パラメータのうちの一つを変更することにより調節で
きる。
【００３６】上記とは異なり、白金薄膜を図３（ａ）〜
図３（ｄ）に示したように、２つ以上のステップを経て
も蒸着することができる。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、
本発明の方法により蒸着される白金薄膜を備える電子素
子の製造工程を示している。図３（ａ）からわかるよう
に、白金薄膜の第１の厚部３０４は不活性ガス雰囲気で
基板３００の最上部面上に蒸着される。その後、白金薄
膜の第２の厚部３０８は図３（ｂ）に示したように酸素
成分と不活性ガスが混合された雰囲気で第１の厚部３０
４の上部面に蒸着される。図３（ｃ）は第２の厚部３０
８をスパッタリングする時に混入されたガスを除去する
熱処理工程を示している。この熱処理工程により白金薄
膜３０４，３０８はほとんど酸素成分を有しない白金薄
膜３０６となる。図３ｄに示したように、高誘電性／強
誘電性酸化膜３１６を熱処理された白金薄膜３０６（即
ち、３０４＋３０８）の上部面に形成し、下部電極と同
一な材料、又は他の伝導性材料からなる上部電極（図示
せず）を形成することにより、キャパシタのような電子
部品を製造する。
図３（ｄ）に示したように、２つ以上のステップを経て
も蒸着することができる。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、
本発明の方法により蒸着される白金薄膜を備える電子素
子の製造工程を示している。図３（ａ）からわかるよう
に、白金薄膜の第１の厚部３０４は不活性ガス雰囲気で
基板３００の最上部面上に蒸着される。その後、白金薄
膜の第２の厚部３０８は図３（ｂ）に示したように酸素
成分と不活性ガスが混合された雰囲気で第１の厚部３０
４の上部面に蒸着される。図３（ｃ）は第２の厚部３０
８をスパッタリングする時に混入されたガスを除去する
熱処理工程を示している。この熱処理工程により白金薄
膜３０４，３０８はほとんど酸素成分を有しない白金薄
膜３０６となる。図３ｄに示したように、高誘電性／強
誘電性酸化膜３１６を熱処理された白金薄膜３０６（即
ち、３０４＋３０８）の上部面に形成し、下部電極と同
一な材料、又は他の伝導性材料からなる上部電極（図示
せず）を形成することにより、キャパシタのような電子
部品を製造する。
【００３７】図４は、図３（ａ）〜図３（ｄ）の変更例
であって、絶縁層３２０が基板３００と白金薄膜３０６
との間に蒸着される。
であって、絶縁層３２０が基板３００と白金薄膜３０６
との間に蒸着される。
【００３８】図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４は、白金
薄膜を２ステップで蒸着する方法を示しているが、これ
は例示的なものに過ぎない。例えば、白金薄膜を他の実
施例により３ステップ以上の工程を経て蒸着することも
できる。３ステップ以上で白金薄膜を蒸着する場合に、
第１のステップでは不活性ガスであるアルゴンのみを使
用して第１の厚部の白金薄膜を形成する。第２のステッ
プではアルゴンガスと酸素成分が混合されたガスを使用
して第２の厚部の白金薄膜を形成する。他の段階では不
活性ガス、又は酸素と不活性ガスが混合されたガスを使
用して第３厚部の白金薄膜を蒸着する。
薄膜を２ステップで蒸着する方法を示しているが、これ
は例示的なものに過ぎない。例えば、白金薄膜を他の実
施例により３ステップ以上の工程を経て蒸着することも
できる。３ステップ以上で白金薄膜を蒸着する場合に、
第１のステップでは不活性ガスであるアルゴンのみを使
用して第１の厚部の白金薄膜を形成する。第２のステッ
プではアルゴンガスと酸素成分が混合されたガスを使用
して第２の厚部の白金薄膜を形成する。他の段階では不
活性ガス、又は酸素と不活性ガスが混合されたガスを使
用して第３厚部の白金薄膜を蒸着する。
【００３９】例示的電子素子の説明 図５は、本発明により製造できる非揮発性性強誘電性メ
モリ素子のような例示的電子素子の概略図である。図５
に示したように、基板５００のセル領域に形成されたト
ランジスタはゲート電極５０２、ソース／ドレイン領域
５０４を有する。この非揮発性メモリ素子には強誘電性
キャパシタも形成されている。キャパシタは上部キャパ
シタ電極５１０、下部キャパシタ電極５１２および、電
極５１０、５１２の間に形成された強誘電性材料５１４
（例えば、ＰＺＴ）を備える。下部キャパシタ電極５１
２の下には中間層５１６（例えば、ＴｉＯ2）がある
が、この中間層５１６は基板５００上の絶縁層５１８上
に形成される。前述したように、本発明は下部電極５１
２および／または上部電極５１０として使用するための
優先配向性の調節された白金の蒸着に使用できる。
モリ素子のような例示的電子素子の概略図である。図５
に示したように、基板５００のセル領域に形成されたト
ランジスタはゲート電極５０２、ソース／ドレイン領域
５０４を有する。この非揮発性メモリ素子には強誘電性
キャパシタも形成されている。キャパシタは上部キャパ
シタ電極５１０、下部キャパシタ電極５１２および、電
極５１０、５１２の間に形成された強誘電性材料５１４
（例えば、ＰＺＴ）を備える。下部キャパシタ電極５１
２の下には中間層５１６（例えば、ＴｉＯ2）がある
が、この中間層５１６は基板５００上の絶縁層５１８上
に形成される。前述したように、本発明は下部電極５１
２および／または上部電極５１０として使用するための
優先配向性の調節された白金の蒸着に使用できる。
【００４０】図５は、本発明の特定の実施例により製造
できる集積回路素子の一例を示したものに過ぎず、他の
実施例により図５とは異なる素子を製造することができ
る。
できる集積回路素子の一例を示したものに過ぎず、他の
実施例により図５とは異なる素子を製造することができ
る。
【００４１】例示的薄膜形成装置の説明 本発明によれば、白金薄膜は次のような方法、即ち、Ｄ
Ｃ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦス
パッタリング法、有機金属化学気相蒸着法、部分イオン
化蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、電気メッキ法
のうちの一つの方法により蒸着できる。
Ｃ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣ／ＲＦス
パッタリング法、有機金属化学気相蒸着法、部分イオン
化蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、電気メッキ法
のうちの一つの方法により蒸着できる。
【００４２】図６は、本発明の一実施例により使用され
るＤＣスパッタリング装置６００のような薄膜形成装置
の概略図である。図６のスパッタリング装置において、
白金ターゲット６０２（蒸着する白金材料からなる板）
は１００〜２００ワットのＤＣ電源６０６の陰極に連結
され（ＲＦスパッタリング装置の場合は、ＲＦ電源に連
結される）、図６に示したように、白金ターゲット６０
２側に向かう基板ホルダ６０４は接地され、基板ホルダ
６０４下の加熱装置により加熱される。本実施例におい
て、基板の直径がそれぞれ２，４，６インチの場合に、
直径が２，４，６インチである白金ターゲット６０２を
使用することができる。後述する実施例では、直径４イ
ンチの白金ターゲット６０２と基板を使用した。アルゴ
ンのような不活性ガスはガスライン６０８を通じてガス
容器６１２からスパッタリング装置に供給され、この供
給されるガスの量は流量調節器６１０により調節され
る。前述したように、不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ又
はＸｅである。窒素を使用する場合、窒素ガス容器６１
４からのガスは流量調節器６１６により調節された量だ
けガスライン６０８を通じて供給される。酸素の供給も
同じく、流量調節器６１５により調節された量だけ酸素
ガス容器６１３からガスライン６０８を通じて供給され
る。本実施例では、バルブ６１８を不活性ガス容器６１
２、酸素ガス容器６１３、窒素ガス容器６１４に設け
る。本実施例においてスパッタリング装置は、基本圧力
を１０-6Ｔｏｒｒ以下に維持する。本実施例では、グロ
ー放電を起し、また、これを維持するために排気バルブ
６２４を使用して総ガス圧力を数ｍＴｏｒｒ範囲に維持
する。グロー放電が始ると、陽イオンがターゲットを打
ち、この時にターゲット６０２から白金原子が飛び出さ
れる。その後、スライディングシャッタ６２０を開けて
基板ホルダ６０４を露出させると、基板ホルダ６０４上
に設けられた基板６２２上に白金原子が凝縮され白金薄
膜を形成することになる。
るＤＣスパッタリング装置６００のような薄膜形成装置
の概略図である。図６のスパッタリング装置において、
白金ターゲット６０２（蒸着する白金材料からなる板）
は１００〜２００ワットのＤＣ電源６０６の陰極に連結
され（ＲＦスパッタリング装置の場合は、ＲＦ電源に連
結される）、図６に示したように、白金ターゲット６０
２側に向かう基板ホルダ６０４は接地され、基板ホルダ
６０４下の加熱装置により加熱される。本実施例におい
て、基板の直径がそれぞれ２，４，６インチの場合に、
直径が２，４，６インチである白金ターゲット６０２を
使用することができる。後述する実施例では、直径４イ
ンチの白金ターゲット６０２と基板を使用した。アルゴ
ンのような不活性ガスはガスライン６０８を通じてガス
容器６１２からスパッタリング装置に供給され、この供
給されるガスの量は流量調節器６１０により調節され
る。前述したように、不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ又
はＸｅである。窒素を使用する場合、窒素ガス容器６１
４からのガスは流量調節器６１６により調節された量だ
けガスライン６０８を通じて供給される。酸素の供給も
同じく、流量調節器６１５により調節された量だけ酸素
ガス容器６１３からガスライン６０８を通じて供給され
る。本実施例では、バルブ６１８を不活性ガス容器６１
２、酸素ガス容器６１３、窒素ガス容器６１４に設け
る。本実施例においてスパッタリング装置は、基本圧力
を１０-6Ｔｏｒｒ以下に維持する。本実施例では、グロ
ー放電を起し、また、これを維持するために排気バルブ
６２４を使用して総ガス圧力を数ｍＴｏｒｒ範囲に維持
する。グロー放電が始ると、陽イオンがターゲットを打
ち、この時にターゲット６０２から白金原子が飛び出さ
れる。その後、スライディングシャッタ６２０を開けて
基板ホルダ６０４を露出させると、基板ホルダ６０４上
に設けられた基板６２２上に白金原子が凝縮され白金薄
膜を形成することになる。
【００４３】本実施例において、ターゲット６０２と基
板ホルダ６０４は約３０°程度互いに傾いている。ま
た、スパッタリング蒸着中に基板ホルダ６０４は基板６
２２全体にわたり均一な白金薄膜を蒸着するために３rp
mで回転する。スパッタリング蒸着の前に、基板６２２
は基板ホルダ６０４が設けられているメインチャンバと
連結されたロードロックチャンバ（図示せず）を通じ、
棒磁石を用いてスパッタリング装置６００内に移動され
る。スパッタリング蒸着中にはメインチャンバ内の全体
ガス圧力は真空装置（図示せず）に連結された排気バル
ブ６２４により指定された値に調節される。排気バルブ
６２４は、さらに装置６００から出る排気量も調節す
る。本実施例のスパッタリング蒸着装置６００では、優
先配向性が調節された白金薄膜を基板６２２（本実施例
ではシリコン基板）上に蒸着するために補助電極を使用
しないという点に注目すべきである。幾つかの実施例で
はＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリングを行うため
に、マグネトロンガンを使用する。
板ホルダ６０４は約３０°程度互いに傾いている。ま
た、スパッタリング蒸着中に基板ホルダ６０４は基板６
２２全体にわたり均一な白金薄膜を蒸着するために３rp
mで回転する。スパッタリング蒸着の前に、基板６２２
は基板ホルダ６０４が設けられているメインチャンバと
連結されたロードロックチャンバ（図示せず）を通じ、
棒磁石を用いてスパッタリング装置６００内に移動され
る。スパッタリング蒸着中にはメインチャンバ内の全体
ガス圧力は真空装置（図示せず）に連結された排気バル
ブ６２４により指定された値に調節される。排気バルブ
６２４は、さらに装置６００から出る排気量も調節す
る。本実施例のスパッタリング蒸着装置６００では、優
先配向性が調節された白金薄膜を基板６２２（本実施例
ではシリコン基板）上に蒸着するために補助電極を使用
しないという点に注目すべきである。幾つかの実施例で
はＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリングを行うため
に、マグネトロンガンを使用する。
【００４４】例示的白金蒸着工程の説明 アルゴンのような不活性ガスと酸素ガスを使用して優先
配向性の調節された白金薄膜を蒸着するための蒸着条件
と条件パラメータは次の通りである。蒸着される白金薄
膜の配向性を調節するためには次の４つの条件パラメー
タが重要である。即ち、 基板温度（Ｔｓ）、より詳
細には、蒸着中の基板表面の温度、 ガス中の酸素ガ
ス含量（Ｆ02（％））＝１００×（Ｏ2分圧／総ガス圧
力）、 総ガス圧力（Ｐtot＝不活性ガス分圧＋Ｏ2分
圧）、より詳細には、膜蒸着中の総ガス圧力、 膜蒸
着速度（ＤＲ（Å／分）＝膜厚さ／膜蒸着時間）、の条
件パラメータが考えられるが、これらの４つの条件パラ
メータにより、蒸着された白金薄膜の種々の性質、例え
ば、優先配向性、ヒロックおよび／またはピンホールの
形成、膜の残留応力等が決定される。優先配向性が調節
され、欠陥のない白金薄膜を作るためには、上記４つの
条件パラメータはそれぞれ下記のように、或る特定範囲
内にあるように制御しなければならない。
配向性の調節された白金薄膜を蒸着するための蒸着条件
と条件パラメータは次の通りである。蒸着される白金薄
膜の配向性を調節するためには次の４つの条件パラメー
タが重要である。即ち、 基板温度（Ｔｓ）、より詳
細には、蒸着中の基板表面の温度、 ガス中の酸素ガ
ス含量（Ｆ02（％））＝１００×（Ｏ2分圧／総ガス圧
力）、 総ガス圧力（Ｐtot＝不活性ガス分圧＋Ｏ2分
圧）、より詳細には、膜蒸着中の総ガス圧力、 膜蒸
着速度（ＤＲ（Å／分）＝膜厚さ／膜蒸着時間）、の条
件パラメータが考えられるが、これらの４つの条件パラ
メータにより、蒸着された白金薄膜の種々の性質、例え
ば、優先配向性、ヒロックおよび／またはピンホールの
形成、膜の残留応力等が決定される。優先配向性が調節
され、欠陥のない白金薄膜を作るためには、上記４つの
条件パラメータはそれぞれ下記のように、或る特定範囲
内にあるように制御しなければならない。
【００４５】（２００）優先配向された白金薄膜に対す
る蒸着条件 図７（ａ）〜図７（ｄ）は、蒸着された白金薄膜におい
ての（２００）優先配向度（％）と上記４つの条件パラ
メータとの関係を示す。特に、（２００）優先配向度は
次のように定義される。
る蒸着条件 図７（ａ）〜図７（ｄ）は、蒸着された白金薄膜におい
ての（２００）優先配向度（％）と上記４つの条件パラ
メータとの関係を示す。特に、（２００）優先配向度は
次のように定義される。
【００４６】 ｆ(200)＝１００×［（Ｉ(200)）／（Ｉ(111)＋Ｉ(200)＋Ｉ(220)）］（％） ［Ｉ(hkl)は：（ｈｋｌ）平面のＸ線回折強度］ 図７（ａ）は、基板温度（Ｔｓ）の変化が（２００）配
向度に及ぼす影響を示す。図７（ａ）のデータにおい
て、Ｐtot＝２ｍＴｏｒｒ、ＤＲ＝１３０Å／分であ
る。酸素の量が少ない場合（Ｆ02＝３％）、（２００）
配向性を得るための温度（Ｔｓ）の範囲は図７（ａ）に
示したように、酸素の量が多い場合（Ｆ02＝１５％）よ
り一層低い。Ｆ02＝３％の場合、１００％に近い（２０
０）配向性は基板温度が約１８０℃の時に得られ、ま
た、Ｆ02＝５％の場合、１００％に近い（２００）配向
性は基板温度が約４１０℃の時に得られる。
向度に及ぼす影響を示す。図７（ａ）のデータにおい
て、Ｐtot＝２ｍＴｏｒｒ、ＤＲ＝１３０Å／分であ
る。酸素の量が少ない場合（Ｆ02＝３％）、（２００）
配向性を得るための温度（Ｔｓ）の範囲は図７（ａ）に
示したように、酸素の量が多い場合（Ｆ02＝１５％）よ
り一層低い。Ｆ02＝３％の場合、１００％に近い（２０
０）配向性は基板温度が約１８０℃の時に得られ、ま
た、Ｆ02＝５％の場合、１００％に近い（２００）配向
性は基板温度が約４１０℃の時に得られる。
【００４７】図７（ｂ）は、酸素含量（Ｆ02）が（２０
０）配向度に及ぼす影響を示す。図７（ｂ）のデータに
おいて、Ｐtot＝１０ｍＴｏｒｒ、ＤＲ＝１５０Å／分
である。図７（ｂ）に示したように、低いＴｓ（例え
ば、１００℃）の場合、（２００）配向性を得るための
酸素含量は、Ｔｓが高い（５００℃）場合よりも低い。
酸素含量が約５％の場合、ほぼ１００％の（２００）配
向性は白金薄膜を１００℃基板温度で蒸着した時に得ら
れる。これに対し、酸素含量が約１３％の場合、ほぼ１
００％の（２００）配向性は白金薄膜を５００℃基板温
度で蒸着した時に得られる。
０）配向度に及ぼす影響を示す。図７（ｂ）のデータに
おいて、Ｐtot＝１０ｍＴｏｒｒ、ＤＲ＝１５０Å／分
である。図７（ｂ）に示したように、低いＴｓ（例え
ば、１００℃）の場合、（２００）配向性を得るための
酸素含量は、Ｔｓが高い（５００℃）場合よりも低い。
酸素含量が約５％の場合、ほぼ１００％の（２００）配
向性は白金薄膜を１００℃基板温度で蒸着した時に得ら
れる。これに対し、酸素含量が約１３％の場合、ほぼ１
００％の（２００）配向性は白金薄膜を５００℃基板温
度で蒸着した時に得られる。
【００４８】図７（ｃ）は、総ガス圧力（Ｐtot）の変
化が（２００）優先配向度に及ぼす影響を示す。図７
（ｃ）のデータにおいて、Ｆ02＝６％、Ｔｓ＝３００
℃、ＤＲ＝１５０Å／分である。図７（ｃ）に示したよ
うに、ほぼ１００％の（２００）配向調節された白金薄
膜を得るためには総ガス圧力を約１０〜１２ｍＴｏｒｒ
の範囲にあるようにしなければならない。
化が（２００）優先配向度に及ぼす影響を示す。図７
（ｃ）のデータにおいて、Ｆ02＝６％、Ｔｓ＝３００
℃、ＤＲ＝１５０Å／分である。図７（ｃ）に示したよ
うに、ほぼ１００％の（２００）配向調節された白金薄
膜を得るためには総ガス圧力を約１０〜１２ｍＴｏｒｒ
の範囲にあるようにしなければならない。
【００４９】図７（ｄ）は、蒸着速度が（２００）配向
度に及ぼす影響を示す。図７（ｄ）のデータにおいて、
Ｐtot＝１０ｍＴｏｒｒ、Ｔｓ＝３００℃である。酸素
含量が低い場合（Ｆ02＝３％）、（２００）優先配向性
を得るための蒸着速度の範囲は、図７ｄに示したよう
に、酸素含量が高い場合（Ｆ02＝５％）より低い。Ｆ02
＝３％の場合、ほぼ１００％の（２００）優先配向性を
得るためには、蒸着速度が約１４０Å／分である反面、
Ｆ02＝１５％の場合は、ほぼ１００％の（２００）優先
配向性を得るためには蒸着速度が約２６０Å／分であ
る。
度に及ぼす影響を示す。図７（ｄ）のデータにおいて、
Ｐtot＝１０ｍＴｏｒｒ、Ｔｓ＝３００℃である。酸素
含量が低い場合（Ｆ02＝３％）、（２００）優先配向性
を得るための蒸着速度の範囲は、図７ｄに示したよう
に、酸素含量が高い場合（Ｆ02＝５％）より低い。Ｆ02
＝３％の場合、ほぼ１００％の（２００）優先配向性を
得るためには、蒸着速度が約１４０Å／分である反面、
Ｆ02＝１５％の場合は、ほぼ１００％の（２００）優先
配向性を得るためには蒸着速度が約２６０Å／分であ
る。
【００５０】上記のような説明からわかるように、アル
ゴンと酸素ガス蒸着雰囲気での蒸着条件の好適な範囲
は、蒸着温度（Ｔｓ）は約１００〜５００℃、酸素の含
量（Ｆ02）は約３〜１５％、総ガス圧力（Ｐtot）は約
１０〜１２ｍＴｏｒｒ、蒸着速度（ＤＲ）は約１２０〜
２７０Å／分である。
ゴンと酸素ガス蒸着雰囲気での蒸着条件の好適な範囲
は、蒸着温度（Ｔｓ）は約１００〜５００℃、酸素の含
量（Ｆ02）は約３〜１５％、総ガス圧力（Ｐtot）は約
１０〜１２ｍＴｏｒｒ、蒸着速度（ＤＲ）は約１２０〜
２７０Å／分である。
【００５１】（１１１）優先配向された白金薄膜の蒸着
条件 蒸着された白金薄膜の（１１１）優先配向度は次のよう
に定義される。
条件 蒸着された白金薄膜の（１１１）優先配向度は次のよう
に定義される。
【００５２】ｆ(111)＝１００×［（Ｉ(111)）／（Ｉ
(111)＋Ｉ(200)＋Ｉ(220)）］（％） ［Ｉ(hkl)は（ｈｋｌ）平面のＸ線回折強度］ 好適な蒸着条件を定めるために、優先配向性が（１１
１）である白金薄膜を蒸着する実験を行った。（１１
１）優先配向された白金薄膜に対し、アルゴンと酸素ガ
ス雰囲気で好適な蒸着条件は、蒸着温度（Ｔｓ）は約１
００〜６００℃、酸素の含量（Ｆ02）は約１〜１０％、
総ガス圧力（Ｐtot）は約５〜７ｍＴｏｒｒ、蒸着速度
（ＤＲ）は約８０〜２４０Å／分である。このような蒸
着条件下で欠陥のない（１１１）優先配向された白金薄
膜が得られた。基板温度を高くすると、より高い酸素含
量が必要となる。また、総ガス圧力が低すぎかつ酸素含
量が高すぎると、（１１１）優先配向調節された白金薄
膜にヒロックが発生した。また、総ガス圧力が高すぎか
つ酸素含量が低すぎると、（１１１）優先配向調節され
た白金薄膜にピンホールが発生した。
(111)＋Ｉ(200)＋Ｉ(220)）］（％） ［Ｉ(hkl)は（ｈｋｌ）平面のＸ線回折強度］ 好適な蒸着条件を定めるために、優先配向性が（１１
１）である白金薄膜を蒸着する実験を行った。（１１
１）優先配向された白金薄膜に対し、アルゴンと酸素ガ
ス雰囲気で好適な蒸着条件は、蒸着温度（Ｔｓ）は約１
００〜６００℃、酸素の含量（Ｆ02）は約１〜１０％、
総ガス圧力（Ｐtot）は約５〜７ｍＴｏｒｒ、蒸着速度
（ＤＲ）は約８０〜２４０Å／分である。このような蒸
着条件下で欠陥のない（１１１）優先配向された白金薄
膜が得られた。基板温度を高くすると、より高い酸素含
量が必要となる。また、総ガス圧力が低すぎかつ酸素含
量が高すぎると、（１１１）優先配向調節された白金薄
膜にヒロックが発生した。また、総ガス圧力が高すぎか
つ酸素含量が低すぎると、（１１１）優先配向調節され
た白金薄膜にピンホールが発生した。
【００５３】（２２０）優先配向された白金の蒸着条件 蒸着された白金薄膜の（２２０）優先配向度は次のよう
に定義される。
に定義される。
【００５４】ｆ(220)＝１００×［（Ｉ(220)）／（Ｉ
(111)＋Ｉ(200)＋Ｉ(220)）］（％） ［Ｉ(hkl)は（ｈｋｌ）平面のＸ線回折強度］ 好適な蒸着条件を定めるために、優先配向性が（２２
０）である白金薄膜を蒸着する実験を行った。（２２
０）優先配向された白金薄膜に対し、アルゴンと酸素ガ
ス雰囲気において好適な蒸着条件は、蒸着温度（Ｔｓ）
は約１００〜５００℃、酸素の含量（Ｆ02）は約１５〜
２５％、総ガス圧力（Ｐtot）は約５〜６ｍＴｏｒｒ、
蒸着速度（ＤＲ）は約１００〜３００Å／分である。こ
のような蒸着条件下で欠陥のない（２２０）優先配向調
節された白金薄膜が得られた。（２２０）優先配向性白
金薄膜は低い圧力と高い酸素含量で得られた。ガスの圧
力が高すぎると、膜にヒロックが生じた。
(111)＋Ｉ(200)＋Ｉ(220)）］（％） ［Ｉ(hkl)は（ｈｋｌ）平面のＸ線回折強度］ 好適な蒸着条件を定めるために、優先配向性が（２２
０）である白金薄膜を蒸着する実験を行った。（２２
０）優先配向された白金薄膜に対し、アルゴンと酸素ガ
ス雰囲気において好適な蒸着条件は、蒸着温度（Ｔｓ）
は約１００〜５００℃、酸素の含量（Ｆ02）は約１５〜
２５％、総ガス圧力（Ｐtot）は約５〜６ｍＴｏｒｒ、
蒸着速度（ＤＲ）は約１００〜３００Å／分である。こ
のような蒸着条件下で欠陥のない（２２０）優先配向調
節された白金薄膜が得られた。（２２０）優先配向性白
金薄膜は低い圧力と高い酸素含量で得られた。ガスの圧
力が高すぎると、膜にヒロックが生じた。
【００５５】ここで、注目すべき点は、上記４つの条件
パラメータの値は汎用的に使用することはできないとい
うことである。即ち、利用する薄膜形成装備が変わる
と、特定性質を有する薄膜を得るために使用される条件
パラメータの値も変わる。例えば、これら条件パラメー
タは、メインチャンバの大きさ、ターゲットと基板との
間の距離のような幾何学的要因、或いはマグネトロンス
パッタリング装備の場合にはマグネトロンガンの磁気場
の強度のような要因等により変わる。
パラメータの値は汎用的に使用することはできないとい
うことである。即ち、利用する薄膜形成装備が変わる
と、特定性質を有する薄膜を得るために使用される条件
パラメータの値も変わる。例えば、これら条件パラメー
タは、メインチャンバの大きさ、ターゲットと基板との
間の距離のような幾何学的要因、或いはマグネトロンス
パッタリング装備の場合にはマグネトロンガンの磁気場
の強度のような要因等により変わる。
【００５６】優先配向性が調節されかつ欠陥のない白金
薄膜を得るためには、上記４つの条件パラメータの外
に、熱処理条件も重要である。蒸着された白金薄膜から
酸素成分ガスを除去するためには、熱処理温度の範囲を
約４５０〜１０００度にすることが望ましい。
薄膜を得るためには、上記４つの条件パラメータの外
に、熱処理条件も重要である。蒸着された白金薄膜から
酸素成分ガスを除去するためには、熱処理温度の範囲を
約４５０〜１０００度にすることが望ましい。
【００５７】実験結果実験例１ ＳｉＯ2絶縁層をシリコンウエハー上に形成した。酸素
含有雰囲気で厚さが２０００Åである白金薄膜を前記絶
縁層上に蒸着した。
含有雰囲気で厚さが２０００Åである白金薄膜を前記絶
縁層上に蒸着した。
【００５８】 − 蒸着方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング − 蒸着雰囲気：Ａｒ＋Ｏ2 − 全体蒸着雰囲気に対する酸素分圧比：１０％ − 基板温度：１５℃〜２０℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、８００℃、２時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ａ）に示したよ
うに（２００）優先配向性を有する。
うに（２００）優先配向性を有する。
【００５９】実験例２ 基板温度を３００℃とし、熱処理条件を７００℃、１時
間とし、その他は実験例１と同一の条件で蒸着した。本
実施例で形成された白金薄膜は図８（ｂ）に示したよう
に（２００）優先配向性を有する。
間とし、その他は実験例１と同一の条件で蒸着した。本
実施例で形成された白金薄膜は図８（ｂ）に示したよう
に（２００）優先配向性を有する。
【００６０】実験例３ ＳｉＯ2絶縁層をシリコンウエハー上に形成し、厚さが
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
【００６１】 − 蒸着方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング − 蒸着雰囲気：Ａｒ＋Ｏ2 − 全体蒸着雰囲気に対する酸素分圧比：３０％ − 基板温度：６００℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、７００℃、１時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ｃ）に示したよ
うに（１１１）優先配向性を有する。
うに（１１１）優先配向性を有する。
【００６２】実験例４ ＳｉＯ2絶縁層をシリコンウエハー上に形成し、厚さが
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
【００６３】 − 蒸着方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング − 蒸着雰囲気：Ａｒ＋Ｏ2 − 全体蒸着雰囲気に対する酸素分圧比：１５％ − 基板温度：４００℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、７００℃、１時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ｄ）に示したよ
うに（１１１）配向性と（２００）配向性が混在する。
うに（１１１）配向性と（２００）配向性が混在する。
【００６４】実験例５ ＳｉＯ2絶縁層をシリコンウエハー上に形成し、厚さが
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に形成した。
【００６５】 − 蒸着方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング − 蒸着雰囲気：Ａｒ＋（Ｏ2＋Ｎ2） − 全体蒸着雰囲気に対する酸素−窒素混合ガスの分圧
比：２０％ − 基板温度：３００℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、６００℃、１時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ｅ）に示したよ
うに（２００）優先配向性を有する。
比：２０％ − 基板温度：３００℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、６００℃、１時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ｅ）に示したよ
うに（２００）優先配向性を有する。
【００６６】実験例６ 基板温度が５００℃である点を除外しては、実験例５と
同一の条件で実験を行った。本実施例で形成された白金
薄膜は図８（ｆ）に示したように（１１１）優先配向性
を有する。
同一の条件で実験を行った。本実施例で形成された白金
薄膜は図８（ｆ）に示したように（１１１）優先配向性
を有する。
【００６７】実験例７ 基板温度を１５℃〜２０℃とした点を除外しては、実験
例５と同一の条件で実験を行った。本実験例で形成され
た白金薄膜は図８（ｇ）に示したように（１１１）配向
性と（２００）配向性が混在する。
例５と同一の条件で実験を行った。本実験例で形成され
た白金薄膜は図８（ｇ）に示したように（１１１）配向
性と（２００）配向性が混在する。
【００６８】実験例８ ＳｉＯ2絶縁層をシリコンウエハー上に形成し、厚さが
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に蒸着した。
２０００Åである白金薄膜を酸素含有雰囲気で前記絶縁
層上に蒸着した。
【００６９】 − 蒸着方法：ＤＣマグネトロンスパッタリング − 蒸着雰囲気：Ａｒ＋Ｏ2 − 全体蒸着雰囲気に対する酸素分圧比：２５％ − 基板温度：２００℃ − 熱処理条件：空気雰囲気、６００℃、１時間 本実験例で形成された白金薄膜は図８（ｈ）に示したよ
うに（２００）優先配向性を有する。
うに（２００）優先配向性を有する。
【００７０】図９（ａ）と図９（ｂ）は従来の技術によ
り蒸着された白金薄膜をそれぞれ１００００倍に拡大し
た電子顕微鏡平面写真と、５００００倍に拡大した電子
顕微鏡断面写真を示している。ここで、白金薄膜はチタ
ン接着層が蒸着されたＳｉＯ2基板上にアルゴン雰囲気
で蒸着され、６００℃で約１時間熱処理される。図９
（ａ）から見られる白色斑点は従来技術による白金薄膜
のヒロックあるいは突出部である。なお、図９（ｂ）の
断面写真を通じて明らかなように、従来技術による白金
薄膜は、ヒロックが生じて極めて粗い面を有するように
なる。
り蒸着された白金薄膜をそれぞれ１００００倍に拡大し
た電子顕微鏡平面写真と、５００００倍に拡大した電子
顕微鏡断面写真を示している。ここで、白金薄膜はチタ
ン接着層が蒸着されたＳｉＯ2基板上にアルゴン雰囲気
で蒸着され、６００℃で約１時間熱処理される。図９
（ａ）から見られる白色斑点は従来技術による白金薄膜
のヒロックあるいは突出部である。なお、図９（ｂ）の
断面写真を通じて明らかなように、従来技術による白金
薄膜は、ヒロックが生じて極めて粗い面を有するように
なる。
【００７１】図９（ｃ）と図９（ｄ）は、本発明の実験
例３により蒸着された白金薄膜をそれぞれ５００００倍
に拡大した電子顕微鏡平面写真と断面写真を示してい
る。従来技術による白金薄膜と比較する時、本発明によ
る白金薄膜は図９（ｃ）に示したようにヒロック又は他
の欠陥がないことがわかる。また、図９（ｄ）からわか
るように白金薄膜の表面は平坦である。この例では、本
発明による白金薄膜はヒロックが生じず、表面が平坦で
あることを示している。
例３により蒸着された白金薄膜をそれぞれ５００００倍
に拡大した電子顕微鏡平面写真と断面写真を示してい
る。従来技術による白金薄膜と比較する時、本発明によ
る白金薄膜は図９（ｃ）に示したようにヒロック又は他
の欠陥がないことがわかる。また、図９（ｄ）からわか
るように白金薄膜の表面は平坦である。この例では、本
発明による白金薄膜はヒロックが生じず、表面が平坦で
あることを示している。
【００７２】本発明の他の実験例により形成された白金
薄膜も同じ結果を示した。これによって、本発明による
白金薄膜は従来技術による白金薄膜と比較する時、配向
性が調節されかつヒロックやピンホールやバックリング
等が生じず、緻密な構造を有することがわかる。本発明
による白金薄膜は電気的特性も優れ、抵抗が１５μΩ−
cm未満である。
薄膜も同じ結果を示した。これによって、本発明による
白金薄膜は従来技術による白金薄膜と比較する時、配向
性が調節されかつヒロックやピンホールやバックリング
等が生じず、緻密な構造を有することがわかる。本発明
による白金薄膜は電気的特性も優れ、抵抗が１５μΩ−
cm未満である。
【００７３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、不活性
ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対する酸素成分の
分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件のような条件パ
ラメータのうちの少なくとも一つを変化させることによ
り、白金薄膜の優先配向性を調節することができる。白
金薄膜の優先配向性を自由に調節できるので、白金薄膜
を下部電極として使用する特定の電子素子に要求される
特性を有する白金薄膜を形成することができる。
ガスと酸素成分を含有する全体ガスに対する酸素成分の
分圧比、蒸着中の基板温度、熱処理条件のような条件パ
ラメータのうちの少なくとも一つを変化させることによ
り、白金薄膜の優先配向性を調節することができる。白
金薄膜の優先配向性を自由に調節できるので、白金薄膜
を下部電極として使用する特定の電子素子に要求される
特性を有する白金薄膜を形成することができる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例により形
成された白金薄膜を備えた電子素子の製造ステップを説
明する断面図。
成された白金薄膜を備えた電子素子の製造ステップを説
明する断面図。
【図２】本発明の他の実施例により白金薄膜と基板とを
電気的に絶縁する絶縁層が蒸着される図１（ａ）〜図１
（ｃ）の方法の変更例を説明する断面図。
電気的に絶縁する絶縁層が蒸着される図１（ａ）〜図１
（ｃ）の方法の変更例を説明する断面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の
方法の他の変更例による製造ステップを説明する断面
図。
方法の他の変更例による製造ステップを説明する断面
図。
【図４】本発明のまた他の実施例により基板と白金薄膜
との間に絶縁層が介在された図３（ａ）〜図３（ｄ）の
製造方法の変更例を説明する断面図。
との間に絶縁層が介在された図３（ａ）〜図３（ｄ）の
製造方法の変更例を説明する断面図。
【図５】本発明の特定の実施例による非揮発性強誘電性
メモリ素子の断面図。
メモリ素子の断面図。
【図６】本発明の特定の実施例に使用され得る例示的薄
膜形成装置の概略図。
膜形成装置の概略図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の特定の実施例によ
る、蒸着された白金薄膜の（２００）優先配向度（％）
と４つの蒸着工程と条件パラメータとの関係を説明する
図面。
る、蒸着された白金薄膜の（２００）優先配向度（％）
と４つの蒸着工程と条件パラメータとの関係を説明する
図面。
【図８】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実験例１〜８によ
り蒸着された白金薄膜のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを
示すグラフ。
り蒸着された白金薄膜のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを
示すグラフ。
【図９】（ａ）と（ｂ）は、従来の方法により蒸着され
た白金薄膜をそれぞれ１００００倍に拡大した電子顕微
鏡平面写真及び５００００倍に拡大した電子顕微鏡断面
写真。（ｃ）と（ｄ）は、本発明の実験例３により蒸着
された白金薄膜を５００００倍に拡大した電子顕微鏡平
面及び断面写真。
た白金薄膜をそれぞれ１００００倍に拡大した電子顕微
鏡平面写真及び５００００倍に拡大した電子顕微鏡断面
写真。（ｃ）と（ｄ）は、本発明の実験例３により蒸着
された白金薄膜を５００００倍に拡大した電子顕微鏡平
面及び断面写真。
１００，３００ 基板 １０４，１０８，３０４，３０８ 白金薄膜 １１２，３１６ 酸化膜 １１６，３２０ 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 29/788 29/792 (73)特許権者 595178634 23−８ Ｙｏｉｄｏ−Ｄｏｎｇ，Ｙｏｕ ｎｇｄｕｎｇｐｏ−Ｇｕ， Ｓｅｏｕ ｌ， Ｋｏｒｅａ (72)発明者 禹賢廷 大韓民国 京畿道 城南市 盆唐区 金 谷洞東亜アパート 1004洞 1501号 (72)発明者 全東一 大韓民国 ソウル特別市 松坡区 可樂 洞雙龍アパート 305洞 1202号 (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 (56)参考文献 特開 平８−274046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/285 301
Claims (39)
- 【請求項１】メモリ素子とセンサ素子に使用され、優先
配向性が（１１１）、（２００）および／または（２２
０）に調節された白金薄膜を形成する方法において、 シリコン基板を提供するステップと、 前記シリコン基板の上部面に絶縁層を形成するステップ
と、 Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2Ｏ，Ｎ2＋Ｏ2及びこれらの混合ガス等の
群から選択された酸素成分と不活性ガスが混合された雰
囲気で前記絶縁層の上部面に白金薄膜を蒸着して前記酸
素成分を含有する白金薄膜を得るための白金薄膜蒸着ス
テップと、 前記酸素成分を含有する白金薄膜を白金酸化物の分解温
度より高い４５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ス
テップで混入されたガスを前記白金薄膜から除去するこ
とにより、前記白金薄膜はヒロック、ピンホール、気孔
のような欠陥のない微細構造を有し、白金薄膜の抵抗が
１５μΩ-cm未満となるようにする熱処理ステップと、
を含むことを特徴とする白金薄膜形成方法。 - 【請求項２】前記白金薄膜の優先配向性は、前記不活性
ガスと酸素成分が混合された全体ガスに対する酸素成分
の分圧比、前記蒸着中の基板温度、熱処理条件のうち、
少なくとも一つの条件パラメータにより調節されること
を特徴とする請求項１に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項３】前記不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項１
に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項４】前記酸素成分の分圧比は５０％以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項５】前記蒸着中の基板温度は、１５〜７００℃
の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の白金薄
膜形成方法。 - 【請求項６】次式 ｆ（ｈｋｌ）＝Ｉ（ｈｋｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）×１００
（％） ここで、（ｈｋｌ）は（１１１）、（２００）、（２２
０） ＩはＸ線の回折強度 ΣＩ（ｈｋｌ）＝Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ（２
２０） で表される白金薄膜の優先配向度が８０％より大きくな
るように前記配向性が調節されることを特徴とする請求
項１に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項７】前記絶縁層は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＢＰ
ＳＧ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3，
ＢＳＧ，ＰＳＧ等の群から選択される材料により形成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の白金薄膜形成方
法。 - 【請求項８】前記白金薄膜は、ＤＣ／ＲＦスパッタリン
グ法、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、有機
金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、部
分イオン化ビーム蒸着法及び電気メッキ法等の群から選
択される方法により蒸着されることを特徴とする請求項
１に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項９】優先配向性が調節された白金薄膜を形成す
る方法において、 基板を提供するステップと、 Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2Ｏ，Ｎ2＋Ｏ2及びこれらの混合ガス等の
群から選択された酸素成分と不活性ガスが混合された雰
囲気で前記基板上に前記酸素成分を含有する白金薄膜を
得るための白金薄膜蒸着ステップと、 前記酸素成分を含有する白金薄膜を白金酸化物の分解温
度より高い４５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ス
テップで混入されたガスを前記白金薄膜から除去するス
テップと、を含むことを特徴とする白金薄膜形成方法。 - 【請求項１０】白金薄膜の蒸着前に、前記基板の上部表
面に絶縁層を形成するステップをさらに含むことを特徴
とする請求項９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項１１】前記絶縁層は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｂ
ＰＳＧ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ
2Ｏ3，ＢＳＧ，ＰＳＧ等の群から選択される材料により
形成されることを特徴とする請求項１０に記載の白金薄
膜形成方法。 - 【請求項１２】前記白金薄膜の優先配向性は、前記不活
性ガスと酸素成分が混合された全体ガスに対する酸素成
分の分圧比、前記蒸着中の基板温度、熱処理条件のう
ち、少なくとも一つの条件パラメータにより調節される
ことを特徴とする請求項９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項１３】前記不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘ
ｅのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項
９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項１４】前記全体ガスに対する酸素の分圧比は５
０％以下であることを特徴とする請求項９に記載の白金
薄膜形成方法。 - 【請求項１５】前記基板の温度は、１５〜７００℃の範
囲にあることを特徴とする請求項９に記載の白金薄膜形
成方法。 - 【請求項１６】次式 ｆ（ｈｋｌ）＝Ｉ（ｈｋｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）×１００
（％） ここで、（ｈｋｌ）は（１１１）、（２００）、（２２
０）、ＩはＸ線の回折強度、 ΣＩ（ｈｋｌ）＝Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ（２
２０） で表される白金薄膜の優先配向度が８０％より大きくな
るように前記配向性が調節されることを特徴とする請求
項９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項１７】前記白金薄膜は、熱処理後の抵抗が１５
μΩ-cm未満であることを特徴とする請求項９に記載の
白金薄膜形成方法。 - 【請求項１８】前記白金薄膜は、ＤＣ／ＲＦスパッタリ
ング法、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、有
機金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、
部分イオン化ビーム蒸着法及び電気メッキ法等の群から
選択される方法により蒸着されることを特徴とする請求
項９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項１９】前記基板は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマ
ニウム（Ｇｅ）又はダイヤモンド（Ｃ）の単一成分半導
体；ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＳｉＧｅ又はＳｉＣの化合物半
導体；ＳｒＴｉＯ3，ＬａＡｌＯ3，Ａｌ2Ｏ3，ＫＢｒ，
ＮａＣｌ，ＺｒＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａ
ｌＮ等のセラミック単結晶又は多結晶；Ａｕ，Ａｇ，Ａ
ｌ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｗ等の金属；ＢＳ
Ｇ，ＰＳＧ，ＢＰＳＧ，Ｓｉ等の非晶質／硝子質材料等
の群から選択された材料により形成されることを特徴と
する請求項９に記載の白金薄膜形成方法。 - 【請求項２０】優先配向性が（１００）、（２００）お
よび／または（２２０）に調節された白金薄膜を下部電
極として使用する電子素子を製造する方法において、 基板を提供するステップと、 Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2Ｏ，Ｎ2＋Ｏ2及びこれらの混合ガス等の
群から選択された酸素成分と不活性ガスが混合された雰
囲気で前記基板の上部面に前記酸素成分を含有する白金
薄膜を得るための白金薄膜蒸着ステップと、 前記酸素成分を含有する白金薄膜を白金酸化物の分解温
度より高い４５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ス
テップで混入されたガスを前記白金薄膜から除去するス
テップと、 前記白金薄膜の上部面に高誘電性／強誘電性薄膜を形成
するステップと、を含むことを特徴とする電子素子製造
方法。 - 【請求項２１】前記白金薄膜の優先配向性は、前記不活
性ガスと酸素成分が混合された全体ガスに対する酸素成
分の分圧比、前記蒸着中の基板温度、熱処理条件のう
ち、少なくとも一つの条件パラメータにより調節される
ことを特徴とする請求項２０に記載の電子素子製造方
法。 - 【請求項２２】前記白金薄膜の蒸着前に、前記基板の上
部表面に絶縁層を形成するステップをさらに含むことを
特徴とする請求項２０に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項２３】前記絶縁層は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｂ
ＰＳＧ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ
2Ｏ3，ＢＳＧ，ＰＳＧ等の群から選択される材料により
形成されることを特徴とする請求項２０に記載の電子素
子製造方法。 - 【請求項２４】前記不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘ
ｅのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項
２０に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項２５】前記全体ガスに対する酸素の分圧比は５
０％以下であることを特徴とする請求項２０に記載の電
子素子製造方法。 - 【請求項２６】前記基板の温度は、１５〜７００℃の範
囲にあることを特徴とする請求項２０に記載の電子素子
製造方法。 - 【請求項２７】次式 ｆ（ｈｋｌ）＝Ｉ（ｈｋｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）×１００
（％） ここで、（ｈｋｌ）は（１１１）、（２００）、（２２
０） ＩはＸ線の回折強度 ΣＩ（ｈｋｌ）＝Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ（２
２０） で表される白金薄膜の優先配向度が８０％より大きくな
るように前記配向性が調節されることを特徴とする請求
項２０に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項２８】前記白金薄膜は、ＤＣ／ＲＦスパッタリ
ング法、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、有
機金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、
部分イオン化ビーム蒸着法及び電気メッキ法等の群から
選択される方法により蒸着されることを特徴とする請求
項２０に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項２９】前記基板は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマ
ニウム（Ｇｅ）又はダイヤモンド（Ｃ）の単一成分半導
体；ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＳｉＧｅ，ＳｉＣ等の化合物半
導体；ＳｒＴｉＯ3，ＬａＡｌＯ3，Ａｌ2Ｏ3，ＫＢｒ，
ＮａＣｌ，ＺｒＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａ
ｌＮ等のセラミック単結晶又は多結晶；Ａｕ，Ａｇ，Ａ
ｌ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｗ等の金属；ＢＳ
Ｇ，ＰＳＧ，ＢＰＳＧ，Ｓｉ等の非晶質／硝子質材料等
の群から選択された材料により形成されることを特徴と
する請求項２０に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項３０】前記高誘電性／強誘電性薄膜は、ペロブ
スカイト構造の酸化膜｛ＢＴ（ＢａＴｉＯ3）、ＢＳＴ
（Ｂａ1-xＳｒxＴｉＯ3）、ＳＴ（ＳｒＴｉＯ3）、ＰＴ
（ＰｂＴｉＯ3）、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）、
ＰＬＴ（Ｐｂ1-xＬａxＴｉＯ3）、ＰＬＺＴ（ｘ／ｙ／
ｚＰｂ1-xＬａx）（ＺｒyＴｉz）1-x/4Ｏ3）、ＰＭＮ
（ＰｂＭｇ1/3Ｎｂ2/3Ｏ3）、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ
3、ＫＮｂＯ3、Ｋ（Ｔａ、Ｎｂ）Ｏ3、ＣａＴｉＯ3、Ｓ
ｒＳｎＯ3、ＮａＮｂＯ3、ＬａＡｌＯ3、ＹＡｌＯ3｝；
ビスマス層状ペロブスカイト構造の酸化膜｛ＳｒＢｉ2
Ｎｂ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2Ｔｉ2Ｏ9、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9、Ｓ
ｒＢｉ2（ＴａxＮｂ1-x）2Ｏ9、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12｝；タ
ングステン−ブロンズ型構造の酸化膜｛Ｓｒ1-xＢａxＮ
ｂ2Ｏ6、（Ｓｒ、Ｂａ）0.8ＲxＮａ0.4Ｎｂ2Ｏ6（Ｒ；
Ｃｒ、Ｚｎ、Ｙ）、（Ｐｂ、Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｋ、Ｓ
ｒ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｐｂ、Ｋ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ
15、Ｋ3Ｌｉ2Ｎｂ5Ｏ15、（Ｋ、Ｎａ）3Ｌｉ2Ｎｂ
5Ｏ15、Ｋ2ＬｉＮｂ5Ｏ15｝；ＲｅＭｎＯ3（Ｒｅは稀土
類元素）；ＢａＭＦ4（ＭはＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ又
はＺｎ）；及びＫＭｇＦ3等の群から選択された材料に
より形成されることを特徴とする請求項２０に記載の電
子素子製造方法。 - 【請求項３１】優先配向性が（１００）、（２００）お
よび／または（２２０）に調節された白金薄膜を上部電
極として使用する電子素子を製造する方法において、 基板を提供するステップと、 下部電極を前記基板の上部面に蒸着するステップと、 前記下部電極の上部面に高誘電性／強誘電性薄膜を形成
するステップと、 Ｏ2，Ｏ3，Ｎ2Ｏ，Ｎ2＋Ｏ2及びこれらの混合ガス等の
群から選択された酸素成分と不活性ガスが混合された雰
囲気で前記高誘電性／強誘電性薄膜の上部面に前記上部
電極を蒸着して前記酸素成分を含有する白金薄膜を得る
ための白金薄膜蒸着ステップと、 前記酸素成分を含有する白金薄膜を白金酸化物の分解温
度より高い４５０〜１０００℃で熱処理して前記蒸着ス
テップで混入されたガスを前記白金薄膜から除去するス
テップと、を含むことを特徴とする電子素子製造方法。 - 【請求項３２】前記白金薄膜の優先配向性は、前記不活
性ガスと酸素成分が混合された全体ガスに対する酸素成
分の分圧比、前記蒸着中の基板温度、熱処理条件のう
ち、少なくとも一つの条件パラメータにより調節される
ことを特徴とする請求項３１に記載の電子素子製造方
法。 - 【請求項３３】前記下部電極の蒸着前に、前記基板の上
部表面に絶縁層を形成するステップをさらに含むことを
特徴とする請求項３１に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項３４】前記絶縁層は、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｂ
ＰＳＧ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ
2Ｏ3，ＢＳＧ，ＰＳＧ等の群から選択される材料により
形成されることを特徴とする請求項３３に記載の電子素
子製造方法。 - 【請求項３５】前記不活性ガスはＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘ
ｅのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項
３１に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項３６】前記全体ガスに対する酸素の分圧比は５
０％以下であることを特徴とする請求項３１に記載の電
子素子製造方法。 - 【請求項３７】前記基板の温度は、１５〜７００℃の範
囲にあることを特徴とする請求項３１に記載の電子素子
製造方法。 - 【請求項３８】次式 ｆ（ｈｋｌ）＝Ｉ（ｈｋｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）×１００
（％） ここで、（ｈｋｌ）は（１１１）、（２００）、（２２
０） ＩはＸ線の回折強度 ΣＩ（ｈｋｌ）＝Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ（２
２０） で表される白金薄膜の優先配向度が８０％より大きくな
るように前記配向性が調節されることを特徴とする請求
項３１に記載の電子素子製造方法。 - 【請求項３９】前記白金薄膜は、ＤＣ／ＲＦスパッタリ
ング法、ＤＣ／ＲＦマグネトロンスパッタリング法、有
機金属化学気相蒸着法、真空蒸着法、レーザー蒸着法、
部分イオン化ビーム蒸着法及び電気メッキ法等の群から
選択される方法により蒸着されることを特徴とする請求
項３１に記載の電子素子製造方法。
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