JP3138128B2 - Dielectric thin film structure - Google Patents
Dielectric thin film structureInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電荷保持素子、応力検
出素子及びアクチュエータなどに好適な誘電体薄膜構造
物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric thin film structure suitable for a charge holding element, a stress detecting element, an actuator and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年注目されている薄膜材料として、一
般式ＡＢＯ3 で構成されるペロブスカイト型構造を有す
る誘電体材料がある。このうち、ＡサイトがＰｂ、Ｂ
ａ、Ｓｒ又はＬａの少なくとも１種類、ＢサイトがＴｉ
及びＺｒのうち少なくとも１種類の元素を含むＡＢＯ3
としては、ＰｂＴｉＯ3 系、ＢａＴｉＯ3 系に代表され
る強誘電体材料が広く知られている。そして、これらが
優れた強誘電性、圧電性、焦電性、電気光学特性等を示
すことから、これらの特性を利用したメモリ、センサ及
びフィルタなど種々の機能デバイスが検討されている。
この他、ＰｂＺｒＯ 3 、ＰｂＨｆＯ3 などは反強誘電特
性を示し、ある一定の電界、温度又は応力を与えると強
誘電転移を起こすといった興味深い性質を有している
が、その薄膜作製は困難であり、現在のところ応用には
至っていない。2. Description of the Related Art As a thin film material that has been receiving attention in recent years,
General ABOThreeHas a perovskite-type structure composed of
There is a dielectric material. A site is Pb and B site
a, Sr or La at least one type, and B site is Ti
Containing at least one element of Zr and ZrThree
As PbTiOThreeSystem, BaTiOThreeRepresented by the system
Ferroelectric materials are widely known. And these are
Shows excellent ferroelectric, piezoelectric, pyroelectric, electro-optical properties, etc.
Therefore, memory, sensors and
Various functional devices such as filters and filters are being studied.
In addition, PbZrO Three, PbHfOThreeEtc. are antiferroelectric
Property, and is strong when given a certain electric field, temperature or stress.
Has interesting properties such as causing a dielectric transition
However, it is difficult to make the thin film,
Not reached.
【０００３】ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセス
メモリ）をはじめとする半導体を用いたメモリに関する
研究開発は近年盛んに行われており、その高密度化の要
となる技術として、微細加工技術と共にキャパシタの構
成材料となる高誘電率強誘電体薄膜の開発が挙げられて
いる。特に鉛系の強誘電体であるＰｂ（Ｚｒx Ｔ
ｉ1- x ）Ｏ3 （以下、これらを「ＰＺＴ」という）は比
誘電率が１０００以上の高い値を示し、かつ、印加した
電界を切った状態でも高い残留分極を保持する優れた強
誘電特性を示すことから、ＤＲＡＭだけでなく不揮発メ
モリへの応用も考えられている。これらの誘電体は結晶
方向によってその電気的特性が異なるため、それぞれの
応用を考慮した結晶配向膜を形成することにより、各種
の特性を最大限に引き出すことができる。Research and development on memories using semiconductors such as DRAMs (Dynamic Random Access Memories) have been actively carried out in recent years. Development of a high dielectric constant ferroelectric thin film has been described. In particular, Pb (Zr x T) which is a lead-based ferroelectric substance
i 1- x ) O 3 (hereinafter referred to as “PZT”) has a high relative dielectric constant of 1000 or more, and has excellent ferroelectricity that maintains high remanent polarization even when the applied electric field is cut off. Because of its characteristics, application to nonvolatile memories as well as DRAMs has been considered. Since these dielectrics have different electrical characteristics depending on the crystal direction, various characteristics can be maximized by forming a crystal orientation film in consideration of each application.
【０００４】また、反強誘電体は、ある一定の電界や応
力を加えると強誘電転移を起こし、その転移によって強
誘電体よりも大きな歪又は電荷が発生することが分かっ
ており、その発生は強誘電体のようにアナログ的なもの
でなく、転移点を境としたデジタル的なものである。こ
のことから、反強誘電体を使用したデジタル的な動作を
する高感度圧力センサ、加速度センサなどの応力検出
器、又はアクチュエータへの適用が考えられている。It has been known that an antiferroelectric substance undergoes ferroelectric transition when a certain electric field or stress is applied thereto, and the transition generates a larger strain or electric charge than the ferroelectric substance. It is not analog like a ferroelectric, but digital at the transition point. For this reason, application to a stress detector such as a high-sensitivity pressure sensor, an acceleration sensor, or the like, which operates digitally using an antiferroelectric substance, or an actuator has been considered.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ＰＺＴ薄膜は、上述し
たように高い比誘電率を有しかつ優れた強誘電特性から
各種の応用が考えられているが、これまでは均一の組成
を有する膜を基板上に堆積させ、その特性を評価するに
とどまっていた。メモリへの応用を考えた場合、室温で
高い比誘電率又は自発分極を有する強誘電体薄膜を開発
することがメモリの性能を向上させる上で必要である。
このような高性能強誘電体薄膜として、異なる種類の誘
電体薄膜、例えばＰＺＴを構成しているＰｂＴｉＯ3 と
ＰｂＺｒＯ 3 を一定の厚みで積層させる等の方法によ
り、高誘電率化、又は強誘電性と反強誘電性との複合効
果によるこれまでに無い残留分極特性を有する誘電体の
開発が考えられるが、その効果についてはその作製技術
が困難であることから、よく知られていなかった。The PZT thin film is as described above.
Has a high relative dielectric constant and excellent ferroelectric properties
Various applications are considered, but until now a uniform composition
To deposit a film with
I was staying. When considering application to memory, at room temperature
Development of ferroelectric thin film with high relative permittivity or spontaneous polarization
Is necessary to improve the performance of the memory.
Different types of such ferroelectric thin films
Electric thin film, for example, PbTiO constituting PZTThreeWhen
PbZrO ThreeTo a certain thickness, etc.
High dielectric constant, or the combined effect of ferroelectricity and antiferroelectricity.
Of dielectric material with unprecedented remanent polarization characteristics
Development is conceivable, but the effect is
Was not well known because of the difficulty.
【０００６】また、反強誘電体は、前述した特性から各
種の応用が考えられており、これを薄膜化することによ
って超小型応力検出素子又はアクチュエータを実現する
ことができる。Various applications of the antiferroelectric substance are considered from the above-mentioned characteristics, and a microminiature stress detecting element or actuator can be realized by thinning the antiferroelectric substance.
【０００７】しかし、その薄膜化については、その代表
的なものであるＰｂＺｒＯ3 を主体とした化合物の構成
物であるＰｂＯとＺｒＯ2 との化学的親和力の悪さなど
から、これまでのところ高品質薄膜の作製は困難であ
り、また、反強誘電体を薄膜化したときの特性について
も不明なところが多かった。[0007] However, the thinning of the thin film has been considered to be of high quality because of the poor chemical affinity between PbO, which is a typical compound composed mainly of PbZrO 3 , and ZrO 2. It was difficult to prepare a thin film, and there were many unclear characteristics when the antiferroelectric material was made into a thin film.
【０００８】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、高い比誘電率又は高性能残留分極特性を有する誘
電体薄膜構造物を提供し、高性能メモリ素子を実現する
ことを目的とする。また、これらの誘電体薄膜構造物を
用いることにより、小型高感度応力検出素子及びアクチ
ュエータを実現することを目的とする。An object of the present invention is to provide a dielectric thin film structure having a high relative dielectric constant or a high performance remanent polarization characteristic in order to solve the problems of the prior art, and to realize a high performance memory device. . It is another object of the present invention to realize a small and highly sensitive stress detecting element and an actuator by using these dielectric thin film structures.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る誘電体薄膜構造物の第１の構成は、ペ
ロブスカイト型強誘電体薄膜と、ペロブスカイト型反強
誘電体薄膜との積層構造を有する誘電体薄膜構造物であ
って、前記ペロブスカイト型強誘電体薄膜の膜厚が５０
オングストローム以下であり、前記ペロブスカイト型反
強誘電体薄膜の膜厚が５００オングストローム以上であ
ることを特徴とする。To achieve the above object, according to an aspect of the first configuration of the engagement Ru dielectric thin film structure in the present invention includes a perovskite-type ferroelectric film, the perovskite type anti-ferroelectric thin film Dielectric thin film structure having a laminated structure
Thus, the perovskite ferroelectric thin film has a thickness of 50
Angstrom or less, and the perovskite type
The thickness of the ferroelectric thin film is 500 Å or more.
It is characterized by that .
【００１０】また、前記第１の構成においては、ペロブ
スカイト型強誘電体薄膜がＰｂとＴｉを主成分とし、ペ
ロブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分と
するのが好ましい。In the first configuration, it is preferable that the perovskite-type ferroelectric thin film contains Pb and Ti as main components, and the perovskite-type antiferroelectric thin film contains Pb and Zr as main components.
【００１１】また、本発明にかかる誘電体薄膜構造物の
第２の構成は、ペロブスカイト型常誘電体薄膜と、ペロ
ブスカイト型反強誘電体薄膜との積層構造を有するとい
う構成を備えたものである。A second structure of the dielectric thin film structure according to the present invention is provided with a structure having a laminated structure of a perovskite-type paraelectric thin film and a perovskite-type antiferroelectric thin film. .
【００１２】また、前記第２の構成においては、ペロブ
スカイト型常誘電体薄膜がＳｒとＴｉを主成分とし、ペ
ロブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分と
するのが好ましい。In the second configuration, the perovskite-type paraelectric thin film preferably contains Sr and Ti as main components, and the perovskite-type antiferroelectric thin film preferably contains Pb and Zr as main components.
【００１３】また、前記第２の構成においては、ペロブ
スカイト型常誘電体薄膜の膜厚が５０オングストローム
以下であり、ペロブスカイト型反強誘電体薄膜の膜厚が
５００オングストローム以上であるのが好ましい。Further, in the second configuration, the perov
It is preferable that the thickness of the skyte type paraelectric thin film is 50 Å or less, and the thickness of the perovskite type antiferroelectric thin film is 500 Å or more.
【００１４】[0014]
【作用】前記本発明の第１又は第２の構成によれば、均
一な組成の誘電体薄膜よりも高い比誘電率を有する誘電
体薄膜構造物を実現することができる。According to the first or second configuration of the present invention, a dielectric thin film structure having a higher dielectric constant than a dielectric thin film having a uniform composition can be realized.
【００１５】また、前記第１の構成において、ペロブス
カイト型強誘電体薄膜がＰｂとＴｉを主成分とし、ペロ
ブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分とす
るという好ましい構成によれば、高誘電率を実現するこ
とができ、これを利用することにより従来よりも小さな
面積で十分な電荷を蓄積することのできる電荷保持素子
を提供することができる。According to a preferred configuration of the first configuration, the perovskite-type ferroelectric thin film mainly contains Pb and Ti, and the perovskite-type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr. A high dielectric constant can be realized, and by utilizing this, it is possible to provide a charge retention element that can store a sufficient amount of charge in a smaller area than before.
【００１６】また、前記第２の構成において、ペロブス
カイト型常誘電体薄膜がＳｒとＴｉを主成分とし、ペロ
ブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分とす
るという好ましい構成によれば、高誘電率を実現するこ
とができ、これを利用することにより従来よりも小さな
面積で十分な電荷を蓄積することのできる電荷保持素子
を提供することができる。Further, according to the second structure, the perovskite-type paraelectric thin film mainly contains Sr and Ti, and the perovskite-type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr. A high dielectric constant can be realized, and by utilizing this, it is possible to provide a charge retention element that can store a sufficient amount of charge in a smaller area than before.
【００１７】また、前記構成において、反強誘電体以外
の誘電体薄膜の膜厚が５０オングストローム以下であ
り、反強誘電体薄膜の膜厚が５００オングストローム以
上であるという好ましい構成によれば、良好な反強誘電
特性を実現することができ、高感度な応力検出素子又は
アクチュエータを提供することができる。Further, according to the preferred configuration, the thickness of the dielectric thin film other than the anti-ferroelectric is 50 Å or less, and the thickness of the anti-ferroelectric thin film is 500 Å or more. It is possible to provide a highly sensitive stress detecting element or actuator that can realize excellent antiferroelectric characteristics.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。 （実施例１）図１は本発明に係る誘電体薄膜構造物の一
実施例を示す断面図である。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a dielectric thin film structure according to the present invention.
【００１９】本誘電体薄膜を成長させる基板１として
は、配向した結晶性薄膜を得ることができることから、
誘電体薄膜とエピタキシャル関係にあるものを用いるの
が好ましい。具体的には、酸化マグネシウム、サファイ
ア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ）、チタン酸ストロンチウム等の単
結晶の基板や、これらの基板又は半導体などの表面に白
金などの電極を配向させて蒸着したものを用いた。基板
１の上には、第１層としてペロブスカイト型強誘電体薄
膜２を形成し、このペロブスカイト型強誘電体薄膜２の
上には第２層としてペロブスカイト型反強誘電体薄膜３
を形成した。このような２層構造を１回以上繰り返すこ
とにより、２層以上の積層構造を有する誘電体薄膜構造
物を作製した。この場合、ペロブスカイト型強誘電体薄
膜２の膜厚としては、ペロブスカイト型反強誘電体薄膜
３の電気的特性に影響を及ぼさないことから、５０オン
グストローム以下であるのが好ましい。As the substrate 1 on which the present dielectric thin film is grown, an oriented crystalline thin film can be obtained.
It is preferable to use one having an epitaxial relationship with the dielectric thin film. Specifically, a substrate of a single crystal such as magnesium oxide, sapphire (α-Al 2 O 3 ), strontium titanate, or the like, or a substrate obtained by aligning and depositing an electrode such as platinum on the surface of such a substrate or a semiconductor. Using. On the substrate 1, a perovskite ferroelectric thin film 2 is formed as a first layer, and on the perovskite ferroelectric thin film 2, a perovskite antiferroelectric thin film 3 is formed as a second layer.
Was formed. By repeating such a two-layer structure at least once, a dielectric thin film structure having a laminated structure of two or more layers was produced. In this case, the thickness of the perovskite-type ferroelectric thin film 2 is preferably 50 Å or less, since it does not affect the electrical characteristics of the perovskite-type antiferroelectric thin film 3.
【００２０】基板１としてＳｉ上に白金を蒸着したもの
を用い、ペロブスカイト型強誘電体薄膜２としてＰｂＴ
ｉＯ3 、ペロブスカイト型反強誘電体薄膜３としてＰｂ
ＺｒＯ3 を用い、１層当たりの膜厚を５０オングストロ
ームとして２０層からなる１０００オングストロームの
誘電体薄膜構造物を作製した。この誘電体薄膜構造物の
比誘電率は２０００以上の高い値を示した。比較のため
に、Ｚｒ／Ｔｉ＝５０／５０の均一な組成を有する同様
のＰＺＴ薄膜を作製したところ、その比誘電率は１００
０以下であり、本発明に係る誘電体薄膜構造物の方がよ
り高い値を示すことが分かった。この原因については今
のところ詳しく分かっていないが、薄い膜厚の種類の異
なる誘電体薄膜を積層することにより、それぞれの薄膜
に応力が働き、その結果、高い誘電率を有するに至った
ものと考えられる。A substrate 1 is formed by depositing platinum on Si, and a perovskite-type ferroelectric thin film 2 is made of PbT
iO 3 , Pb as perovskite type antiferroelectric thin film 3
Using ZrO 3 , a film thickness per one layer was set to 50 Å, and a dielectric thin film structure of 1000 Å consisting of 20 layers was produced. The relative dielectric constant of this dielectric thin film structure showed a high value of 2000 or more. For comparison, a similar PZT thin film having a uniform composition of Zr / Ti = 50/50 was prepared.
0 or less, indicating that the dielectric thin film structure according to the present invention shows a higher value. The cause of this is not known in detail at this time, but by stacking different types of thin dielectric films, stress acts on each thin film, resulting in a high dielectric constant. Conceivable.
【００２１】（実施例２）図１において、ペロブスカイ
ト型強誘電体薄膜２の代わりにペロブスカイト型常誘電
体薄膜を用い、これとペロブスカイト型反強誘電体とを
積層させて同様の誘電体薄膜構造物を作製した。ペロブ
スカイト型常誘電体薄膜としてＳｒＴｉＯ 3 、ペロブス
カイト型反強誘電体薄膜としてＰｂＺｒＯ3 を用い、１
層当たりの膜厚を５０オングストロームとして２０層か
らなる１０００オングストロームの誘電体薄膜構造物を
作製した。この誘電体薄膜構造物の比誘電率は１２００
以上の高い値を示した。(Embodiment 2) In FIG.
Perovskite paraelectric instead of ferroelectric thin film 2
Body thin film and a perovskite antiferroelectric
By laminating, a similar dielectric thin film structure was produced. Perov
SrTiO as a skyte type paraelectric thin film Three, Perovs
PbZrO as a kite-type antiferroelectric thin filmThreeUsing 1
20 layers with a thickness of 50 Å per layer
1000 Å dielectric thin film structure
Produced. The dielectric constant of this dielectric thin film structure is 1200
The above values were high.
【００２２】（実施例３）上記実施例１、２で得られた
誘電体薄膜構造物を半導体素子の上に形成し、電荷保持
部として用いたところ、その面積が従来用いていたシリ
コン酸化膜の１／１００程度でも十分な電荷を蓄積する
ことができ、良好なメモリ動作を示すことが分かった。(Embodiment 3) When the dielectric thin film structure obtained in the above Embodiments 1 and 2 was formed on a semiconductor element and used as a charge holding portion, the area thereof was a silicon oxide film conventionally used. It has been found that a sufficient charge can be accumulated even at about 1/100 of the above, and a good memory operation is exhibited.
【００２３】（実施例４）表面に電極を有する基板の上
に第１層として膜厚５０オングストロームのＰｂＴｉＯ
3 薄膜を形成し、その上に第２層として膜厚１０μｍの
ＰｂＺｒＯ3 薄膜を形成することにより、誘電体薄膜構
造物を作製した。このように比較的形成が容易なペロブ
スカイト型ＰｂＴｉＯ3 を予め形成することにより、ほ
ぼ同様の結晶構造を有する反強誘電体ＰｂＺｒＯ3 薄膜
を結晶性よく形成することができた。この誘電体薄膜構
造物の上に上部電極を蒸着し、電極間に８０ＭＰａの応
力を加えたところ、１００ｍＣ／ｍ2 以上の電荷が発生
した。そして、この電荷を検出することにより、良好な
特性を有する応力検出素子を実現することができた。(Embodiment 4) PbTiO having a thickness of 50 angstroms was formed as a first layer on a substrate having electrodes on the surface.
Three thin films were formed, and a PbZrO 3 thin film having a thickness of 10 μm was formed thereon as a second layer, thereby producing a dielectric thin film structure. By forming the perovskite-type PbTiO 3 which is relatively easy to form in this way, an antiferroelectric PbZrO 3 thin film having substantially the same crystal structure can be formed with good crystallinity. When an upper electrode was deposited on the dielectric thin film structure and a stress of 80 MPa was applied between the electrodes, a charge of 100 mC / m 2 or more was generated. Then, by detecting this charge, a stress detecting element having good characteristics could be realized.
【００２４】尚、本実施例４においては、第１層として
ペロブスカイト型強誘電体薄膜であるＰｂＴｉＯ3 を用
いているが、必ずしも強誘電体薄膜に限定されるもので
はなく、ペロブスカイト型常誘電体薄膜であるＳｒＴｉ
Ｏ3 等を用いても同様の特性を有する応力検出素子を実
現することができた。In the fourth embodiment, PbTiO 3 , which is a perovskite type ferroelectric thin film, is used as the first layer. However, the present invention is not necessarily limited to the ferroelectric thin film, and the perovskite type paraelectric material is not limited thereto. SrTi thin film
Even if O 3 or the like was used, a stress detecting element having similar characteristics could be realized.
【００２５】（実施例５）実施例４と同様に、表面に電
極を有する基板の上に第１層として膜厚５０オングスト
ロームのＰｂＴｉＯ3 を形成し、その上に第２層として
膜厚１０μｍのＰｂＺｒＯ3 を形成することにより、誘
電体薄膜構造物を作製した。そして、この誘電体薄膜構
造物に上部電極を蒸着し、電極間に電圧を印加した。１
Ｖ以下の電圧を印加した場合にはほとんど変化が見られ
なかったが、５Ｖ以上の電圧を印加した場合には膜厚が
５０オングストロームだけ増加した。このように本発明
に係る誘電体薄膜構造物を用いることにより、マイクロ
スイッチなどに使用可能な高感度なアクチュエータを実
現することができた。(Example 5) As in Example 4, PbTiO 3 having a thickness of 50 Å was formed as a first layer on a substrate having electrodes on its surface, and a second layer having a thickness of 10 μm was formed thereon. A dielectric thin film structure was produced by forming PbZrO 3 . Then, an upper electrode was deposited on the dielectric thin film structure, and a voltage was applied between the electrodes. 1
When a voltage of less than V was applied, almost no change was observed, but when a voltage of 5 V or more was applied, the film thickness increased by 50 Å. As described above, by using the dielectric thin film structure according to the present invention, a highly sensitive actuator that can be used for a microswitch or the like can be realized.
【００２６】尚、本実施例５においては、第１層として
ペロブスカイト型強誘電体薄膜であるＰｂＴｉＯ3 を用
いているが、必ずしも強誘電体薄膜に限定されるもので
はなく、ペロブスカイト型常誘電体薄膜であるＳｒＴｉ
Ｏ3 等を用いても同様の特性を有するアクチュエータを
実現することができた。In the fifth embodiment, PbTiO 3 , which is a perovskite type ferroelectric thin film, is used as the first layer. However, the present invention is not necessarily limited to the ferroelectric thin film. SrTi thin film
An actuator having similar characteristics could be realized by using O 3 or the like.
【００２７】また、上記実施例４、５においては、第２
層のペロブスカイト型反強誘電体薄膜の膜厚を１０μｍ
としているが、必ずしもこの値に限定されるものではな
く、５００オングストローム以上であれば、良好な反強
誘電特性を実現することができ、高感度な応力検出素子
又はアクチュエータを提供することができる。In the fourth and fifth embodiments, the second
The thickness of the perovskite type antiferroelectric thin film is 10 μm.
However, the value is not necessarily limited to this value, and if it is 500 Å or more, good antiferroelectric characteristics can be realized, and a highly sensitive stress detecting element or actuator can be provided.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る誘電
体薄膜構造物の第１又は第２の構成によれば、均一な組
成の誘電体薄膜よりも高誘電率の非常に高い誘電体薄膜
構造物を実現することができる。As described above, according to the first or second structure of the dielectric thin film structure according to the present invention, the dielectric film having a very high dielectric constant is higher than the dielectric thin film having a uniform composition. A thin film structure can be realized.
【００２９】また、前記第１の構成において、ペロブス
カイト型強誘電体薄膜がＰｂとＴｉを主成分とし、ペロ
ブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分とす
るという好ましい構成によれば、高誘電率を実現するこ
とができ、これを利用することにより従来よりも小さな
面積で十分な電荷を蓄積することのできる電荷保持素子
を提供することができる。In the first configuration, according to a preferred configuration, the perovskite type ferroelectric thin film mainly contains Pb and Ti, and the perovskite type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr. A high dielectric constant can be realized, and by utilizing this, it is possible to provide a charge retention element that can store a sufficient amount of charge in a smaller area than before.
【００３０】また、前記第２の構成において、ペロブス
カイト型常誘電体薄膜がＳｒとＴｉを主成分とし、ペロ
ブスカイト型反強誘電体薄膜がＰｂとＺｒを主成分とす
るという好ましい構成によれば、高誘電率を実現するこ
とができ、これを利用することにより従来よりも小さな
面積で十分な電荷を蓄積することのできる電荷保持素子
を提供することができる。In the second configuration, according to a preferred configuration, the perovskite-type paraelectric thin film mainly contains Sr and Ti, and the perovskite-type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr. A high dielectric constant can be realized, and by utilizing this, it is possible to provide a charge retention element that can store a sufficient amount of charge in a smaller area than before.
【００３１】また、前記構成において、反強誘電体以外
の誘電体薄膜の膜厚が５０オングストローム以下であ
り、反強誘電体薄膜の膜厚が５００オングストローム以
上であるという好ましい構成によれば、良好な反強誘電
特性を実現することができ、高感度な応力検出素子又は
アクチュエータを提供することができる。Further, according to the preferred configuration, the thickness of the dielectric thin film other than the anti-ferroelectric is less than 50 angstroms and the thickness of the anti-ferroelectric thin film is not less than 500 angstroms. It is possible to provide a highly sensitive stress detecting element or actuator that can realize excellent antiferroelectric characteristics.
【図１】本発明に係る誘電体薄膜構造物の一実施例を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a dielectric thin film structure according to the present invention.
１ 基板 ２ ペロブスカイト型強誘電体薄膜 ３ ペロブスカイト型反強誘電体薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Perovskite type ferroelectric thin film 3 Perovskite type antiferroelectric thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 29/788 29/792 (56)参考文献 特開 平５−90599（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90600（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−108192（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/08 H01L 29/78 G11C 11/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 29/788/29/792 (56) References JP-A-5-90599 (JP, A) JP-A-5-90600 (JP, A) JP-A-3-108192 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 41/08 H01L 29/78 G11C 11/00
Claims (5)
ブスカイト型反強誘電体薄膜との積層構造を有する誘電
体薄膜構造物であって、前記ペロブスカイト型強誘電体
薄膜の膜厚が５０オングストローム以下であり、前記ペ
ロブスカイト型反強誘電体薄膜の膜厚が５００オングス
トローム以上であることを特徴とする誘電体薄膜構造
物。1. A dielectric thin film structure having a laminated structure of a perovskite ferroelectric thin film and a perovskite antiferroelectric thin film , wherein the perovskite ferroelectric thin film
The thickness of the thin film is 50 Å or less,
The thickness of the antiferroelectric thin film is 500 Å
Dielectric thin film structure characterized by being equal to or more than a troem
Thing .
Ｔｉを主成分とし、ペロブスカイト型反強誘電体薄膜が
ＰｂとＺｒを主成分とする請求項１に記載の誘電体薄膜
構造物。2. The dielectric thin film structure according to claim 1, wherein the perovskite-type ferroelectric thin film mainly contains Pb and Ti, and the perovskite-type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr.
ブスカイト型反強誘電体薄膜との積層構造を有する誘電
体薄膜構造物。3. A dielectric thin film structure having a laminated structure of a perovskite-type paraelectric thin film and a perovskite-type antiferroelectric thin film.
Ｔｉを主成分とし、ペロブスカイト型反強誘電体薄膜が
ＰｂとＺｒを主成分とする請求項３に記載の誘電体薄膜
構造物。4. The dielectric thin film structure according to claim 3, wherein the perovskite-type paraelectric thin film mainly contains Sr and Ti, and the perovskite-type antiferroelectric thin film mainly contains Pb and Zr.
５０オングストローム以下であり、ペロブスカイト型反
強誘電体薄膜の膜厚が５００オングストローム以上であ
る請求項３又は４に記載の誘電体薄膜構造物。5. The dielectric thin film structure according to claim 3 , wherein the thickness of the perovskite type paraelectric thin film is 50 Å or less, and the thickness of the perovskite antiferroelectric thin film is 500 Å or more. .
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