JP3449597B2 - キャパシタ - Google Patents
キャパシタInfo
- Publication number
- JP3449597B2 JP3449597B2 JP32070097A JP32070097A JP3449597B2 JP 3449597 B2 JP3449597 B2 JP 3449597B2 JP 32070097 A JP32070097 A JP 32070097A JP 32070097 A JP32070097 A JP 32070097A JP 3449597 B2 JP3449597 B2 JP 3449597B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- electrode
- capacitor
- dielectric
- dielectric film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 118
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 192
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 63
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 30
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 16
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 14
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- -1 transition metal chalcogen compound Chemical class 0.000 description 5
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000038 ultrahigh vacuum chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021314 NaFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000001621 bismuth Chemical class 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタに関す
る。特にＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＲＡＭなどの半導体メ
モリに用いられるキャパシタに関する。
る。特にＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＲＡＭなどの半導体メ
モリに用いられるキャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータや通信機器の重要部
分には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達成
するようにむすびつけ、１チップ上に集積化して形成し
た大規模集積回路（ＬＳＩ）が多用されている。このた
め、機器全体の性能は、ＬＳＩ単体の性能と大きく結び
付いている。ＬＳＩ単体の性能向上は、集積度を高める
ことにより実現できる。
分には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達成
するようにむすびつけ、１チップ上に集積化して形成し
た大規模集積回路（ＬＳＩ）が多用されている。このた
め、機器全体の性能は、ＬＳＩ単体の性能と大きく結び
付いている。ＬＳＩ単体の性能向上は、集積度を高める
ことにより実現できる。
【０００３】特に、ＤＲＡＭは、１９７０年に構造や製
法の簡単な電荷蓄積固体メモリとして登場して以来、そ
の集積度を高めつつ広く用いられている。なかでも１９
７２年以来、１つのメモリセルが１つのキャパシタ（コ
ンデンサ）と１つのトランジスタからなるＤＲＡＭは、
その簡単な構造と小さな寸法のゆえに最も広く用いられ
ている。
法の簡単な電荷蓄積固体メモリとして登場して以来、そ
の集積度を高めつつ広く用いられている。なかでも１９
７２年以来、１つのメモリセルが１つのキャパシタ（コ
ンデンサ）と１つのトランジスタからなるＤＲＡＭは、
その簡単な構造と小さな寸法のゆえに最も広く用いられ
ている。
【０００４】このＤＲＡＭでは、信号電荷を蓄積記憶す
るのは、ＳｉＯ2系薄膜を中心とする誘電体薄膜を電極
で挟んだキャパシタである。トランジスタはこのキャパ
シタを識別、指定するためのスイッチとして使われてい
る。
るのは、ＳｉＯ2系薄膜を中心とする誘電体薄膜を電極
で挟んだキャパシタである。トランジスタはこのキャパ
シタを識別、指定するためのスイッチとして使われてい
る。
【０００５】ＤＲＡＭの集積度が増加するとともに、チ
ップ面積も緩やかに増加しているものの、ひとつのメモ
リセル面積はそれ以上の率で小さくなっている。ここ
で、問題なのは、メモリセルの面積が小さくなっても、
そのメモリセル内のキャパシタの静電容量は、センスア
ンプの感度、ビット線静電容量、耐放射線ソフトエラー
の点から、３０ｆＦ以上に保たなければならないことで
ある。
ップ面積も緩やかに増加しているものの、ひとつのメモ
リセル面積はそれ以上の率で小さくなっている。ここ
で、問題なのは、メモリセルの面積が小さくなっても、
そのメモリセル内のキャパシタの静電容量は、センスア
ンプの感度、ビット線静電容量、耐放射線ソフトエラー
の点から、３０ｆＦ以上に保たなければならないことで
ある。
【０００６】この静電容量を達成するために、キャパシ
タ絶縁膜（誘電体薄膜）を薄くすること（第１の方
法）、キャパシタ構造を立体化してキャパシタの実効面
積を大きくすること（第２の方法）、誘電率の大きな誘
電体材料を使うこと（第３の方法）などの方法が行なわ
れてきた。これらの方法のうち、これまで第１、第２の
方法が主にとられてきた。
タ絶縁膜（誘電体薄膜）を薄くすること（第１の方
法）、キャパシタ構造を立体化してキャパシタの実効面
積を大きくすること（第２の方法）、誘電率の大きな誘
電体材料を使うこと（第３の方法）などの方法が行なわ
れてきた。これらの方法のうち、これまで第１、第２の
方法が主にとられてきた。
【０００７】しかしながら、第１の方法の場合には、Ｓ
ｉＯ2膜の膜厚は５ｎｍと薄くなっており、同様に、サ
ンドイッチ構造の誘電体薄膜であるＳｉＯ2／Ｓｉ3Ｎ4
／ＳｉＯ2膜のＳｉＯ2換算膜厚も５ｎｍと薄くなってい
る。これにより、トンネル効果によるリーク電流の増大
が問題となっている。
ｉＯ2膜の膜厚は５ｎｍと薄くなっており、同様に、サ
ンドイッチ構造の誘電体薄膜であるＳｉＯ2／Ｓｉ3Ｎ4
／ＳｉＯ2膜のＳｉＯ2換算膜厚も５ｎｍと薄くなってい
る。これにより、トンネル効果によるリーク電流の増大
が問題となっている。
【０００８】第２の方法の場合には、立体構造を形成す
るために、プロセスが複雑化し、これによる工程数の増
加および段差の増大により、歩留まりが低下するという
問題がある。
るために、プロセスが複雑化し、これによる工程数の増
加および段差の増大により、歩留まりが低下するという
問題がある。
【０００９】第３の方法の場合には、高誘電体材料とし
て、Ｔａ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3などの高誘電体酸
化物が用いられるが、これら高誘電体酸化物は必然的に
禁制帯幅が狭い（３〜４ｅＶ）ため、やはりリーク電流
が大きいという問題がある。
て、Ｔａ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3などの高誘電体酸
化物が用いられるが、これら高誘電体酸化物は必然的に
禁制帯幅が狭い（３〜４ｅＶ）ため、やはりリーク電流
が大きいという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ＤＲＡＭ
の高集積化に伴い、信号電荷を蓄積するためのキャパシ
タも微細化が進んでいる。その結果、キャパシタの静電
容量は小さくなる一方で、必要な静電容量を確保するこ
とが困難になってきている。
の高集積化に伴い、信号電荷を蓄積するためのキャパシ
タも微細化が進んでいる。その結果、キャパシタの静電
容量は小さくなる一方で、必要な静電容量を確保するこ
とが困難になってきている。
【００１１】そこで、静電容量を確保するために、キャ
パシタ絶縁膜の薄膜化や、キャパシタ構造の立体化や、
高誘電体材料の採用などの種々の方法が提案されていた
が、リーク電流が増大したり、歩留まりが低下するとい
う問題があった。本発明は、上記事情を考慮してなされ
たもので、その目的とするところは、微細化を進めても
リーク電流の少ないキャパシタを提供することにある。
パシタ絶縁膜の薄膜化や、キャパシタ構造の立体化や、
高誘電体材料の採用などの種々の方法が提案されていた
が、リーク電流が増大したり、歩留まりが低下するとい
う問題があった。本発明は、上記事情を考慮してなされ
たもので、その目的とするところは、微細化を進めても
リーク電流の少ないキャパシタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、誘電体膜を第１および第２の電極により
挾持してなるキャパシタにおいて、前記第１および第２
の電極の少なくとも一方の構成材料が、層状２次元半金
属であることを特徴とするキャパシタを提供する。また
本発明は、誘電体膜を第１および第２の電極により挾持
してなるキャパシタにおいて、前記第１および第２の電
極の少なくとも一方の構成材料が、層状２次元半導体で
あることを特徴とするキャパシタを提供する。また本発
明は、誘電体膜を第１および第２の電極により挾持して
なるキャパシタにおいて、前記第１および第２の電極の
少なくとも一方の構成材料が、金属超薄膜であることを
特徴とするキャパシタを提供する。また本発明は、誘電
体膜を第１および第２の電極により挾持してなるキャパ
シタにおいて、前記第１および第２の電極の少なくとも
一方の構成材料が、半金属超薄膜であることを特徴とす
るキャパシタを提供する。また本発明は、誘電体膜を第
１および第２の電極により挾持してなるキャパシタにお
いて、前記第１および第２の電極の少なくとも一方の構
成材料が、半導体超薄膜であることを特徴とするキャパ
シタを提供する。また本発明は、前記層状２次元半導体
のキャリア濃度は、１×１０20ｃｍ-3以上１×１０21ｃ
ｍ-3以下であることを特徴とする前記キャパシタを提供
する。
に、本発明は、誘電体膜を第１および第２の電極により
挾持してなるキャパシタにおいて、前記第１および第２
の電極の少なくとも一方の構成材料が、層状２次元半金
属であることを特徴とするキャパシタを提供する。また
本発明は、誘電体膜を第１および第２の電極により挾持
してなるキャパシタにおいて、前記第１および第２の電
極の少なくとも一方の構成材料が、層状２次元半導体で
あることを特徴とするキャパシタを提供する。また本発
明は、誘電体膜を第１および第２の電極により挾持して
なるキャパシタにおいて、前記第１および第２の電極の
少なくとも一方の構成材料が、金属超薄膜であることを
特徴とするキャパシタを提供する。また本発明は、誘電
体膜を第１および第２の電極により挾持してなるキャパ
シタにおいて、前記第１および第２の電極の少なくとも
一方の構成材料が、半金属超薄膜であることを特徴とす
るキャパシタを提供する。また本発明は、誘電体膜を第
１および第２の電極により挾持してなるキャパシタにお
いて、前記第１および第２の電極の少なくとも一方の構
成材料が、半導体超薄膜であることを特徴とするキャパ
シタを提供する。また本発明は、前記層状２次元半導体
のキャリア濃度は、１×１０20ｃｍ-3以上１×１０21ｃ
ｍ-3以下であることを特徴とする前記キャパシタを提供
する。
【００１３】また本発明は、誘電体膜を第１および第２
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、金
属超薄膜と、絶縁体超薄膜とが交互に積層された積層膜
であることを特徴とするキャパシタを提供する。
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、金
属超薄膜と、絶縁体超薄膜とが交互に積層された積層膜
であることを特徴とするキャパシタを提供する。
【００１４】また本発明は、誘電体膜を第１および第２
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、半
金属超薄膜と、絶縁体超薄膜とが交互に積層された積層
膜であることを特徴とするキャパシタを提供する。
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、半
金属超薄膜と、絶縁体超薄膜とが交互に積層された積層
膜であることを特徴とするキャパシタを提供する。
【００１５】また本発明は、誘電体膜を第１および第２
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、金
属超薄膜と、半導体超薄膜とが交互に積層された積層膜
であることを特徴とするキャパシタを提供する。
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、金
属超薄膜と、半導体超薄膜とが交互に積層された積層膜
であることを特徴とするキャパシタを提供する。
【００１６】また本発明は、誘電体膜を第１および第２
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、半
金属超薄膜と、半導体超薄膜とが交互に積層された積層
膜であることを特徴とするキャパシタを提供する。また
本発明は、前記誘電体膜は、層状２次元誘電体膜である
ことを特徴とする前記キャパシタを提供する。
の電極により挾持してなるキャパシタにおいて、前記第
１および第２の電極の少なくとも一方の構成材料が、半
金属超薄膜と、半導体超薄膜とが交互に積層された積層
膜であることを特徴とするキャパシタを提供する。また
本発明は、前記誘電体膜は、層状２次元誘電体膜である
ことを特徴とする前記キャパシタを提供する。
【００１７】また本発明は、前記層状２次元半金属とし
て、グラファイト、またはＴｉＳ2などの遷移金属カル
コゲン化合物を用いる。また本発明は、層状２次元半導
体として、ＢＣ2 Ｎなどの層状Ｂ−Ｃ−Ｎ化合物、結晶
構造がＮａＦｅＯ2型でかつ組成がＬｉxＭＯ2もしくは
ＬｉxＭ2-x Ｏ2Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ）の層状２次元酸化物、またはビスマス系超伝導体や
鉛系超伝導体などの層状ペロブスカイト型構造の銅酸化
物（具体的には、少なくとも１つの以上のＣｕＯ2面を
有するペロブスカイト型構造の銅酸化物）を、酸素欠損
の導入もしくは金属元素の置換により半導体化したもの
を用いる。
て、グラファイト、またはＴｉＳ2などの遷移金属カル
コゲン化合物を用いる。また本発明は、層状２次元半導
体として、ＢＣ2 Ｎなどの層状Ｂ−Ｃ−Ｎ化合物、結晶
構造がＮａＦｅＯ2型でかつ組成がＬｉxＭＯ2もしくは
ＬｉxＭ2-x Ｏ2Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ）の層状２次元酸化物、またはビスマス系超伝導体や
鉛系超伝導体などの層状ペロブスカイト型構造の銅酸化
物（具体的には、少なくとも１つの以上のＣｕＯ2面を
有するペロブスカイト型構造の銅酸化物）を、酸素欠損
の導入もしくは金属元素の置換により半導体化したもの
を用いる。
【００１８】また本発明は、層状２次元誘電体膜とし
て、六方晶窒化硼素を用いる。本発明の特徴は、薄い誘
電体膜を用いても、キャパシタのリーク電流を小さく保
つことができるように、キャパシタ電極の構成材料とし
て、層状構造を有する２次元性の強い導体、なかでも金
属ではなく、半金属（層状２次元半金属）または半導体
（層状２次元半導体）を用いることにある。層状２次元
半金属または層状２次元半導体は、層に沿って電荷が２
次元的伝導を示す。したがって誘電体膜に対してほぼ平
行に層が形成されるように電極を形成することで、リー
ク電流を抑制することが可能となる。また本発明の特徴
は、キャパシタ電極の構成材料として、金属超薄膜、半
金属超薄膜或いは半導体超薄膜を用いることにある。超
薄膜とは膜界面をバリアーにより挟まれた構造で、電荷
の量子閉込め効果により面方向に２次元的伝導を示す膜
を言う。この金属超薄膜や半金属超薄膜は、電荷が面方
向に２次元的伝導を示すので、誘電体膜に対して電極を
形成することで、リーク電流を抑制することが可能とな
る。またこのとき金属超薄膜や半金属超薄膜と、絶縁体
超薄膜や半導体超薄膜などのバリアー材料の交互積層膜
としてもよい。
て、六方晶窒化硼素を用いる。本発明の特徴は、薄い誘
電体膜を用いても、キャパシタのリーク電流を小さく保
つことができるように、キャパシタ電極の構成材料とし
て、層状構造を有する２次元性の強い導体、なかでも金
属ではなく、半金属（層状２次元半金属）または半導体
（層状２次元半導体）を用いることにある。層状２次元
半金属または層状２次元半導体は、層に沿って電荷が２
次元的伝導を示す。したがって誘電体膜に対してほぼ平
行に層が形成されるように電極を形成することで、リー
ク電流を抑制することが可能となる。また本発明の特徴
は、キャパシタ電極の構成材料として、金属超薄膜、半
金属超薄膜或いは半導体超薄膜を用いることにある。超
薄膜とは膜界面をバリアーにより挟まれた構造で、電荷
の量子閉込め効果により面方向に２次元的伝導を示す膜
を言う。この金属超薄膜や半金属超薄膜は、電荷が面方
向に２次元的伝導を示すので、誘電体膜に対して電極を
形成することで、リーク電流を抑制することが可能とな
る。またこのとき金属超薄膜や半金属超薄膜と、絶縁体
超薄膜や半導体超薄膜などのバリアー材料の交互積層膜
としてもよい。
【００１９】また本発明は、層状２次元構造の誘電体
（層状２次元誘電体）を用いることで、より薄い誘電体
膜を用いても、キャパシタの耐圧を高くすることができ
る。以下、本発明の作用について詳細に説明する。ま
ず、誘電体薄膜を用いたキャパシタのリーク電流の主機
構について説明する。主機構としては、図５に示す５つ
の機構が考えられる。
（層状２次元誘電体）を用いることで、より薄い誘電体
膜を用いても、キャパシタの耐圧を高くすることができ
る。以下、本発明の作用について詳細に説明する。ま
ず、誘電体薄膜を用いたキャパシタのリーク電流の主機
構について説明する。主機構としては、図５に示す５つ
の機構が考えられる。
【００２０】図５（ａ）は、直接トンネル電流によるリ
ーク電流を示すバンド図である。また図５（ｂ）は、不
純物準位を介したトンネル電流によるリーク電流を示す
バンド図である。これらのリーク電流は、キャパシタの
誘電体薄膜の膜厚が数ｎｍ以下になると無視できなくな
る。
ーク電流を示すバンド図である。また図５（ｂ）は、不
純物準位を介したトンネル電流によるリーク電流を示す
バンド図である。これらのリーク電流は、キャパシタの
誘電体薄膜の膜厚が数ｎｍ以下になると無視できなくな
る。
【００２１】図５（ｃ）は、ファウラ−ノードハイム型
（ＦＮ型）のトンネル電流によるリーク電流を示すバン
ド図である。このリーク電流は、誘電体薄膜の禁制帯幅
が小さい場合において特に顕著となる。図５（ｄ）は、
不純物（欠陥）準位を介したＦＮ型のトンネル電流によ
るリーク電流を示すバンド図である。このリーク電流
は、遷移金属酸化物膜のように、禁制帯幅が狭くかつ多
くの欠陥を含む誘電体薄膜においては無視できなくな
る。
（ＦＮ型）のトンネル電流によるリーク電流を示すバン
ド図である。このリーク電流は、誘電体薄膜の禁制帯幅
が小さい場合において特に顕著となる。図５（ｄ）は、
不純物（欠陥）準位を介したＦＮ型のトンネル電流によ
るリーク電流を示すバンド図である。このリーク電流
は、遷移金属酸化物膜のように、禁制帯幅が狭くかつ多
くの欠陥を含む誘電体薄膜においては無視できなくな
る。
【００２２】図５（ｅ）は、プールフレンケル型の伝導
機構によるリーク電流を示すバンド図である。このリー
ク電流は、浅い不純物準位が発生しやすい禁制帯幅の狭
い誘電体薄膜において顕著となる。ただし、このリーク
電流は、酸化還元処理によりフェルミ準位を制御するこ
とで、大幅に低減させることができる。以上述べたリー
ク電流のうち、図５（ｅ）を除く、図５（ａ）〜図５
（ｄ）のリーク電流は、いずれも誘電体薄膜だけではな
く、電極も関与している。したがって本発明のように、
適当な電極を選択することにより、同じ誘電体薄膜を用
いた場合でも、リーク電流を減少させることが可能とな
る。
機構によるリーク電流を示すバンド図である。このリー
ク電流は、浅い不純物準位が発生しやすい禁制帯幅の狭
い誘電体薄膜において顕著となる。ただし、このリーク
電流は、酸化還元処理によりフェルミ準位を制御するこ
とで、大幅に低減させることができる。以上述べたリー
ク電流のうち、図５（ｅ）を除く、図５（ａ）〜図５
（ｄ）のリーク電流は、いずれも誘電体薄膜だけではな
く、電極も関与している。したがって本発明のように、
適当な電極を選択することにより、同じ誘電体薄膜を用
いた場合でも、リーク電流を減少させることが可能とな
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に図６は本発明のキャパシタの
一例である。ここでは、図５（ａ）の直接トンネル電流
によるリーク電流を防ぐ場合について説明する。図６に
示すように、３次元的伝導を示す金属からなる第１の電
極１上に、誘電体薄膜３が形成されている。この誘電体
薄膜３上に、層状次元半金属あるいは層状２次元半導体
からなる第２の電極が形成されている。図６のように誘
電体薄膜３は第１の電極１と第２の電極２により挾持さ
れている。
一例である。ここでは、図５（ａ）の直接トンネル電流
によるリーク電流を防ぐ場合について説明する。図６に
示すように、３次元的伝導を示す金属からなる第１の電
極１上に、誘電体薄膜３が形成されている。この誘電体
薄膜３上に、層状次元半金属あるいは層状２次元半導体
からなる第２の電極が形成されている。図６のように誘
電体薄膜３は第１の電極１と第２の電極２により挾持さ
れている。
【００２４】ここで、第２の電極２は、その２次元的伝
導を示す面が誘電体薄膜３に対して、ほぼ平行になるよ
うに形成されている。第２の電極として、例えば層状２
次元半金属であるグラファイトを用いる。このときグラ
ファイトの原子層は誘電体３に対してほぼ平行に配置さ
れるよう形成する。通常ＭＯＣＶＤのような気相成長し
たエピタキシャル膜によって、誘電体３に対してほぼ平
行に原子層が形成できる。グラファイトの場合、フェル
ミ準位近傍の伝導電子は原子層内に閉じ込められてい
て、原子層に平行な方向の速度をもって運動している。
原子層に垂直な方向に運動できる電子の状態（インター
レイヤーバンド）は、フェルミ面より約４ｅＶ以上高い
エネルギーをもつ電子状態である。そのためグラファイ
トは、伝導電子が原子層に垂直な方向には運動できず、
原子層に平行な方向に運動できる強い２次元性をもって
いる。図６に示した接合を流れるトンネル電流が小さい
ことは、以下に述べる簡単な考察から理解することがで
きる。印加電圧Ｖ＝０の場合、第１の電極１から第２の
電極２へ流れる電流Ｊ1 は、 Ｊ1 ＝ｅ∫ｖx ｎ1 （ｖx ）Ｄ12（Ｅx ）ｄｖx ＝（４πｍ2 ／ｈ3 ）Ｄ12（Ｅx ）ｄＥx ∫ｆ（Ｅ）ｄＥt （１） となる。
導を示す面が誘電体薄膜３に対して、ほぼ平行になるよ
うに形成されている。第２の電極として、例えば層状２
次元半金属であるグラファイトを用いる。このときグラ
ファイトの原子層は誘電体３に対してほぼ平行に配置さ
れるよう形成する。通常ＭＯＣＶＤのような気相成長し
たエピタキシャル膜によって、誘電体３に対してほぼ平
行に原子層が形成できる。グラファイトの場合、フェル
ミ準位近傍の伝導電子は原子層内に閉じ込められてい
て、原子層に平行な方向の速度をもって運動している。
原子層に垂直な方向に運動できる電子の状態（インター
レイヤーバンド）は、フェルミ面より約４ｅＶ以上高い
エネルギーをもつ電子状態である。そのためグラファイ
トは、伝導電子が原子層に垂直な方向には運動できず、
原子層に平行な方向に運動できる強い２次元性をもって
いる。図６に示した接合を流れるトンネル電流が小さい
ことは、以下に述べる簡単な考察から理解することがで
きる。印加電圧Ｖ＝０の場合、第１の電極１から第２の
電極２へ流れる電流Ｊ1 は、 Ｊ1 ＝ｅ∫ｖx ｎ1 （ｖx ）Ｄ12（Ｅx ）ｄｖx ＝（４πｍ2 ／ｈ3 ）Ｄ12（Ｅx ）ｄＥx ∫ｆ（Ｅ）ｄＥt （１） となる。
【００２５】一方、第２の電極２から第１の電極１へ流
れる電流Ｊ2 は、 Ｊ2 ＝ｅ∫ｖx ｎ2 （ｖx ）Ｄ21（Ｅx ）ｄｖx （２） となる。
れる電流Ｊ2 は、 Ｊ2 ＝ｅ∫ｖx ｎ2 （ｖx ）Ｄ21（Ｅx ）ｄｖx （２） となる。
【００２６】上記式（１）、（２）において、ｖx は電
子の接合面に垂直方向（ｘ方向）の速度である。ｎ1
（ｖx ）およびｎ2 （ｖx ）はそれぞれ第１の電極１お
よび第２の電極２で速度ｖx をもつ電子の密度である。
Ｄ12およびＤ21はそれぞれ第１の電極１から第２の電極
２および第２の電極２から第１の電極１への電子のトン
ネル確率である。Ｅx およびＥt はそれぞれ接合面に垂
直および平行方向の電子の運動エネルギー成分である。
ｅは素電荷、ｆはフェルミ分布関数、ｈはプランク定
数、ｍは電子の質量を示している。
子の接合面に垂直方向（ｘ方向）の速度である。ｎ1
（ｖx ）およびｎ2 （ｖx ）はそれぞれ第１の電極１お
よび第２の電極２で速度ｖx をもつ電子の密度である。
Ｄ12およびＤ21はそれぞれ第１の電極１から第２の電極
２および第２の電極２から第１の電極１への電子のトン
ネル確率である。Ｅx およびＥt はそれぞれ接合面に垂
直および平行方向の電子の運動エネルギー成分である。
ｅは素電荷、ｆはフェルミ分布関数、ｈはプランク定
数、ｍは電子の質量を示している。
【００２７】ここで、第２の電極２では、基本的には、
ｘ方向に運動する電子は存在しないので、ｎ2 （ｖx ）
はδ（ｖx ）（デルタ関数）を用いて表現される。した
がって、（２）式からＪ2 ＝０が導かれる。
ｘ方向に運動する電子は存在しないので、ｎ2 （ｖx ）
はδ（ｖx ）（デルタ関数）を用いて表現される。した
がって、（２）式からＪ2 ＝０が導かれる。
【００２８】なお、本発明では、層状２次元性を、電極
のｖx の平均速度ｖxMEAN 、電子速度の残りの２成分の
平均速度をそれぞれｖyMEAN 、ｖzMEAN とした場合に、
ｖxMEAN 1/2 ＜１０（ｖyMEAN 1/2 ＋ｖzMEAN 1/2 ）と
なるものと定義する。したがって、必ずしもδ関数のよ
うな超関数ではなく、ガウス関数のような通常の関数に
なることもあるが、Ｊ2 は通常のもの（Ｊ2 ´）に比べ
て実用上十分に小さい（Ｊ2 ＜Ｊ2 ´ ／１０）ものと
なる。
のｖx の平均速度ｖxMEAN 、電子速度の残りの２成分の
平均速度をそれぞれｖyMEAN 、ｖzMEAN とした場合に、
ｖxMEAN 1/2 ＜１０（ｖyMEAN 1/2 ＋ｖzMEAN 1/2 ）と
なるものと定義する。したがって、必ずしもδ関数のよ
うな超関数ではなく、ガウス関数のような通常の関数に
なることもあるが、Ｊ2 は通常のもの（Ｊ2 ´）に比べ
て実用上十分に小さい（Ｊ2 ＜Ｊ2 ´ ／１０）ものと
なる。
【００２９】Ｖ＝０では、全電流Ｊ＝Ｊ1 ＋Ｊ2 ＝０な
のでＪ1 も０となり、したがって（１）式から、 Ｄ12（Ｅx ）＝０ （３） が得られる。
のでＪ1 も０となり、したがって（１）式から、 Ｄ12（Ｅx ）＝０ （３） が得られる。
【００３０】印加電圧Ｖ≠０の場合でも、第２の電極２
では、ｎ2 （ｖx ）はδ（ｖx ）を用いて表現されるの
で、Ｊ2 ＝０となる。一方、Ｊ1 は、 Ｊ1 ＝（４πｍ2 ／ｈ3 ）∫Ｄ12 * （Ｅx ）ｄＥx ∫ｆ（Ｅ＋ｅＶ）ｄＥt （４） となる。
では、ｎ2 （ｖx ）はδ（ｖx ）を用いて表現されるの
で、Ｊ2 ＝０となる。一方、Ｊ1 は、 Ｊ1 ＝（４πｍ2 ／ｈ3 ）∫Ｄ12 * （Ｅx ）ｄＥx ∫ｆ（Ｅ＋ｅＶ）ｄＥt （４） となる。
【００３１】ここで、Ｄ12 * は印加電圧Ｖ≠０の場合の
第１の電極１から第２の電極２への電子のトンネル確率
を示しているが、一次近似の範囲では、Ｄ12 * はＤ
12（＝０）に略等しいので、Ｊ2 は略０となる。
第１の電極１から第２の電極２への電子のトンネル確率
を示しているが、一次近似の範囲では、Ｄ12 * はＤ
12（＝０）に略等しいので、Ｊ2 は略０となる。
【００３２】以上の結果から、トンネル電流はほとんど
流れないことになり、微細化を進めてもリーク電流はほ
とんど流れなくなる。ここで、図５（ａ）の直接トンネ
ル電流の場合について、本発明の作用の説明を行なった
が、同様の議論は図５（ｂ）〜図５（ｄ）のように不純
物準位を介したトンネル電流やＦＮ型トンネル電流の場
合にも当てはまり、第１および第２の電極の少なくとも
一方を層状２次元性をもった半金属や半導体にすること
によって、リーク電流を減少させることができる。もち
ろん第１および第２の電極の両方を層状２次元性をもっ
た半金属や半導体にすれば、リーク電流はより減少す
る。
流れないことになり、微細化を進めてもリーク電流はほ
とんど流れなくなる。ここで、図５（ａ）の直接トンネ
ル電流の場合について、本発明の作用の説明を行なった
が、同様の議論は図５（ｂ）〜図５（ｄ）のように不純
物準位を介したトンネル電流やＦＮ型トンネル電流の場
合にも当てはまり、第１および第２の電極の少なくとも
一方を層状２次元性をもった半金属や半導体にすること
によって、リーク電流を減少させることができる。もち
ろん第１および第２の電極の両方を層状２次元性をもっ
た半金属や半導体にすれば、リーク電流はより減少す
る。
【００３３】さらに、（１）式から明らかなように、電
極内の電子濃度ｎ、電子速度ｖを減少させることによ
り、トンネル電流によるリーク電流を低減させることが
できることが分かる。
極内の電子濃度ｎ、電子速度ｖを減少させることによ
り、トンネル電流によるリーク電流を低減させることが
できることが分かる。
【００３４】すなわち、電子濃度ｎが１０22ｃｍ-3程度
であり、電子のフェルミ速度ｖF が１０8 ｃｍ／ｓｅｃ
程度の通常の金属ではなく、本発明のように電子濃度ｎ
が１０21ｃｍ-3以下であり、フェルミ速度ｖF が１０7
ｃｍ／ｓｅｃ以下の２次元半金属を用いることにより、
リーク電流をさらに１桁以上減少させることができる。
であり、電子のフェルミ速度ｖF が１０8 ｃｍ／ｓｅｃ
程度の通常の金属ではなく、本発明のように電子濃度ｎ
が１０21ｃｍ-3以下であり、フェルミ速度ｖF が１０7
ｃｍ／ｓｅｃ以下の２次元半金属を用いることにより、
リーク電流をさらに１桁以上減少させることができる。
【００３５】同様な効果は、キャリア濃度が１０21ｃｍ
-3以下の半導体を用いた場合にも期待される。ただし、
半導体の場合には、キャリア濃度（ドーパント濃度）が
小さいと、厚い空乏層が界面に形成され、見かけの誘電
率が低下するので、キャリア濃度は１０20ｃｍ-3以上で
あることが好ましい。以上のことから、層状２次元半導
体のキャリア濃度は、１０20ｃｍ-3以上１０21ｃｍ-3以
下であることが好ましい。本発明では、超高真空ＣＶＤ
法により、グラファイトを原子層単位で誘電体層上に形
成し、電極とすることができる。この薄膜成長により、
誘電体に対してほぼ平行に原子層がそろった半金属であ
るグラファイト電極を形成できる。
-3以下の半導体を用いた場合にも期待される。ただし、
半導体の場合には、キャリア濃度（ドーパント濃度）が
小さいと、厚い空乏層が界面に形成され、見かけの誘電
率が低下するので、キャリア濃度は１０20ｃｍ-3以上で
あることが好ましい。以上のことから、層状２次元半導
体のキャリア濃度は、１０20ｃｍ-3以上１０21ｃｍ-3以
下であることが好ましい。本発明では、超高真空ＣＶＤ
法により、グラファイトを原子層単位で誘電体層上に形
成し、電極とすることができる。この薄膜成長により、
誘電体に対してほぼ平行に原子層がそろった半金属であ
るグラファイト電極を形成できる。
【００３６】前述したようにグラファイトは、フェルミ
準位近くの伝導電子が原子層に平行なｃ面内を運動して
おり、原子層に垂直なｃ軸方向に運動する電子はフェル
ミ準位より４ｅＶも高いエネルギー状態にある。すなわ
ち、グラファイトは、原子層内では金属、原子層に垂直
方向では絶縁体であり、ほぼ理想的な２次元導体であ
る。
準位近くの伝導電子が原子層に平行なｃ面内を運動して
おり、原子層に垂直なｃ軸方向に運動する電子はフェル
ミ準位より４ｅＶも高いエネルギー状態にある。すなわ
ち、グラファイトは、原子層内では金属、原子層に垂直
方向では絶縁体であり、ほぼ理想的な２次元導体であ
る。
【００３７】また近年酸化物高温超伝導体の研究が盛ん
に行なわれているが、これら超伝導体はいずれもペロブ
スカイト構造を基本とした銅の酸化物である。なかでも
ビスマス系、鉛系に代表される、層状ペロブスカイト構
造を有する超伝導体は強い２次元性をもった金属である
ことが分かっている。これらの層状ペロブスカイト酸化
物は、酸素欠損の導入や金属元素の置換により、銅の３
価イオンを減少させることによって容易に半導体とな
る。このように形成された層状２次元半導体をキャパシ
タ電極として用いることができる。
に行なわれているが、これら超伝導体はいずれもペロブ
スカイト構造を基本とした銅の酸化物である。なかでも
ビスマス系、鉛系に代表される、層状ペロブスカイト構
造を有する超伝導体は強い２次元性をもった金属である
ことが分かっている。これらの層状ペロブスカイト酸化
物は、酸素欠損の導入や金属元素の置換により、銅の３
価イオンを減少させることによって容易に半導体とな
る。このように形成された層状２次元半導体をキャパシ
タ電極として用いることができる。
【００３８】またこれらの物質は、チタン酸ストロンチ
ウムなどのペロブスカイト型誘電体基板上に容易にエピ
タキシャル成長させることができる。したがってＤＲＡ
Ｍ，ＦＲＡＭなどの半導体メモリに用いられるペロブス
カイト型酸化物膜からなる誘電体に、前記半導体化した
超電導体をキャパシタの電極として用いることができ
る。
ウムなどのペロブスカイト型誘電体基板上に容易にエピ
タキシャル成長させることができる。したがってＤＲＡ
Ｍ，ＦＲＡＭなどの半導体メモリに用いられるペロブス
カイト型酸化物膜からなる誘電体に、前記半導体化した
超電導体をキャパシタの電極として用いることができ
る。
【００３９】また良好なキャパシタを形成するために
は、耐圧の高い誘電体薄膜を形成することが重要であ
る。近年、超高真空ＣＶＤ法によって形成されるように
なった六方晶窒化硼素薄膜は、極めて高い耐圧を示して
いる。
は、耐圧の高い誘電体薄膜を形成することが重要であ
る。近年、超高真空ＣＶＤ法によって形成されるように
なった六方晶窒化硼素薄膜は、極めて高い耐圧を示して
いる。
【００４０】この六方晶窒化硼素薄膜は、グラファイト
とほとんど同じ結晶構造と格子定数をもっている。した
がって六方晶窒化硼素薄膜からなる誘電体、この誘電体
上に形成されたグラファイト電極からなるキャパシタは
特に有用である。このように電極の２次元面、誘電体薄
膜の２次元面をほぼ平行にすることで、さらに低リーク
電流で高耐圧な小型のキャパシタを提供できるようにな
る。
とほとんど同じ結晶構造と格子定数をもっている。した
がって六方晶窒化硼素薄膜からなる誘電体、この誘電体
上に形成されたグラファイト電極からなるキャパシタは
特に有用である。このように電極の２次元面、誘電体薄
膜の２次元面をほぼ平行にすることで、さらに低リーク
電流で高耐圧な小型のキャパシタを提供できるようにな
る。
【００４１】その他の強い２次元性を有する層状２次元
半金属としては、結晶構造がＮａＦｅＯ2型でかつ組成
がＬｉxＭＯ2もしくはＬｉxＭ2-x Ｏ2（Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）の層状酸化物や、ＴｉＳ2な
どの遷移金属カルコゲン化合物などが知られている。ま
た図６に示すキャパシタにおいて、第２の電極として、
２次元性の強い金属超薄膜や半金属超薄膜或いは半導体
超薄膜を用いることができる。例えば金属としてＡｌや
Ｃｕなどの材料を用いて２次元性の強い厚さ単原子層以
上５ｎｍ以下の電極を形成することによって、リーク電
流の低減が期待できる。半金属超薄膜や半導体超薄膜も
同様である。この膜厚では、膜厚方向（Ｚ方向）の電子
の運動が数１００ｍＶ以上のエネルギー間隔で量子化さ
れ、そのエネルギーＥは、 Ｅ＝（ｈ2／８ｍπ2）（ｋx 2＋ｋy 2）＋Ｅzn Ｅzn＝（ｈ2／８ｍπ2）（ｎπ／ｌ）2 （５） となり、状態密度は図７に示したように階段状になる。
ここでｈはプランク定数、ｍは電子の有効質量、ｎは正
の整数、ｌは膜厚を表す。またｋx、ｋyはそれぞれ電子
の波数を表し、ＥznはＺ方向に量子化されたエネルギー
を表す。一方トンネル電流の角度依存性Ｊθは、 Ｊθ（比例する）ｅｘｐ［−β2ｓｉｎ2θ］ ただしβ4＝２ｍｓ2ＥF２／ｈ2（Ｅv−Ｅ） （６） を考慮すると、絶縁膜をトンネルする電子の波数ベクト
ルは図８に示したように接合面にほぼ垂直（θｃニアリ
イクオ−ル１０°）であり、図７の状態のうち斜線を施
した部分の電子のみがトンネル電流に寄与することが分
かる。斜線を施した部分のエネルギー幅は約１００ｍｅ
Ｖであり、超薄膜の膜厚ｌ＝４ｎｍの場合、フェルミエ
ネルギーＥＦを５ｅＶ程度とすると、ＥF近くでの斜線
を施した部分のエネルギー間隔は約０．８ｅＶである。
すなわち超薄膜中の電子はトンネル接合においてあたか
も絶縁体中の電子のように振る舞い、トンネル電流には
寄与しない。しかしながら超薄膜のみを電極に用いると
膜厚が薄すぎるために、電極のシート抵抗が増大してし
まう。そこで図９に示すキャパシタが考えられる。図９
は本発明の別のキャパシタである。基板１上に、バック
アップ層５、バリアー層６、超薄膜７、誘電体層８、電
極９が順次形成されている。バリア層６は超薄膜が膜中
に電子を２次元的に閉じ込められるように、超薄膜７の
バリアーとして作用する。バリアー層６はトンネル絶縁
膜に比較して十分に薄くしなければならない。またバリ
アー層の役割は超薄膜７中の電子を反射することにあ
る。具体的な材料としては絶縁体、半導体、半金属を用
いることができる。バックアップ層５は電極のシート抵
抗を低減するために厚く（１００ｎｍ以上１０００ｎｍ
以下）形成している。こうすることで電極に十分に電荷
を供給することができる。また図９の超薄膜７とバリア
ー層６の積層構造の代わりに、図１０に示すように超薄
膜７とバリアー層６を交互に複数積層した構造にしても
よい。この場合もバリアー層の厚さはトンネル絶縁膜に
比較して十分薄いことが必要である。また図９や図１０
の構造において、超薄膜７としてグラファイト、ビスマ
ス、アンチモンなどの半金属を用いてもリーク電流が更
に低減することが期待できる。またキャリアー濃度１０
20／ｃｍ3以上１０21／ｃｍ3以下の半導体超薄膜につい
ても同様のことがいえる。
半金属としては、結晶構造がＮａＦｅＯ2型でかつ組成
がＬｉxＭＯ2もしくはＬｉxＭ2-x Ｏ2（Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）の層状酸化物や、ＴｉＳ2な
どの遷移金属カルコゲン化合物などが知られている。ま
た図６に示すキャパシタにおいて、第２の電極として、
２次元性の強い金属超薄膜や半金属超薄膜或いは半導体
超薄膜を用いることができる。例えば金属としてＡｌや
Ｃｕなどの材料を用いて２次元性の強い厚さ単原子層以
上５ｎｍ以下の電極を形成することによって、リーク電
流の低減が期待できる。半金属超薄膜や半導体超薄膜も
同様である。この膜厚では、膜厚方向（Ｚ方向）の電子
の運動が数１００ｍＶ以上のエネルギー間隔で量子化さ
れ、そのエネルギーＥは、 Ｅ＝（ｈ2／８ｍπ2）（ｋx 2＋ｋy 2）＋Ｅzn Ｅzn＝（ｈ2／８ｍπ2）（ｎπ／ｌ）2 （５） となり、状態密度は図７に示したように階段状になる。
ここでｈはプランク定数、ｍは電子の有効質量、ｎは正
の整数、ｌは膜厚を表す。またｋx、ｋyはそれぞれ電子
の波数を表し、ＥznはＺ方向に量子化されたエネルギー
を表す。一方トンネル電流の角度依存性Ｊθは、 Ｊθ（比例する）ｅｘｐ［−β2ｓｉｎ2θ］ ただしβ4＝２ｍｓ2ＥF２／ｈ2（Ｅv−Ｅ） （６） を考慮すると、絶縁膜をトンネルする電子の波数ベクト
ルは図８に示したように接合面にほぼ垂直（θｃニアリ
イクオ−ル１０°）であり、図７の状態のうち斜線を施
した部分の電子のみがトンネル電流に寄与することが分
かる。斜線を施した部分のエネルギー幅は約１００ｍｅ
Ｖであり、超薄膜の膜厚ｌ＝４ｎｍの場合、フェルミエ
ネルギーＥＦを５ｅＶ程度とすると、ＥF近くでの斜線
を施した部分のエネルギー間隔は約０．８ｅＶである。
すなわち超薄膜中の電子はトンネル接合においてあたか
も絶縁体中の電子のように振る舞い、トンネル電流には
寄与しない。しかしながら超薄膜のみを電極に用いると
膜厚が薄すぎるために、電極のシート抵抗が増大してし
まう。そこで図９に示すキャパシタが考えられる。図９
は本発明の別のキャパシタである。基板１上に、バック
アップ層５、バリアー層６、超薄膜７、誘電体層８、電
極９が順次形成されている。バリア層６は超薄膜が膜中
に電子を２次元的に閉じ込められるように、超薄膜７の
バリアーとして作用する。バリアー層６はトンネル絶縁
膜に比較して十分に薄くしなければならない。またバリ
アー層の役割は超薄膜７中の電子を反射することにあ
る。具体的な材料としては絶縁体、半導体、半金属を用
いることができる。バックアップ層５は電極のシート抵
抗を低減するために厚く（１００ｎｍ以上１０００ｎｍ
以下）形成している。こうすることで電極に十分に電荷
を供給することができる。また図９の超薄膜７とバリア
ー層６の積層構造の代わりに、図１０に示すように超薄
膜７とバリアー層６を交互に複数積層した構造にしても
よい。この場合もバリアー層の厚さはトンネル絶縁膜に
比較して十分薄いことが必要である。また図９や図１０
の構造において、超薄膜７としてグラファイト、ビスマ
ス、アンチモンなどの半金属を用いてもリーク電流が更
に低減することが期待できる。またキャリアー濃度１０
20／ｃｍ3以上１０21／ｃｍ3以下の半導体超薄膜につい
ても同様のことがいえる。
【００４２】以下、図面を参照しながら本発明の実施の
形態（以下、実施形態という）を説明する。
形態（以下、実施形態という）を説明する。
【００４３】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。これ
を製造工程に従って説明する。先ず、主面が（１００）
のＳｉ基板１１上に反応防止膜および第１の下部電極と
してＮｂＮ膜１２を形成する。ＮｂＮ膜１２の成膜は、
反応性スパッタリング法を用いて行なう。具体的には以
下の通りである。
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。これ
を製造工程に従って説明する。先ず、主面が（１００）
のＳｉ基板１１上に反応防止膜および第１の下部電極と
してＮｂＮ膜１２を形成する。ＮｂＮ膜１２の成膜は、
反応性スパッタリング法を用いて行なう。具体的には以
下の通りである。
【００４４】先ずＮｂスパッタターゲットを用い、基板
温度を４７３Ｋ〜６７３Ｋの範囲の一定値に設定する。
次にＮ2 ガスおよびＡｒガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒ導
入し、投入電力ＤＣを５０Ｗ〜１００Ｗ程度に設定し、
成膜速度０．５ｍｍ／ｓ〜１ｍｍ／ｓの条件で、厚さ１
００ｎｍのＮｂＮ膜１２を形成する。
温度を４７３Ｋ〜６７３Ｋの範囲の一定値に設定する。
次にＮ2 ガスおよびＡｒガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒ導
入し、投入電力ＤＣを５０Ｗ〜１００Ｗ程度に設定し、
成膜速度０．５ｍｍ／ｓ〜１ｍｍ／ｓの条件で、厚さ１
００ｎｍのＮｂＮ膜１２を形成する。
【００４５】なお、Ｎ原料として、Ｎ2 ガスではなく、
ＮｂＮスパッタターゲットを用いても良い。あるいはこ
れらの両方を用いても良い。このようにして成膜したＮ
ｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との界面を、断面ＴＥＭとＥ
ＤＸ (Energy Dispersive X-ray analysis system)によ
って観察したところ、ＮｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との
界面ではＳｉの拡散は見られず、急峻な界面が形成され
ていることを確認した。
ＮｂＮスパッタターゲットを用いても良い。あるいはこ
れらの両方を用いても良い。このようにして成膜したＮ
ｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との界面を、断面ＴＥＭとＥ
ＤＸ (Energy Dispersive X-ray analysis system)によ
って観察したところ、ＮｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との
界面ではＳｉの拡散は見られず、急峻な界面が形成され
ていることを確認した。
【００４６】次にＳｉ基板１１を１×１０-10 Ｔｏｒｒ
の超高真空チャンバー内に導入し、ＮｂＮ膜１２上に第
２の下部キャパシタ電極として厚さ３００ｎｍのＮｉ膜
１３を蒸着する。このとき、ＮｂＮ膜１２が反応防止膜
として働くので、Ｎｉ膜１３はＳｉ基板１１と反応する
ことはない。Ｎｉ膜１２を形成した理由は、第３のキャ
パシタ電極の構成材料である層状２次元半金属であるグ
ラファイトの成長を容易にするためである。
の超高真空チャンバー内に導入し、ＮｂＮ膜１２上に第
２の下部キャパシタ電極として厚さ３００ｎｍのＮｉ膜
１３を蒸着する。このとき、ＮｂＮ膜１２が反応防止膜
として働くので、Ｎｉ膜１３はＳｉ基板１１と反応する
ことはない。Ｎｉ膜１２を形成した理由は、第３のキャ
パシタ電極の構成材料である層状２次元半金属であるグ
ラファイトの成長を容易にするためである。
【００４７】次にＳｉ基板１１を６５０℃まで昇温した
後、上記超高真空チャンバー内に１ｍＴｏｒｒのＣ3 Ｈ
8 ガスを導入して、Ｎｉ膜１２上に第３の下部キャパシ
タ電極（層状２次元半金属）として厚さ２０ｎｍのグラ
ファイト膜１４を形成する。
後、上記超高真空チャンバー内に１ｍＴｏｒｒのＣ3 Ｈ
8 ガスを導入して、Ｎｉ膜１２上に第３の下部キャパシ
タ電極（層状２次元半金属）として厚さ２０ｎｍのグラ
ファイト膜１４を形成する。
【００４８】次にＣ3 Ｈ8 ガスの導入を停止し、真空度
を１×１０-8Ｔｏｒｒまで高めた後に、基板温度を７０
０℃に昇温する。次にジボランガスを１ｍＴｏｒｒ導入
し、グラファイト膜１４上に、キャパシタ誘電体薄膜と
して厚さ３ｎｍの六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５（層状２
次元誘電体）をＣＶＤ法により形成する。このような超
高真空ＣＶＤ法を用いることにより、耐圧の高い六方晶
窒化硼素ＢＮ薄膜１５を実現できる。
を１×１０-8Ｔｏｒｒまで高めた後に、基板温度を７０
０℃に昇温する。次にジボランガスを１ｍＴｏｒｒ導入
し、グラファイト膜１４上に、キャパシタ誘電体薄膜と
して厚さ３ｎｍの六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５（層状２
次元誘電体）をＣＶＤ法により形成する。このような超
高真空ＣＶＤ法を用いることにより、耐圧の高い六方晶
窒化硼素ＢＮ薄膜１５を実現できる。
【００４９】次に再び真空度を１×１０-8Ｔｏｒｒまで
高めた後、基板温度を６５０℃に設定する。次にＣ3 Ｈ
8 ガスを導入して、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５上に、
第１の上部キャパシタ電極として厚さ１０ｎｍのグラフ
ァイト膜１６（層状２次元半金属）を形成する。次にこ
のグラファイト膜１６上に、第２の上部キャパシタ電極
としてＡｕ膜１７を蒸着する。
高めた後、基板温度を６５０℃に設定する。次にＣ3 Ｈ
8 ガスを導入して、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５上に、
第１の上部キャパシタ電極として厚さ１０ｎｍのグラフ
ァイト膜１６（層状２次元半金属）を形成する。次にこ
のグラファイト膜１６上に、第２の上部キャパシタ電極
としてＡｕ膜１７を蒸着する。
【００５０】最後に、リソグラフィとＡｒイオンミリン
グ装置を用いて、図示の如く、積層膜１２〜１７を加工
して、Ｓｉ基板１１上にキャパシタが完成する。このよ
うにして得られたキャパシタをキャパシタンス測定によ
り評価したところ、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５の比誘
電率は５であった。また、２Ｖの電圧印加時のリーク電
流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下という低い値であった。
グ装置を用いて、図示の如く、積層膜１２〜１７を加工
して、Ｓｉ基板１１上にキャパシタが完成する。このよ
うにして得られたキャパシタをキャパシタンス測定によ
り評価したところ、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５の比誘
電率は５であった。また、２Ｖの電圧印加時のリーク電
流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下という低い値であった。
【００５１】このようなリーク電流の小さい微細なキャ
パシタを、ＤＲＡＭやＦＲＡＭなどの半導体メモリの信
号電荷を蓄積するためのキャパシタに用いることによ
り、集積度の高い半導体メモリを容易に実現できるよう
になる。
パシタを、ＤＲＡＭやＦＲＡＭなどの半導体メモリの信
号電荷を蓄積するためのキャパシタに用いることによ
り、集積度の高い半導体メモリを容易に実現できるよう
になる。
【００５２】また、本実施形態のキャパシタは、ＤＲＡ
Ｍ，ＦＲＡＭなどの半導体メモリだけでなく、種々の分
野に応用することができる。例えば、電力貯蔵用の蓄電
器に応用することにより、化学電池に匹敵する容量を持
ち高速充放電が可能な蓄電器を実現することも可能とな
る。
Ｍ，ＦＲＡＭなどの半導体メモリだけでなく、種々の分
野に応用することができる。例えば、電力貯蔵用の蓄電
器に応用することにより、化学電池に匹敵する容量を持
ち高速充放電が可能な蓄電器を実現することも可能とな
る。
【００５３】（第１の比較例）第１の実施形態と同様の
方法で、Ｓｉ基板上にＮｂＮ膜を形成し、このＮｂＮ膜
上に厚さ３００ｎｍのＮｉ膜を蒸着形成する。次に基板
温度を７００℃に昇温し、ジボランガスを１ｍＴｏｒｒ
導入し、キャパシタ誘電体薄膜として厚さ３ｎｍの六方
晶窒化硼素ＢＮ薄膜をＮｉ薄膜上に形成する。次に基板
温度を室温に戻した後、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜上に厚
さ１００ｎｍのＮｉ膜を形成した。最後に、上記３層膜
を第１の実施形態と同様の方法で加工し、ＮｂＮ／Ｎｉ
／ＢＮ／Ｎｉ構造（３次元金属／層状２次元誘電体／３
次元金属）のキャパシタが完成する。
方法で、Ｓｉ基板上にＮｂＮ膜を形成し、このＮｂＮ膜
上に厚さ３００ｎｍのＮｉ膜を蒸着形成する。次に基板
温度を７００℃に昇温し、ジボランガスを１ｍＴｏｒｒ
導入し、キャパシタ誘電体薄膜として厚さ３ｎｍの六方
晶窒化硼素ＢＮ薄膜をＮｉ薄膜上に形成する。次に基板
温度を室温に戻した後、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜上に厚
さ１００ｎｍのＮｉ膜を形成した。最後に、上記３層膜
を第１の実施形態と同様の方法で加工し、ＮｂＮ／Ｎｉ
／ＢＮ／Ｎｉ構造（３次元金属／層状２次元誘電体／３
次元金属）のキャパシタが完成する。
【００５４】このキャパシタのキャパシタンス測定から
求めたＢＮの比誘電率は、第１の実施形態のそれと同様
に５であったが、リーク電流は大きく、１Ｖの電圧印加
時のリーク電流は１×１０-6Ａ／ｃｍ2 以上という大き
な値であった。
求めたＢＮの比誘電率は、第１の実施形態のそれと同様
に５であったが、リーク電流は大きく、１Ｖの電圧印加
時のリーク電流は１×１０-6Ａ／ｃｍ2 以上という大き
な値であった。
【００５５】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図１のキャパシタと対応する部分には図１と同一符
号を付してある。
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図１のキャパシタと対応する部分には図１と同一符
号を付してある。
【００５６】まず、第１の実施形態と同様の方法によ
り、Ｓｉ基板１１上に第１の下部キャパシタ電極として
ＮｂＮ膜１２を形成した。次にこのＮｂＮ膜１２上に厚
さ３００ｎｍの第２の下部キャパシタ電極としてＮｉ膜
１３を蒸着する。
り、Ｓｉ基板１１上に第１の下部キャパシタ電極として
ＮｂＮ膜１２を形成した。次にこのＮｂＮ膜１２上に厚
さ３００ｎｍの第２の下部キャパシタ電極としてＮｉ膜
１３を蒸着する。
【００５７】次に基板温度を６００℃に昇温し、ＢＣ3
ガスおよびＣＨ3 ＣＮガスをそれぞれ１ｍＴｏｒｒ導入
して、Ｎｉ膜１３上に、第３の下部キャパシタ電極とし
て層状化合物の厚さ１００ｎｍの六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物
膜１８を形成する。
ガスおよびＣＨ3 ＣＮガスをそれぞれ１ｍＴｏｒｒ導入
して、Ｎｉ膜１３上に、第３の下部キャパシタ電極とし
て層状化合物の厚さ１００ｎｍの六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物
膜１８を形成する。
【００５８】このような方法で形成された六方晶ＢＣ2
Ｎ化合物膜１８は、バンドギャップが２ｅＶで、窒素の
欠損によりキャリア濃度が約１０20ｃｍ-3の層状２次元
ｐ型半導体である。
Ｎ化合物膜１８は、バンドギャップが２ｅＶで、窒素の
欠損によりキャリア濃度が約１０20ｃｍ-3の層状２次元
ｐ型半導体である。
【００５９】次にＢＣｌ3 ガスおよびＣＨ3 ＣＮガスの
導入を停止し、真空度を１×１０-8Ｔｏｒｒまで高めた
後、基板温度を７００℃に昇温した。次にジボランガス
を１ｍＴｏｒｒ導入して、六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物膜１８
上に、厚さ３ｎｍの六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５（層状
誘電体）を形成する。
導入を停止し、真空度を１×１０-8Ｔｏｒｒまで高めた
後、基板温度を７００℃に昇温した。次にジボランガス
を１ｍＴｏｒｒ導入して、六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物膜１８
上に、厚さ３ｎｍの六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５（層状
誘電体）を形成する。
【００６０】次に再び真空度を１×１０-8Ｔｏｒｒにし
た後、基板温度を６５０℃に設定した。次にＣ3 Ｈ8 ガ
スを導入して、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５上に厚さ１
０ｎｍのグラファイト膜１６（層状２次元半金属）を形
成する。この後の工程は第１の実施形態と同様である。
た後、基板温度を６５０℃に設定した。次にＣ3 Ｈ8 ガ
スを導入して、六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５上に厚さ１
０ｎｍのグラファイト膜１６（層状２次元半金属）を形
成する。この後の工程は第１の実施形態と同様である。
【００６１】このようにして得られたキャパシタをキャ
パシタンス測定により評価したところ、六方晶窒化硼素
ＢＮ薄膜１５の比誘電率は５であり、電圧印加時のリー
ク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下という低い値であっ
た。したがって、第２の実施形態でも第１の実施形態と
同様な効果が得られる。また、層状２次元誘電体である
六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５と層状２次元半導体である
六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物膜１８との界面には、誘電率の低
下の原因となる空乏層は形成されていないことが分かっ
た。これは六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５と六方晶ＢＣ2
Ｎ化合物膜１８の格子整合が極めてよいことに起因す
る。
パシタンス測定により評価したところ、六方晶窒化硼素
ＢＮ薄膜１５の比誘電率は５であり、電圧印加時のリー
ク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下という低い値であっ
た。したがって、第２の実施形態でも第１の実施形態と
同様な効果が得られる。また、層状２次元誘電体である
六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５と層状２次元半導体である
六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物膜１８との界面には、誘電率の低
下の原因となる空乏層は形成されていないことが分かっ
た。これは六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜１５と六方晶ＢＣ2
Ｎ化合物膜１８の格子整合が極めてよいことに起因す
る。
【００６２】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図１のキャパシタと対応する部分には図１と同一符
号を付してある。
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図１のキャパシタと対応する部分には図１と同一符
号を付してある。
【００６３】第３の実施形態は、第２の上部キャパシタ
電極２０の構成材料として、層状２次元半導体の一つで
あるビスマス系超伝導体（２２１２）相のＢｉＳｒＣｕ
Ｏ酸化物（層状ぺロブスカイ構造型の銅酸化物）を半導
体化したものを用いた例である。
電極２０の構成材料として、層状２次元半導体の一つで
あるビスマス系超伝導体（２２１２）相のＢｉＳｒＣｕ
Ｏ酸化物（層状ぺロブスカイ構造型の銅酸化物）を半導
体化したものを用いた例である。
【００６４】このキャパシタの製造方法を製造工程に従
って説明する。先ず主面が（１００）のＳｉ基板１１上
に反応防止膜および下部キャパシタ電極としてＮｂＮ膜
１２を形成する。このＮｂＮ膜１２上にキャパシタ誘電
体薄膜としてＳｒＴｉＯ3 薄膜１９を形成する。ＮｂＮ
膜１２、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９の成膜は、反応性スパッ
タリング法を用いて行なう。具体的には以下の通りであ
る。
って説明する。先ず主面が（１００）のＳｉ基板１１上
に反応防止膜および下部キャパシタ電極としてＮｂＮ膜
１２を形成する。このＮｂＮ膜１２上にキャパシタ誘電
体薄膜としてＳｒＴｉＯ3 薄膜１９を形成する。ＮｂＮ
膜１２、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９の成膜は、反応性スパッ
タリング法を用いて行なう。具体的には以下の通りであ
る。
【００６５】ここでは、Ｎｂスパッタターゲット、Ｓｒ
ＯスパッタターゲットおよびＴｉスパッタターゲットを
用いる。先ずＮｂスパッタターゲットを用い、基板温度
を４７３Ｋ〜６７３Ｋの範囲の一定値に設定する。次に
Ｎ2 ガスおよびＡｒガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒを導入
し、投入電力ＤＣを５０Ｗ〜１００Ｗ程度に設定し、成
膜速度０．５〜１ｍｍ／ｓの条件で、厚さ１００ｎｍの
ＮｂＮ膜１２を形成する。
ＯスパッタターゲットおよびＴｉスパッタターゲットを
用いる。先ずＮｂスパッタターゲットを用い、基板温度
を４７３Ｋ〜６７３Ｋの範囲の一定値に設定する。次に
Ｎ2 ガスおよびＡｒガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒを導入
し、投入電力ＤＣを５０Ｗ〜１００Ｗ程度に設定し、成
膜速度０．５〜１ｍｍ／ｓの条件で、厚さ１００ｎｍの
ＮｂＮ膜１２を形成する。
【００６６】次に上記３つのスパッタターゲットを独立
に制御し、基板温度を６７３Ｋに設定する。次に酸素ガ
スおよびアルゴンガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒを導入
し、成膜速度０．１ｎｍ／ｓの条件で、厚さ２０ｎｍの
ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９を形成する。このようにして成膜
したＮｂＮ膜１２、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９について、Ｎ
ｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との界面、ＳｒＴｉＯ3 薄膜
１９とＮｂＮ膜１２との界面をそれぞれ断面ＴＥＭとＥ
ＤＸによって観察した。
に制御し、基板温度を６７３Ｋに設定する。次に酸素ガ
スおよびアルゴンガスをそれぞれ５ｍＴｏｒｒを導入
し、成膜速度０．１ｎｍ／ｓの条件で、厚さ２０ｎｍの
ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９を形成する。このようにして成膜
したＮｂＮ膜１２、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９について、Ｎ
ｂＮ膜１２とＳｉ基板１１との界面、ＳｒＴｉＯ3 薄膜
１９とＮｂＮ膜１２との界面をそれぞれ断面ＴＥＭとＥ
ＤＸによって観察した。
【００６７】その結果、ＮｂＮ膜１２とＳｉ基板１１と
の界面でＳｉの拡散は見られず、急峻な界面が形成され
ていた。また、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９とＮｂＮ膜１２と
の界面には一部ＮｂＯ2 が形成されていたが、この酸化
物は導電性を有するため、誘電特性に影響を及ぼさな
い。
の界面でＳｉの拡散は見られず、急峻な界面が形成され
ていた。また、ＳｒＴｉＯ3 薄膜１９とＮｂＮ膜１２と
の界面には一部ＮｂＯ2 が形成されていたが、この酸化
物は導電性を有するため、誘電特性に影響を及ぼさな
い。
【００６８】次にＭＯＣＶＤ法を用いて、ＳｒＴｉＯ3
薄膜１９上に第１の上部キャパシタ電極として（２２１
２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０を形成する。具
体的には、有機金属原料にＢｉ（ＰＨ）3 、Ｓｒ（ＤＰ
Ｍ）2 、Ｃｕ（ＤＰＭ）2 、キャリアガスにＡｒを用
い、基板温度を７３０℃に設定し、酸素分圧を０．０１
Ｔｏｒｒ〜０．５Ｔｏｒｒの範囲で制御することによっ
て、厚さ１００ｎｍの（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ
1.3 Ｏ6 膜２０を形成する。ここで、ＢｉＳｒ2 Ｃｕ
1.3 Ｏ6 膜２０の堆積組成比をＩＣＰ発光分光法により
測定し、結晶構造の同定をＸ線回折により行なった。こ
の結果酸素分圧が０．０５Ｔｏｒｒ以下の場合には、Ｂ
ｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０は半導体的伝導を示し、
０．０３Ｔｏｒｒの場合には、キャリア濃度が８×１０
20ｃｍ-3の層状２次元ｐ型半導体であった。
薄膜１９上に第１の上部キャパシタ電極として（２２１
２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０を形成する。具
体的には、有機金属原料にＢｉ（ＰＨ）3 、Ｓｒ（ＤＰ
Ｍ）2 、Ｃｕ（ＤＰＭ）2 、キャリアガスにＡｒを用
い、基板温度を７３０℃に設定し、酸素分圧を０．０１
Ｔｏｒｒ〜０．５Ｔｏｒｒの範囲で制御することによっ
て、厚さ１００ｎｍの（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ
1.3 Ｏ6 膜２０を形成する。ここで、ＢｉＳｒ2 Ｃｕ
1.3 Ｏ6 膜２０の堆積組成比をＩＣＰ発光分光法により
測定し、結晶構造の同定をＸ線回折により行なった。こ
の結果酸素分圧が０．０５Ｔｏｒｒ以下の場合には、Ｂ
ｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０は半導体的伝導を示し、
０．０３Ｔｏｒｒの場合には、キャリア濃度が８×１０
20ｃｍ-3の層状２次元ｐ型半導体であった。
【００６９】最後に、ＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０上
に、第１の実施形態と同様に、第２の上部キャパシタ電
極としてのＡｕ膜１７を蒸着し、積層膜１２，１９，２
０，１７を加工して、キャパシタが完成する。
に、第１の実施形態と同様に、第２の上部キャパシタ電
極としてのＡｕ膜１７を蒸着し、積層膜１２，１９，２
０，１７を加工して、キャパシタが完成する。
【００７０】このようにして得られたキャパシタをキャ
パシタンス測定により評価したところ、ＳｒＴｉＯ3 薄
膜１９の比誘電率は１５０であった。また、２Ｖの電圧
印加時のリーク電流は１×１０-8Ａ／ｃｍ2 以下という
低い値であった。したがって、第３の実施形態でも第１
の実施形態と同様の効果が得られる。
パシタンス測定により評価したところ、ＳｒＴｉＯ3 薄
膜１９の比誘電率は１５０であった。また、２Ｖの電圧
印加時のリーク電流は１×１０-8Ａ／ｃｍ2 以下という
低い値であった。したがって、第３の実施形態でも第１
の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】なお、第３の実施形態では、層状２次元半
導体としてビスマス系超伝導体の層状ペロブスカイト型
構造の銅酸化物を半導体化したが、鉛系超伝導体の層状
ペロブスカイト型構造の銅酸化物を半導体化しても良
い。
導体としてビスマス系超伝導体の層状ペロブスカイト型
構造の銅酸化物を半導体化したが、鉛系超伝導体の層状
ペロブスカイト型構造の銅酸化物を半導体化しても良
い。
【００７２】（第２の比較例）第３の実施形態と同様の
方法により、Ｓｉ基板上にＮｂＮ膜、ＳｒＴｉＯ3 膜を
形成した。次に層状２次元半導体であるＢｉＳｒＣｕＯ
膜を形成せずに、ＳｒＴｉＯ3 膜１９上に直接Ａｕ電極
を蒸着する。
方法により、Ｓｉ基板上にＮｂＮ膜、ＳｒＴｉＯ3 膜を
形成した。次に層状２次元半導体であるＢｉＳｒＣｕＯ
膜を形成せずに、ＳｒＴｉＯ3 膜１９上に直接Ａｕ電極
を蒸着する。
【００７３】このキャパシタのキャパシタンス測定から
求めたＳｒＴｉＯ3 膜の比誘電率は、第３の実施形態の
それと同様に１５０であった。しかしこのキャパシタの
リーク電流は大きく、２Ｖの電圧印加時のリーク電流は
１×１０-7Ａ／ｃｍ2 以上と、第３の実施形態よりも１
桁以上大きい値であった。
求めたＳｒＴｉＯ3 膜の比誘電率は、第３の実施形態の
それと同様に１５０であった。しかしこのキャパシタの
リーク電流は大きく、２Ｖの電圧印加時のリーク電流は
１×１０-7Ａ／ｃｍ2 以上と、第３の実施形態よりも１
桁以上大きい値であった。
【００７４】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図３のキャパシタと対応する部分には図３と同一符
号を付してある。
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。な
お、図３のキャパシタと対応する部分には図３と同一符
号を付してある。
【００７５】このキャパシタを製造工程に従い説明す
る。先ず第３の実施形態と同様に、Ｓｉ基板１１上に反
応防止膜および第１の上部キャパシタ電極としてＮｂＮ
膜１２を形成する。
る。先ず第３の実施形態と同様に、Ｓｉ基板１１上に反
応防止膜および第１の上部キャパシタ電極としてＮｂＮ
膜１２を形成する。
【００７６】次にＮｂＮ膜１２上に第２の下部キャパシ
タ電極として金属的伝導を示すＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ
3 膜２１を形成する。具体的には以下の通りである。Ｓ
ｒＯスパッタターゲット、Ｔｉスパッタターゲットおよ
びＮｂスパッタターゲットを用い、これら３つのスパッ
タターゲットを独立に制御し、基板温度を６７３Ｋに設
定する。次に酸素ガスを１ｍＴｏｒｒ、アルゴンガスを
９ｍＴｏｒｒ導入して、成膜速度０．１ｎｍ／ｓの条件
で、厚さ２０ｎｍのＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ3 膜２１を
形成する。ＴｉとＮｂの組成比は、Ｔｉターゲットおよ
びＮｂターゲットに投入する電力により制御する。
タ電極として金属的伝導を示すＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ
3 膜２１を形成する。具体的には以下の通りである。Ｓ
ｒＯスパッタターゲット、Ｔｉスパッタターゲットおよ
びＮｂスパッタターゲットを用い、これら３つのスパッ
タターゲットを独立に制御し、基板温度を６７３Ｋに設
定する。次に酸素ガスを１ｍＴｏｒｒ、アルゴンガスを
９ｍＴｏｒｒ導入して、成膜速度０．１ｎｍ／ｓの条件
で、厚さ２０ｎｍのＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ3 膜２１を
形成する。ＴｉとＮｂの組成比は、Ｔｉターゲットおよ
びＮｂターゲットに投入する電力により制御する。
【００７７】次にＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ3 膜２１上
に、第３の実施形態と同様にＭＯＣＶＤ法を用いて、第
２の下部キャパシタ電極として厚さ１００ｎｍの半導体
化された（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２
２（層状２次元半導体）を形成する。
に、第３の実施形態と同様にＭＯＣＶＤ法を用いて、第
２の下部キャパシタ電極として厚さ１００ｎｍの半導体
化された（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２
２（層状２次元半導体）を形成する。
【００７８】次にこのＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２２上
に、第３の実施形態と同様の方法を用いて、キャパシタ
誘電体薄膜として厚さ２０ｎｍのＳｒＴｉＯ3 薄膜１９
を形成する。
に、第３の実施形態と同様の方法を用いて、キャパシタ
誘電体薄膜として厚さ２０ｎｍのＳｒＴｉＯ3 薄膜１９
を形成する。
【００７９】次にこのＳｒＴｉＯ3 薄膜１９上に、第１
の上部キャパシタ電極として半導体化された厚さ１００
ｎｍの（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０
（層状２次元半導体）、第２の上部キャパシタ電極とし
てＡｕ膜１７を順次形成する。この後の工程は、第１の
実施形態と同様である。このようにして得られたキャパ
シタをキャパシタンス測定により評価したところ、Ｓｒ
ＴｉＯ3 薄膜１９の比誘電率は１５０であった。また、
２Ｖの電圧印加時のリーク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2
以下という低い値であった。したがって、本実施形態で
も第１の実施形態と同様の効果が得られる。
の上部キャパシタ電極として半導体化された厚さ１００
ｎｍの（２２１２）相のＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜２０
（層状２次元半導体）、第２の上部キャパシタ電極とし
てＡｕ膜１７を順次形成する。この後の工程は、第１の
実施形態と同様である。このようにして得られたキャパ
シタをキャパシタンス測定により評価したところ、Ｓｒ
ＴｉＯ3 薄膜１９の比誘電率は１５０であった。また、
２Ｖの電圧印加時のリーク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2
以下という低い値であった。したがって、本実施形態で
も第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８０】（第５の実施形態）図11は、本発明の第４
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。先ず
Ｐ型シリコン（１００）基板３１の表面に、エネルギー
１００ＫｅＶ、ドーズ量１．５×１０１５／ｃｍ2でホ
ウ素イオンを打ち込んだ。この後この基板を乾燥窒素雰
囲気中で８００℃、２０分間熱処理を行った。こうして
Ｐ型シリコン基板３１上にキャパシタ株電極３２として
高濃度ドーピング（約１．５×１０20／ｃｍ3）領域を
形成した。
の実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。先ず
Ｐ型シリコン（１００）基板３１の表面に、エネルギー
１００ＫｅＶ、ドーズ量１．５×１０１５／ｃｍ2でホ
ウ素イオンを打ち込んだ。この後この基板を乾燥窒素雰
囲気中で８００℃、２０分間熱処理を行った。こうして
Ｐ型シリコン基板３１上にキャパシタ株電極３２として
高濃度ドーピング（約１．５×１０20／ｃｍ3）領域を
形成した。
【００８１】次にキャパシタ下部電極３２が形成された
Ｐ型シリコン基板３１上に、ＣＶＤ法（ＳｉＨ4−Ｏ2、
３００℃）により、厚さ３ｎｍのＳｉＯ2誘電体層３３
を形成した。
Ｐ型シリコン基板３１上に、ＣＶＤ法（ＳｉＨ4−Ｏ2、
３００℃）により、厚さ３ｎｍのＳｉＯ2誘電体層３３
を形成した。
【００８２】次に真空蒸着法により厚さ２ｎｍの金属超
薄膜３４をＡｌにて形成した。この時の真空度は１０-8
ｔｏｒｒ、基板の温度は７７Ｋである。次にこの基板を
室温に戻した後、グロー放電によりＡｌ超薄膜の表面の
ごく一部を酸化し、ＡｌＯx絶縁膜３５（バリアー層）
を０．２ｎｍ厚形成した。
薄膜３４をＡｌにて形成した。この時の真空度は１０-8
ｔｏｒｒ、基板の温度は７７Ｋである。次にこの基板を
室温に戻した後、グロー放電によりＡｌ超薄膜の表面の
ごく一部を酸化し、ＡｌＯx絶縁膜３５（バリアー層）
を０．２ｎｍ厚形成した。
【００８３】最後にＡｕバックアップ層３６を１００ｎ
ｍ形成し、本発明のキャパシターを作成した。このキャ
パシターの下部電極３２とＡｕバックアップ層３６との
間に電圧を印加しリーク電流を測定したところ、２Ｖの
電圧印加時のリーク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下と
いう低い値であった。したがって、本実施形態でも第１
の実施形態と同様の効果が得られる。また金属超薄膜３
４にかえて、グラファイト、ビスマス、アンチモンなど
の半金属超薄膜、キャリア濃度１０20／ｃｍ3以上の半
導体超薄膜を用いても同様の効果が得られる。
ｍ形成し、本発明のキャパシターを作成した。このキャ
パシターの下部電極３２とＡｕバックアップ層３６との
間に電圧を印加しリーク電流を測定したところ、２Ｖの
電圧印加時のリーク電流は１×１０-9Ａ／ｃｍ2 以下と
いう低い値であった。したがって、本実施形態でも第１
の実施形態と同様の効果が得られる。また金属超薄膜３
４にかえて、グラファイト、ビスマス、アンチモンなど
の半金属超薄膜、キャリア濃度１０20／ｃｍ3以上の半
導体超薄膜を用いても同様の効果が得られる。
【００８４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、キャパシタ電極の材料として
は、上記実施形態で述べたのものの他に、例えば、Ｔｉ
Ｓ2 などの遷移金属カルコゲン化合物や、結晶構造がＮ
ａＦｅＯ2 型でかつ組成がＬｉx ＭＯ2 もしくはＬｉx
Ｍ2-x Ｏ2 （Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）
の層状酸化物を用いても良い。その他、本発明の技術的
範囲で、種々変形して実施できる。
ものではない。例えば、キャパシタ電極の材料として
は、上記実施形態で述べたのものの他に、例えば、Ｔｉ
Ｓ2 などの遷移金属カルコゲン化合物や、結晶構造がＮ
ａＦｅＯ2 型でかつ組成がＬｉx ＭＯ2 もしくはＬｉx
Ｍ2-x Ｏ2 （Ｍ＝Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）
の層状酸化物を用いても良い。その他、本発明の技術的
範囲で、種々変形して実施できる。
【００８５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
極材料として層状２次元半金属または層状２次元半導体
を用いることにより、微細化を進めてもリーク電流の少
ないキャパシタを実現できるようになる。
極材料として層状２次元半金属または層状２次元半導体
を用いることにより、微細化を進めてもリーク電流の少
ないキャパシタを実現できるようになる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るキャパシタを示
す断面図
す断面図
【図２】本発明の第２の実施形態に係るキャパシタを示
す断面図
す断面図
【図３】本発明の第３の実施形態に係るキャパシタを示
す断面図
す断面図
【図４】本発明の第４の実施形態に係るキャパシタを示
す断面図
す断面図
【図５】キャパシタのリーク電流の機構の種類を説明す
るためのバンド図
るためのバンド図
【図６】本発明の作用を説明するための図
【図７】本発明の電極における量子化された電子の状態
密度を示すバンド図
密度を示すバンド図
【図８】絶縁膜をトンネルする電子の波数ベクトルを示
す図
す図
【図９】本発明の第５の実施形態に係るキャパシタを示
す断面図
す断面図
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るキャパシタを
示す断面図
示す断面図
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るキャパシタを
示す断面図
示す断面図
１…第１の電極
２…第２の電極
３…誘電体薄膜
４…基板
５…バックアップ層
６…バリアー層
７…超薄膜
８…誘電体
９…電極
１１…Ｓｉ基板
１２…ＮｂＮ膜
１３…Ｎｉ膜
１４…グラファイト膜（第１の電極）
１５…六方晶窒化硼素ＢＮ薄膜（誘電体膜）
１６…グラファイト膜（第２の電極）
１７…Ａｕ膜
１８…六方晶ＢＣ2 Ｎ化合物膜（第１の電極）
１９…ＳｒＴｉＯ3 薄膜（誘電体膜）
２０…ＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜（第２の電極）
２１…ＳｒＴｉ0.9 Ｎｂ0.1 Ｏ3 膜
２２…ＢｉＳｒ2 Ｃｕ1.3 Ｏ6 膜（第１の電極）
３１…p 型シリコン基板
３２…高濃度ドーピング層
３３…酸化シリコン絶縁膜（誘電体）
３４…超薄膜
３５…バリアー層
３６…バックアップ層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 27/10 ４５１
27/108
29/788
29/792
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/8242
H01G 4/33
H01L 21/822
H01L 21/8247
H01L 27/04
H01L 27/10 451
H01L 27/108
H01L 29/788
H01L 29/792
Claims (11)
- 【請求項１】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、前記誘電体膜に対して平行な原子層
を有し、前記層に沿って電荷が２次元的に伝導する２次
元半金属であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項２】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、前記誘電体膜に対して平行な原子層
を有し、前記層に沿って電荷が２次元的に伝導する２次
元半導体であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項３】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さが５ｎｍ以下である金属超薄膜
であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項４】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さが５ｎｍ以下である半金属超薄
膜であることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項５】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さが５ｎｍ以下である半導体であ
ることを特徴とするキャパシタ。 - 【請求項６】前記半導体のキャリア濃度は、１×１０20
ｃｍ-3以上１×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とす
る請求項２または請求項５に記載のキャパシタ。 - 【請求項７】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さ５ｎｍ以下である金属超薄膜
と、絶縁体薄膜とが交互に積層された積層膜であること
を特徴とするキャパシタ。 - 【請求項８】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さ５ｎｍ以下である半金属超薄膜
と、絶縁体薄膜とが交互に積層された積層膜であること
を特徴とするキャパシタ。 - 【請求項９】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さ５ｎｍ以下である金属超薄膜
と、半導体膜とが交互に積層された積層膜であることを
特徴とするキャパシタ。 - 【請求項１０】誘電体膜と、 前記誘電体膜を挟持する第１の電極及び第２の電極とを
備え、 前記第１の電極は、厚さ５ｎｍ以下である半金属超薄膜
と、半導体膜とが交互に積層された積層膜であることを
特徴とするキャパシタ。 - 【請求項１１】前記誘電体膜は、層状誘電体膜であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記
載のキャパシタ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32070097A JP3449597B2 (ja) | 1996-12-26 | 1997-11-21 | キャパシタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-348958 | 1996-12-26 | ||
| JP34895896 | 1996-12-26 | ||
| JP32070097A JP3449597B2 (ja) | 1996-12-26 | 1997-11-21 | キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242428A JPH10242428A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3449597B2 true JP3449597B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=26570179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32070097A Expired - Fee Related JP3449597B2 (ja) | 1996-12-26 | 1997-11-21 | キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3449597B2 (ja) |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP32070097A patent/JP3449597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10242428A (ja) | 1998-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6144546A (en) | Capacitor having electrodes with two-dimensional conductivity | |
| Sakuma et al. | Barrier layers for realization of high capacitance density in SrTiO3 thin‐film capacitor on silicon | |
| Kim et al. | Integration of lead zirconium titanate thin films for high density ferroelectric random access memory | |
| Schmehl et al. | Doping-induced enhancement of the critical currents of grain boundaries in YBa2Cu3O7− δ | |
| JP3570472B2 (ja) | 高温電極バリアを備えるキャパシタおよびその製造方法並びにＦｅＲＡＭおよびＤＲＡＭ | |
| US6040594A (en) | High permittivity ST thin film and a capacitor for a semiconductor integrated circuit having such a thin film | |
| US8204564B2 (en) | High temperature interfacial superconductivity | |
| JPH06151872A (ja) | Ｆｅｔ素子 | |
| Rastogi et al. | Structure and optoelectronic properties of spray deposited Mg doped p-CuCrO2 semiconductor oxide thin films | |
| WO1999025014A1 (fr) | Element dielectrique et mode de fabrication | |
| GB2334622A (en) | Electrodes for thin film capacitors | |
| US20060108623A1 (en) | Oxidative top electrode deposition process, and microelectronic device structure | |
| US20210391412A1 (en) | Dielectric thin film, memcapacitor including the same, cell array including the same, and manufacturing method thereof | |
| KR20140070344A (ko) | 반도체 물질과 이를 포함하는 트랜지스터 및 트랜지스터를 포함하는 전자소자 | |
| US4395813A (en) | Process for forming improved superconductor/semiconductor junction structures | |
| JPH09246496A (ja) | 誘電体薄膜形成方法及びこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
| US4495510A (en) | Improved superconductor/semiconductor junction structures | |
| Joseph et al. | Ferroelectric behavior of epitaxial Bi 2 VO 5.5 thin films on Si (100) formed by pulsed-laser deposition | |
| US6781179B2 (en) | Semiconductor device having a capacitor comprising an electrode with an iridium oxide film as an oxygen barrier film | |
| JP3449597B2 (ja) | キャパシタ | |
| US7714405B2 (en) | Layered CU-based electrode for high-dielectric constant oxide thin film-based devices | |
| JP4230179B2 (ja) | ペロブスカイト型酸化膜を含む酸化物積層膜 | |
| JP3020524B2 (ja) | 酸化物超電導素子 | |
| JPH1168057A (ja) | 誘電体素子 | |
| Lan et al. | Physical characteristics and electrical properties of Sr0. 8Bi2+ xTa2O9 films on Al2O3/Si annealed at high temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |