JP3503790B2 - Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法Info
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- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
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- C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
- C23C18/1279—Process of deposition of the inorganic material performed under reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmospheres
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＢｉ（ビスマス）層
状構造強誘電体薄膜の製造方法に関し、特に所望の組成
のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を再現性よく製造できるＢ
ｉ層状構造強誘電体膜の製造方法に関する。
状構造強誘電体薄膜の製造方法に関し、特に所望の組成
のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を再現性よく製造できるＢ
ｉ層状構造強誘電体膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、従来にない低動作電圧、高速書き
込みおよび高速読み出し可能な不揮発性ＲＡＭ（Random
Access Memory）の実用化を目指し、自発分極特性を有
する強誘電体膜を容量絶縁膜とする容量素子を半導体集
積回路上に形成するための技術開発が盛んに行われてい
る。この研究開発の流れの中で、最近、Ｂｉ層状構造強
誘電体と呼ばれる一群の物質を、容量絶縁膜に使用する
ことが検討されている。特に、Ｂｉ層状構造強誘電体の
一種であるＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 を用いた場合、従来の強
誘電体不揮発性メモリで問題になっていた、分極反転を
繰り返すことによる強誘電体膜の特性劣化が生じないこ
とが判明している。ここで、Ｂｉ層状構造強誘電体と
は、比較的粗な充填をした（Ｂｉ2Ｏ2）2+層と、Ｂｉ以
外の１種または２種以上の金属元素と酸素とからなり、
比較的密な充填をした仮想ペロブスカイト格子を単数ま
たは複数含んで構成された擬ペロブスカイト層とが交互
に積み重なった結晶構造を有する物質である。
込みおよび高速読み出し可能な不揮発性ＲＡＭ（Random
Access Memory）の実用化を目指し、自発分極特性を有
する強誘電体膜を容量絶縁膜とする容量素子を半導体集
積回路上に形成するための技術開発が盛んに行われてい
る。この研究開発の流れの中で、最近、Ｂｉ層状構造強
誘電体と呼ばれる一群の物質を、容量絶縁膜に使用する
ことが検討されている。特に、Ｂｉ層状構造強誘電体の
一種であるＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 を用いた場合、従来の強
誘電体不揮発性メモリで問題になっていた、分極反転を
繰り返すことによる強誘電体膜の特性劣化が生じないこ
とが判明している。ここで、Ｂｉ層状構造強誘電体と
は、比較的粗な充填をした（Ｂｉ2Ｏ2）2+層と、Ｂｉ以
外の１種または２種以上の金属元素と酸素とからなり、
比較的密な充填をした仮想ペロブスカイト格子を単数ま
たは複数含んで構成された擬ペロブスカイト層とが交互
に積み重なった結晶構造を有する物質である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】強誘電体膜の成膜方法
としては、一般にＭＯＤ（Metal Organic Deposition）
法、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法（化学気相
成長法）、スパッタ法等が知られている。また、スピン
コート等により基板上に有機金属化合物を有機溶媒に溶
解して得られた溶液の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥
し、更に酸素雰囲気下で焼結して強誘電体膜を形成する
方法も一般的である。
としては、一般にＭＯＤ（Metal Organic Deposition）
法、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法（化学気相
成長法）、スパッタ法等が知られている。また、スピン
コート等により基板上に有機金属化合物を有機溶媒に溶
解して得られた溶液の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥
し、更に酸素雰囲気下で焼結して強誘電体膜を形成する
方法も一般的である。
【０００４】ところで、Ｂｉ層状構造強誘電体の薄膜を
成膜する際の原料としては通常有機金属化合物が用いら
れるが、従来は成膜すべきＢｉ層状構造強誘電体の構成
金属元素毎にその金属元素を含む有機金属化合物が用い
られるため、成膜すべきＢｉ層状構造強誘電体の構成金
属元素の数が多くなると、原料として用いる有機金属化
合物の数も多くなり、成膜時に膜中に含有させるべき各
金属元素の含有量を精度よく制御することが困難にな
り、所望の元素組成からなるＢｉ層状構造強誘電体の薄
膜を再現性よく製造することが困難になるという課題が
あった。
成膜する際の原料としては通常有機金属化合物が用いら
れるが、従来は成膜すべきＢｉ層状構造強誘電体の構成
金属元素毎にその金属元素を含む有機金属化合物が用い
られるため、成膜すべきＢｉ層状構造強誘電体の構成金
属元素の数が多くなると、原料として用いる有機金属化
合物の数も多くなり、成膜時に膜中に含有させるべき各
金属元素の含有量を精度よく制御することが困難にな
り、所望の元素組成からなるＢｉ層状構造強誘電体の薄
膜を再現性よく製造することが困難になるという課題が
あった。
【０００５】一方、半導体集積回路上に強誘電体膜を成
膜する場合は段差被覆性に優れ、しかも、低温プロセス
にて成膜がなされる必要があり、この点においてＣＶＤ
法は有効な方法と考えられている。そして、通常、ＣＶ
Ｄ法により強誘電体薄膜を形成する場合、原料である有
機金属化合物を気化して（ガス化して）基板上に供給し
なければならず、所望の組成の薄膜を安定に形成するた
めには、有機金属化合物に、これをガス化して成膜室に
供給する時、すなわち、これの蒸気圧を成膜に必要な蒸
気圧となるまで加熱した時に、その温度領域で熱分解し
たり、他の物質と反応して変成することがなく、しか
も、基板上に到達した時は速やかにかつ一様に熱分解す
ることが要求される。しかしながら、従来から前記した
Ｂｉ層状構造強誘電体のＢｉ以外の金属元素の原料とし
て用いられている有機金属化合物には、前記要求を充分
に満足できるものがなく、ＣＶＤ法により所望の組成の
薄膜を再現性よく形成することが困難であった。
膜する場合は段差被覆性に優れ、しかも、低温プロセス
にて成膜がなされる必要があり、この点においてＣＶＤ
法は有効な方法と考えられている。そして、通常、ＣＶ
Ｄ法により強誘電体薄膜を形成する場合、原料である有
機金属化合物を気化して（ガス化して）基板上に供給し
なければならず、所望の組成の薄膜を安定に形成するた
めには、有機金属化合物に、これをガス化して成膜室に
供給する時、すなわち、これの蒸気圧を成膜に必要な蒸
気圧となるまで加熱した時に、その温度領域で熱分解し
たり、他の物質と反応して変成することがなく、しか
も、基板上に到達した時は速やかにかつ一様に熱分解す
ることが要求される。しかしながら、従来から前記した
Ｂｉ層状構造強誘電体のＢｉ以外の金属元素の原料とし
て用いられている有機金属化合物には、前記要求を充分
に満足できるものがなく、ＣＶＤ法により所望の組成の
薄膜を再現性よく形成することが困難であった。
【０００６】本発明は前記のような課題に鑑みてなされ
たもので、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を再
現性よく形成することができるＢｉ層状構造強誘電体薄
膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
たもので、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を再
現性よく形成することができるＢｉ層状構造強誘電体薄
膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法は、
Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄膜を製造する方
法であって、Ｂｉを含む有機化合物と、少なくとも２種
類の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物と、前
記２種類の金属原子のうちの１種類の金属原子を含有す
る金属アルコキシド化合物とを原料として用いることを
特徴とする。また、本発明の別のＢｉ層状構造強誘電体
薄膜の製造方法は、Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体
の薄膜を製造する方法であって、Ｂｉを含む有機化合物
と、少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコ
キシド化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類
の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物とを原料
として、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により基板上にＢ
ｉ層状構造強誘電体の薄膜を成長させることを特徴とす
る。前記本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法
においては、Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄膜
が、下記一般式（化３）で表されるＢｉ（ビスマス）層
状構造強誘電体の薄膜であって、前記少なくとも２種類
の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物が、下記
一般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物の１
種以上であって、下記一般式（化３）中のA1〜An及びB1
〜Btに相当する種類の金属元素を含む金属アルコキシド
化合物であることが好ましい。
に、本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法は、
Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄膜を製造する方
法であって、Ｂｉを含む有機化合物と、少なくとも２種
類の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物と、前
記２種類の金属原子のうちの１種類の金属原子を含有す
る金属アルコキシド化合物とを原料として用いることを
特徴とする。また、本発明の別のＢｉ層状構造強誘電体
薄膜の製造方法は、Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体
の薄膜を製造する方法であって、Ｂｉを含む有機化合物
と、少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコ
キシド化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類
の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物とを原料
として、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により基板上にＢ
ｉ層状構造強誘電体の薄膜を成長させることを特徴とす
る。前記本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法
においては、Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄膜
が、下記一般式（化３）で表されるＢｉ（ビスマス）層
状構造強誘電体の薄膜であって、前記少なくとも２種類
の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物が、下記
一般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物の１
種以上であって、下記一般式（化３）中のA1〜An及びB1
〜Btに相当する種類の金属元素を含む金属アルコキシド
化合物であることが好ましい。
【０００８】
【化３】
【０００９】
【化４】
【００１０】このような構成にしたことにより、前記一
般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物は２種
または３種の金属元素を含むことから、これとＢｉを含
む有機化合物を原料にしてＢｉ層状構造強誘電体を形成
することができ、従来に比べて原料として用いる有機金
属化合物の数を減らすことができる。従って、従来に比
べて原料の供給量（使用量）の制御が容易になり、所望
の組成のＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を再現性よく製造
することができる。
般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物は２種
または３種の金属元素を含むことから、これとＢｉを含
む有機化合物を原料にしてＢｉ層状構造強誘電体を形成
することができ、従来に比べて原料として用いる有機金
属化合物の数を減らすことができる。従って、従来に比
べて原料の供給量（使用量）の制御が容易になり、所望
の組成のＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を再現性よく製造
することができる。
【００１１】また、前記本発明のＢｉ層状構造強誘電体
薄膜の製造方法においては、Ｂｉを含む有機化合物と、
前記少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコ
キシド化合物として一般式（化４）で表される金属アル
コキシド化合物を原料にして、化学気相成長法（ＣＶＤ
法）により基板上に一般式（化３）で表されるＢｉ層状
構造強誘電体の薄膜を成長させるのが好ましい。
薄膜の製造方法においては、Ｂｉを含む有機化合物と、
前記少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコ
キシド化合物として一般式（化４）で表される金属アル
コキシド化合物を原料にして、化学気相成長法（ＣＶＤ
法）により基板上に一般式（化３）で表されるＢｉ層状
構造強誘電体の薄膜を成長させるのが好ましい。
【００１２】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のRj1、
Rj2、…Rj6、Rk1、Rk2、…Rk6のそれぞれがエチル基ま
たはイソプロピル基であるのが好ましい。このような構
成にしたことにより、一般式（化４）で表される金属ア
ルコキシド化合物のうちのその１２個のアルコキシ基の
それぞれがエトキシ基またはプロポキシ基からなるもの
は、他のものに比べて前記した比較的低温の温度領域
（２５０℃以下）でＣＶＤ法による成膜に十分な蒸気圧
が得られ、基板上への供給量の制御が一層容易になり、
その結果、強誘電体薄膜中のＢｉ以外の金属元素の含有
量をより精度良く制御できることとなる。
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のRj1、
Rj2、…Rj6、Rk1、Rk2、…Rk6のそれぞれがエチル基ま
たはイソプロピル基であるのが好ましい。このような構
成にしたことにより、一般式（化４）で表される金属ア
ルコキシド化合物のうちのその１２個のアルコキシ基の
それぞれがエトキシ基またはプロポキシ基からなるもの
は、他のものに比べて前記した比較的低温の温度領域
（２５０℃以下）でＣＶＤ法による成膜に十分な蒸気圧
が得られ、基板上への供給量の制御が一層容易になり、
その結果、強誘電体薄膜中のＢｉ以外の金属元素の含有
量をより精度良く制御できることとなる。
【００１３】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のAiがＳｒ
またはＢａであり、BjがＮｂまたはＴａであり、BkがＮ
ｂまたはＴａであるのが好ましい。このような構成にし
たことにより、得られるＢｉ層状構造強誘電体薄膜が不
揮発性メモリ用容量絶縁膜として優れた特性を有するも
のとなる。
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のAiがＳｒ
またはＢａであり、BjがＮｂまたはＴａであり、BkがＮ
ｂまたはＴａであるのが好ましい。このような構成にし
たことにより、得られるＢｉ層状構造強誘電体薄膜が不
揮発性メモリ用容量絶縁膜として優れた特性を有するも
のとなる。
【００１４】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、Ｂｉを含
む有機化合物としてＢｉターシャリブトキシドあるいは
Ｂｉターシャリペントキシドを用いるのが好ましい。こ
のような構成にしたことにより、Ｂｉターシャリブトキ
シド及びＢｉターシャリペントキシドが昇華性を有し、
低温度領域での蒸気圧が高い（１００℃で０．３Ｔｏｒ
ｒ以上）ので、基板上への供給量の制御をより精度よく
行うことができ、強誘電体薄膜中のＢｉの含有量をより
精度良く制御することがきる。
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、Ｂｉを含
む有機化合物としてＢｉターシャリブトキシドあるいは
Ｂｉターシャリペントキシドを用いるのが好ましい。こ
のような構成にしたことにより、Ｂｉターシャリブトキ
シド及びＢｉターシャリペントキシドが昇華性を有し、
低温度領域での蒸気圧が高い（１００℃で０．３Ｔｏｒ
ｒ以上）ので、基板上への供給量の制御をより精度よく
行うことができ、強誘電体薄膜中のＢｉの含有量をより
精度良く制御することがきる。
【００１５】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、Ｂｉを含
む有機化合物と上述した用いる金属アルコキシド化合物
とを有機溶媒に溶解して得られた溶液を気化させ、この
気化により得られたガスを基板上に供給して、一般式
（化３）で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜の成長
を行うのが好ましい。このような構成にしたことによ
り、溶液中のＢｉを含む有機化合物と上述した用いる金
属アルコキシド化合物のそれぞれの濃度を所望の濃度に
調整すると、これがＢｉ層状構造強誘電体の組成にその
ままを反映することとなり、より容易に所望の組成のＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜を製造することができる。
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、Ｂｉを含
む有機化合物と上述した用いる金属アルコキシド化合物
とを有機溶媒に溶解して得られた溶液を気化させ、この
気化により得られたガスを基板上に供給して、一般式
（化３）で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜の成長
を行うのが好ましい。このような構成にしたことによ
り、溶液中のＢｉを含む有機化合物と上述した用いる金
属アルコキシド化合物のそれぞれの濃度を所望の濃度に
調整すると、これがＢｉ層状構造強誘電体の組成にその
ままを反映することとなり、より容易に所望の組成のＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜を製造することができる。
【００１６】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、原料ガス
の熱分解雰囲気に紫外線を照射するのが好ましい。この
ような構成にしたことにより、原料ガスの分解が促進さ
れ、膜の成長温度をより低温度化させることができる。
また、原料ガスの励起状態を変化させることができ、誘
電体膜の配向性及び膜質等を制御することができる。
構造強誘電体薄膜を製造する方法においては、原料ガス
の熱分解雰囲気に紫外線を照射するのが好ましい。この
ような構成にしたことにより、原料ガスの分解が促進さ
れ、膜の成長温度をより低温度化させることができる。
また、原料ガスの励起状態を変化させることができ、誘
電体膜の配向性及び膜質等を制御することができる。
【００１７】また前記本発明のＣＶＤ法によりＢｉ層状
構造強誘電体膜を製造する方法においては、基板上での
原料ガスの熱分解時に原料ガスをプラズマ励起させるの
が好ましい。このような構成にしたことにより、原料ガ
スの分解が促進され、膜の成長温度をより低温度化させ
ることができる。また、原料ガスの励起状態を変化させ
ることができ、誘電体膜の配向性及び膜質等を制御する
ことができる。また、本発明の更に別のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜の製造方法は、Ｂｉを含む有機化合物と、少
なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコキシド
化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類の金属
原子を含有する金属アルコキシド化合物とを有機溶媒に
溶解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、前
記塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことによ
り基板上にＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を形成すること
を特徴とする。
構造強誘電体膜を製造する方法においては、基板上での
原料ガスの熱分解時に原料ガスをプラズマ励起させるの
が好ましい。このような構成にしたことにより、原料ガ
スの分解が促進され、膜の成長温度をより低温度化させ
ることができる。また、原料ガスの励起状態を変化させ
ることができ、誘電体膜の配向性及び膜質等を制御する
ことができる。また、本発明の更に別のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜の製造方法は、Ｂｉを含む有機化合物と、少
なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコキシド
化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類の金属
原子を含有する金属アルコキシド化合物とを有機溶媒に
溶解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、前
記塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことによ
り基板上にＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を形成すること
を特徴とする。
【００１８】また、前記本発明のＢｉ層状構造強誘電体
膜の製造方法においては、Ｂｉを含む有機化合物と、上
述した用いる金属アルコキシド化合物とを有機溶媒に溶
解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、前記
塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことにより
一般式（化３）で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜
を形成するのが好ましい。このような構成にしたことに
より、前記溶液中のＢｉを含む有機化合物と用いる金属
アルコキシド化合物のそれぞれの濃度を所望の濃度に調
整すると、これがＢｉ層状構造強誘電体の組成にそのま
まを反映することとなり、所望の組成のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜を極めて再現性良く形成することができる。
膜の製造方法においては、Ｂｉを含む有機化合物と、上
述した用いる金属アルコキシド化合物とを有機溶媒に溶
解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、前記
塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことにより
一般式（化３）で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜
を形成するのが好ましい。このような構成にしたことに
より、前記溶液中のＢｉを含む有機化合物と用いる金属
アルコキシド化合物のそれぞれの濃度を所望の濃度に調
整すると、これがＢｉ層状構造強誘電体の組成にそのま
まを反映することとなり、所望の組成のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜を極めて再現性良く形成することができる。
【００１９】前記においては有機溶媒がテトラヒドロフ
ランを含んでいるのが好ましい。これは、テトラヒドロ
フランへのＢｉを含む有機化合物及び用いる金属アルコ
キシド化合物の溶解度が大きく、前記溶液中にＢｉを含
む化合物及び用いる金属アルコキシド化合物を均一に溶
解させることができ、Ｂｉ層状構造強誘電体の組成の均
一性が向上するためである。
ランを含んでいるのが好ましい。これは、テトラヒドロ
フランへのＢｉを含む有機化合物及び用いる金属アルコ
キシド化合物の溶解度が大きく、前記溶液中にＢｉを含
む化合物及び用いる金属アルコキシド化合物を均一に溶
解させることができ、Ｂｉ層状構造強誘電体の組成の均
一性が向上するためである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明では少なくとも２種類の金
属原子を含有する金属アルコキシド化合物として、前記
一般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物を用
いるが、かかる金属アルコキシド化合物はその製造時に
は合成・分離・精製が容易であり、かつ、前記したよう
に比較的低温（２５０℃以下）で高い蒸気圧が得られ、
しかも、熱分解したり、他の物質と反応することがない
という優れた特徴を有している。また、その分子構造か
らＢｉ以外の金属元素の組成比が決まっており、形成す
べき誘電体膜における金属元素の存在比率を厳密に制御
できるという利点も有している。かかる金属アルコキシ
ド化合物中の金属元素（Ai）の具体例としてはＳｒ，Ｂ
ａ等のIIa 族元素や、Ｎａ，Ｋ等のIa族元素や、Ｐｂな
どが挙げられる。また、金属元素（Bj，Bk）の具体例と
してはＮｂ，Ｔａ等のVa族元素や、Ｆｅ，Ｔｉ，Ｗなど
が挙げられる。特に金属元素（Ai）がＳｒ，Ｂａ等のII
a 族元素、金属元素（Bj，Bk）がＮｂ，Ｔａ等のVa族元
素である場合、得られるＢｉ層状構造強誘電体薄膜が不
揮発性メモリ用容量絶縁膜として優れた特性（自発分極
特性）を有するものとなる。また、金属アルコキシド化
合物中のアルコキシ基（式（化４）中のORj1、ORj2、…
ORj6、ORk1、ORk2、…ORk6）のアルキル基は一般に炭素
数が１〜５のアルキル基であり、具体例としてはメチル
基、エチル基、イソプロピル基、ターシャリブチル基、
イソペンチル基等である。ここで金属元素（Bj，Bk）に
配位する６つのアルキル基は、全てが同じ基であって
も、全てが異なる基であっても、２〜５種類の基であっ
てもよい。特に、化合物中のアルキル基（金属元素
（Bj）に配位するアルキル基及び金属元素（Bk）に配位
するアルキル基）がエチル基またはイソプロピル基であ
る場合、これらが他のアルキル基である場合に比べて金
属アルコキシド化合物が比較的低温の温度領域（２５０
℃以下）でＣＶＤ法による成膜に十分な蒸気圧が得られ
ることとなり、ＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体薄
膜を成長させる際にＢｉ以外の金属元素の含有量をより
精度良く制御できるので、好ましい。このようなＣＶＤ
法に適した金属アルコキシド化合物の好適な具体例とし
ては、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］2、Ｓｒ［Ｎｂ（Ｏｉ
Ｐｒ）6］2、Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］2、Ｂａ［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］2、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6 ］［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］、 Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）3（ＯＥｔ）
3］2 、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）3（ＯＥｔ）3］［Ｔａ
（ＯｉＰｒ）2（ＯＥｔ）4］等（Ｅｔはエチル基、ｉＰ
ｒはイソプロピル基である。）を挙げることができる。
本発明において以上の金属アルコキシド化合物は１種ま
たは２種以上が使用される。
属原子を含有する金属アルコキシド化合物として、前記
一般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物を用
いるが、かかる金属アルコキシド化合物はその製造時に
は合成・分離・精製が容易であり、かつ、前記したよう
に比較的低温（２５０℃以下）で高い蒸気圧が得られ、
しかも、熱分解したり、他の物質と反応することがない
という優れた特徴を有している。また、その分子構造か
らＢｉ以外の金属元素の組成比が決まっており、形成す
べき誘電体膜における金属元素の存在比率を厳密に制御
できるという利点も有している。かかる金属アルコキシ
ド化合物中の金属元素（Ai）の具体例としてはＳｒ，Ｂ
ａ等のIIa 族元素や、Ｎａ，Ｋ等のIa族元素や、Ｐｂな
どが挙げられる。また、金属元素（Bj，Bk）の具体例と
してはＮｂ，Ｔａ等のVa族元素や、Ｆｅ，Ｔｉ，Ｗなど
が挙げられる。特に金属元素（Ai）がＳｒ，Ｂａ等のII
a 族元素、金属元素（Bj，Bk）がＮｂ，Ｔａ等のVa族元
素である場合、得られるＢｉ層状構造強誘電体薄膜が不
揮発性メモリ用容量絶縁膜として優れた特性（自発分極
特性）を有するものとなる。また、金属アルコキシド化
合物中のアルコキシ基（式（化４）中のORj1、ORj2、…
ORj6、ORk1、ORk2、…ORk6）のアルキル基は一般に炭素
数が１〜５のアルキル基であり、具体例としてはメチル
基、エチル基、イソプロピル基、ターシャリブチル基、
イソペンチル基等である。ここで金属元素（Bj，Bk）に
配位する６つのアルキル基は、全てが同じ基であって
も、全てが異なる基であっても、２〜５種類の基であっ
てもよい。特に、化合物中のアルキル基（金属元素
（Bj）に配位するアルキル基及び金属元素（Bk）に配位
するアルキル基）がエチル基またはイソプロピル基であ
る場合、これらが他のアルキル基である場合に比べて金
属アルコキシド化合物が比較的低温の温度領域（２５０
℃以下）でＣＶＤ法による成膜に十分な蒸気圧が得られ
ることとなり、ＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体薄
膜を成長させる際にＢｉ以外の金属元素の含有量をより
精度良く制御できるので、好ましい。このようなＣＶＤ
法に適した金属アルコキシド化合物の好適な具体例とし
ては、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］2、Ｓｒ［Ｎｂ（Ｏｉ
Ｐｒ）6］2、Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］2、Ｂａ［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］2、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6 ］［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］、 Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6］［Ｎｂ
（ＯｉＰｒ）6］、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）3（ＯＥｔ）
3］2 、Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）3（ＯＥｔ）3］［Ｔａ
（ＯｉＰｒ）2（ＯＥｔ）4］等（Ｅｔはエチル基、ｉＰ
ｒはイソプロピル基である。）を挙げることができる。
本発明において以上の金属アルコキシド化合物は１種ま
たは２種以上が使用される。
【００２１】Ｂｉ（ビスマス）を含む有機化合物の具体
例としては、トリフェニルビスマス、Ｂｉターシャリブ
トキシド、Ｂｉターシャリペントキシド等であり、これ
らのうちの１種または２種以上が使用される。このう
ち、Ｂｉターシャリブトキシド及びＢｉターシャリペン
トキシドは昇華性を有し、低温度領域での蒸気圧が高い
（１００℃で０．３Ｔｏｒｒ以上）ので、ＣＶＤ法によ
りＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成長させる際に、基板上
への供給量の制御を精度よく行うことができる。
例としては、トリフェニルビスマス、Ｂｉターシャリブ
トキシド、Ｂｉターシャリペントキシド等であり、これ
らのうちの１種または２種以上が使用される。このう
ち、Ｂｉターシャリブトキシド及びＢｉターシャリペン
トキシドは昇華性を有し、低温度領域での蒸気圧が高い
（１００℃で０．３Ｔｏｒｒ以上）ので、ＣＶＤ法によ
りＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成長させる際に、基板上
への供給量の制御を精度よく行うことができる。
【００２２】本発明においては、前記金属アルコキシド
化合物及びＢｉを含む有機化合物のとともに、Ｂｉ以外
でかつ前記金属アルコキシド化合物が含む金属とは異な
る金属を含む前記金属アルコキシド化合物及びＢｉを含
む有機化合物とは異なる他の有機化合物を原料として用
いることができる。この場合、かかる有機化合物に含ま
れる金属は前記一般式（化３）で表される本発明により
製造すべきＢｉ層状構造強誘電体中の金属元素A1、A2、
…、An、B1、B2、…、Btのいずれか１種に相当する。例
えばＰｂを含む有機化合物を用いると、Ｂｉ層状構造強
誘電体薄膜の残留分極値が大きくなるという利点があ
る。このＰｂを含む有機化合物の具体例としてはＰｂＭ
ｅ4 ，ＰｂＥｔ4 ，ＰｂＥｔ3（ＯＣＨ2ＣＭｅ3 ），Ｐ
ｂＥｔ3（ＯｉＰｒ），ＰｂＥｔ3（ＯｔＢｕ），Ｐｂ
（ｄｐｍ）2 ，Ｐｂ（ｔｍｈｐｄ）2，Ｐｂ（ＯｔＢ
ｕ）2 ，Ｐｂ4 Ｏ（ＯｔＢｕ）6 等（ここで、Ｍｅはメ
チル基、Ｅｔはエチル基、ｉＰｒはイソプロピル基、ｔ
Ｂｕはターシャリブチル基、ｄｐｍはジピバロイルメタ
ナート、ｔｍｈｐｄは２，２，６−トリメチルヘプタン
−３，５−ジオナートである。）である。前記例示のＰ
ｂを含む有機化合物のうちＰｂにアルキル基が直接結合
した前５者は毒性が強く、これらに続くβ−ジケトナー
トからなる２者はＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体
薄膜を成長させる際に前記金属アルコキシド化合物と反
応室内への輸送路において反応する可能性があることか
ら、ＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成長さ
せる際は後２者のＰｂターシャリブトキシド及びＰｂオ
キソターシャリブトキシドから選ばれる少なくとも１つ
を使用するのが好ましい。Ｐｂターシャリブトキシドは
Ｐｂアルコキシドのうちで最も揮発性の高い化合物で真
空下１００℃で昇華し、昇華中に一部が熱分解し、Ｐｂ
オキソターシャリブトキシド（Ｐｂ4Ｏ（ＯｔＢｕ）6）
に変化する。Ｐｂオキソターシャリブトキシドは熱的に
より安定で、真空下１３０℃以上で昇華するのでＣＶＤ
原料としてより好ましい。かかるＰｂオキソターシャリ
ブトキシドは、例えば、R.Papiernik,L.G.Hubert-Pfalz
graf and M.C.Massiani, Polyhedron vol.14 1657 (199
1)に記載された方法で合成することができる。
化合物及びＢｉを含む有機化合物のとともに、Ｂｉ以外
でかつ前記金属アルコキシド化合物が含む金属とは異な
る金属を含む前記金属アルコキシド化合物及びＢｉを含
む有機化合物とは異なる他の有機化合物を原料として用
いることができる。この場合、かかる有機化合物に含ま
れる金属は前記一般式（化３）で表される本発明により
製造すべきＢｉ層状構造強誘電体中の金属元素A1、A2、
…、An、B1、B2、…、Btのいずれか１種に相当する。例
えばＰｂを含む有機化合物を用いると、Ｂｉ層状構造強
誘電体薄膜の残留分極値が大きくなるという利点があ
る。このＰｂを含む有機化合物の具体例としてはＰｂＭ
ｅ4 ，ＰｂＥｔ4 ，ＰｂＥｔ3（ＯＣＨ2ＣＭｅ3 ），Ｐ
ｂＥｔ3（ＯｉＰｒ），ＰｂＥｔ3（ＯｔＢｕ），Ｐｂ
（ｄｐｍ）2 ，Ｐｂ（ｔｍｈｐｄ）2，Ｐｂ（ＯｔＢ
ｕ）2 ，Ｐｂ4 Ｏ（ＯｔＢｕ）6 等（ここで、Ｍｅはメ
チル基、Ｅｔはエチル基、ｉＰｒはイソプロピル基、ｔ
Ｂｕはターシャリブチル基、ｄｐｍはジピバロイルメタ
ナート、ｔｍｈｐｄは２，２，６−トリメチルヘプタン
−３，５−ジオナートである。）である。前記例示のＰ
ｂを含む有機化合物のうちＰｂにアルキル基が直接結合
した前５者は毒性が強く、これらに続くβ−ジケトナー
トからなる２者はＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体
薄膜を成長させる際に前記金属アルコキシド化合物と反
応室内への輸送路において反応する可能性があることか
ら、ＣＶＤ法によりＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成長さ
せる際は後２者のＰｂターシャリブトキシド及びＰｂオ
キソターシャリブトキシドから選ばれる少なくとも１つ
を使用するのが好ましい。Ｐｂターシャリブトキシドは
Ｐｂアルコキシドのうちで最も揮発性の高い化合物で真
空下１００℃で昇華し、昇華中に一部が熱分解し、Ｐｂ
オキソターシャリブトキシド（Ｐｂ4Ｏ（ＯｔＢｕ）6）
に変化する。Ｐｂオキソターシャリブトキシドは熱的に
より安定で、真空下１３０℃以上で昇華するのでＣＶＤ
原料としてより好ましい。かかるＰｂオキソターシャリ
ブトキシドは、例えば、R.Papiernik,L.G.Hubert-Pfalz
graf and M.C.Massiani, Polyhedron vol.14 1657 (199
1)に記載された方法で合成することができる。
【００２３】なお、成膜時に先の一般式（化４）で表さ
れる金属アルコキシド化合物によって供給される所定の
金属元素（例えばＳｒ，Ｔａ，Ｎｂ）だけでは所望とす
る膜組成が得られない場合、すなわち、金属アルコキシ
ド化合物だけでは膜に含有させるべき所定の金属元素
（Ｓｒ，Ｔａ，Ｎｂ）の量が足りない場合は、先の一般
式（化４）で表される金属アルコキシド化合物とは別
に、この金属アルコキシド化合物が含む金属元素のうち
の一つの金属元素を含むアルコキシド（例えばＳｒアル
コキシド、Ｔａアルコキシド、Ｎｂアルコキシド）を原
料として用いるようにする。この際、かかるアルコキシ
ドのアルコキシ基は先の一般式（化４）で表される金属
アルコキシド化合物のアルコキシ基と同じであるのが好
ましい。
れる金属アルコキシド化合物によって供給される所定の
金属元素（例えばＳｒ，Ｔａ，Ｎｂ）だけでは所望とす
る膜組成が得られない場合、すなわち、金属アルコキシ
ド化合物だけでは膜に含有させるべき所定の金属元素
（Ｓｒ，Ｔａ，Ｎｂ）の量が足りない場合は、先の一般
式（化４）で表される金属アルコキシド化合物とは別
に、この金属アルコキシド化合物が含む金属元素のうち
の一つの金属元素を含むアルコキシド（例えばＳｒアル
コキシド、Ｔａアルコキシド、Ｎｂアルコキシド）を原
料として用いるようにする。この際、かかるアルコキシ
ドのアルコキシ基は先の一般式（化４）で表される金属
アルコキシド化合物のアルコキシ基と同じであるのが好
ましい。
【００２４】本発明では以上の有機金属化合物を原料に
してＢｉ層状構造強誘電体薄膜の成膜を行うが、成膜方
法としては前記従来技術で例示したＭＯＤ法、ＣＶＤ
法、スパッタ法等のそれ自体公知の成膜方法を適用でき
る。このうち、半導体集積回路上（半導体基板上）での
成膜を考えた場合は前記したようにＣＶＤ法を用いるの
が好ましく、また、成膜作業の容易さからは、原料とな
る有機金属化合物を有機溶媒に溶解した単一の溶液を作
製し、スピンコート等の公知の塗膜形成方法により基板
上に前記溶液の塗膜を形成した後、記塗膜の乾燥および
酸素雰囲気下での焼結を行う成膜方法が有利である。
してＢｉ層状構造強誘電体薄膜の成膜を行うが、成膜方
法としては前記従来技術で例示したＭＯＤ法、ＣＶＤ
法、スパッタ法等のそれ自体公知の成膜方法を適用でき
る。このうち、半導体集積回路上（半導体基板上）での
成膜を考えた場合は前記したようにＣＶＤ法を用いるの
が好ましく、また、成膜作業の容易さからは、原料とな
る有機金属化合物を有機溶媒に溶解した単一の溶液を作
製し、スピンコート等の公知の塗膜形成方法により基板
上に前記溶液の塗膜を形成した後、記塗膜の乾燥および
酸素雰囲気下での焼結を行う成膜方法が有利である。
【００２５】ＣＶＤ法では原料化合物の基板上での熱分
解及び基板上への堆積（膜成長）を大気圧下で行う常圧
ＣＶＤ法や減圧下で行う減圧ＣＶＤ法、原料ガスの熱分
解雰囲気に紫外線を照射して成長反応を促進させる光Ｃ
ＶＤ法、及び原料ガスの熱分解時に原料ガスをプラズマ
励起させて成長反応を促進させるプラズマＣＶＤ法等の
それ自体公知の各種形態のＣＶＤ法を用いることができ
る。本発明において前記の原料化合物（一般式（化４）
で表される金属アルコキシド化合物、Ｂｉを含む有機化
合物、Ｐｂを含む有機化合物など）は常温では液体また
は固体であり、ＣＶＤ法によって成膜する場合、通常こ
れらは加熱により気体状態にされる。また、この気化
（ガス化）においては、各化合物を各化合物毎に原料溜
りを形成して、すなわち、各化合物を各化合物毎に所定
の原料収容容器に収容して、各化合物毎に気化（ガス
化）するのが一般的であるが、全ての原料化合物を単一
の有機溶媒中に溶解し、得られた単一溶液を気化（ガス
化）させるのが好ましい。これは、溶液中の各原料化合
物の濃度比が、気化（ガス化）により得られた気体（ガ
ス）に含まれる各原料化合物の重量比にそのまま反映す
るため、溶液を作製する際に各原料化合物を所望の濃度
に調整することにより、所望の組成のＢｉ層状構造強誘
電体薄膜を成長させることができ、各化合物毎に気化
（ガス化）し、各化合物毎の気体（ガス）の反応室内へ
の供給量を制御してＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成膜す
る場合に比して、膜組成の制御を容易に行えるためであ
る。このような原料化合物の単一溶液化に使用される有
機溶媒としては、炭化水素類、ニトロパラフィン類、有
機硫黄化合物、アルコール類、フェノール類、アルデヒ
ド類、エーテル類、ケトン類、有機酸類、アミン類、エ
ステル類等のいわゆる有機溶媒が挙げられ、これらの１
種または２種以上が混合して使用される。また、有機溶
媒としてテトラヒドロフランを単体で、またはテトラヒ
ドロフランと前記例示の溶媒のうちの少なくとも１つと
を混合して用いると、テトラヒドロフランへの前記各原
料化合物の溶解度が大きいため、各原料化合物が均一に
溶解した溶液を得ることができ、Ｂｉ層状構造強誘電体
薄膜の組成の均一性が向上する。
解及び基板上への堆積（膜成長）を大気圧下で行う常圧
ＣＶＤ法や減圧下で行う減圧ＣＶＤ法、原料ガスの熱分
解雰囲気に紫外線を照射して成長反応を促進させる光Ｃ
ＶＤ法、及び原料ガスの熱分解時に原料ガスをプラズマ
励起させて成長反応を促進させるプラズマＣＶＤ法等の
それ自体公知の各種形態のＣＶＤ法を用いることができ
る。本発明において前記の原料化合物（一般式（化４）
で表される金属アルコキシド化合物、Ｂｉを含む有機化
合物、Ｐｂを含む有機化合物など）は常温では液体また
は固体であり、ＣＶＤ法によって成膜する場合、通常こ
れらは加熱により気体状態にされる。また、この気化
（ガス化）においては、各化合物を各化合物毎に原料溜
りを形成して、すなわち、各化合物を各化合物毎に所定
の原料収容容器に収容して、各化合物毎に気化（ガス
化）するのが一般的であるが、全ての原料化合物を単一
の有機溶媒中に溶解し、得られた単一溶液を気化（ガス
化）させるのが好ましい。これは、溶液中の各原料化合
物の濃度比が、気化（ガス化）により得られた気体（ガ
ス）に含まれる各原料化合物の重量比にそのまま反映す
るため、溶液を作製する際に各原料化合物を所望の濃度
に調整することにより、所望の組成のＢｉ層状構造強誘
電体薄膜を成長させることができ、各化合物毎に気化
（ガス化）し、各化合物毎の気体（ガス）の反応室内へ
の供給量を制御してＢｉ層状構造強誘電体薄膜を成膜す
る場合に比して、膜組成の制御を容易に行えるためであ
る。このような原料化合物の単一溶液化に使用される有
機溶媒としては、炭化水素類、ニトロパラフィン類、有
機硫黄化合物、アルコール類、フェノール類、アルデヒ
ド類、エーテル類、ケトン類、有機酸類、アミン類、エ
ステル類等のいわゆる有機溶媒が挙げられ、これらの１
種または２種以上が混合して使用される。また、有機溶
媒としてテトラヒドロフランを単体で、またはテトラヒ
ドロフランと前記例示の溶媒のうちの少なくとも１つと
を混合して用いると、テトラヒドロフランへの前記各原
料化合物の溶解度が大きいため、各原料化合物が均一に
溶解した溶液を得ることができ、Ｂｉ層状構造強誘電体
薄膜の組成の均一性が向上する。
【００２６】以上説明した原料化合物を単一溶液化した
溶液は、前記した基板上に塗膜を形成した後、この塗膜
の乾燥および焼結を行う成膜方法にそのまま適用するこ
とができる。
溶液は、前記した基板上に塗膜を形成した後、この塗膜
の乾燥および焼結を行う成膜方法にそのまま適用するこ
とができる。
【００２７】図１は本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第１の具体例の概
略構成を模式的に示した図である。１ａ，１ｂは前記一
般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物２０と
Ｂｉを含む有機化合物３０を収容する収容槽（原料溜）
で、図示しない加熱手段により所定温度に加熱されてい
る。槽には配管１５ａ，１５ｂにより外部から窒素や、
アルゴン等の不活性気体等からなるキャリアガスが供給
されている。ここで収容槽１ａ，１ｂが加熱されている
のは、前記一般式（化４）で表される金属アルコキシド
化合物２０及びＢｉを含む有機化合物３０は室温では液
体または固体である場合が多いので、加熱により気化
（ガス化）させるためである。収容槽１ａ，１ｂ内で気
化（ガス化）した化合物２０，３０は流量制御計２ａ，
２ｂによってそれぞれ流量制御され、配管１６，１６
ａ，１６ｂを通ってキャリアガスと共に混合器４へ供給
され、混合器４内で酸化剤である酸素と混合された後、
成膜室５内においてシャワーノズル６からヒーター７に
よって加熱されたウエハ（基板）８上へ均一に供給され
る。ウエハ８上に供給された化合物２０，３０は熱分解
堆積して、Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜として成長する。
ここで、成膜室５内は常圧状態か減圧状態にされてい
る。なお、原料化合物の供給系は２つ（収容槽１ａ，１
ｂと配管１６ａ，１６ｂ）であるが、前記一般式（化
４）で表される金属アルコキシド化合物及びＢｉを含む
有機化合物以外の他の有機金属化合物を原料として用い
る場合は、追加する原料化合物の数に応じて原料を収容
する収容槽及び配管からなる供給系が付加される。
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第１の具体例の概
略構成を模式的に示した図である。１ａ，１ｂは前記一
般式（化４）で表される金属アルコキシド化合物２０と
Ｂｉを含む有機化合物３０を収容する収容槽（原料溜）
で、図示しない加熱手段により所定温度に加熱されてい
る。槽には配管１５ａ，１５ｂにより外部から窒素や、
アルゴン等の不活性気体等からなるキャリアガスが供給
されている。ここで収容槽１ａ，１ｂが加熱されている
のは、前記一般式（化４）で表される金属アルコキシド
化合物２０及びＢｉを含む有機化合物３０は室温では液
体または固体である場合が多いので、加熱により気化
（ガス化）させるためである。収容槽１ａ，１ｂ内で気
化（ガス化）した化合物２０，３０は流量制御計２ａ，
２ｂによってそれぞれ流量制御され、配管１６，１６
ａ，１６ｂを通ってキャリアガスと共に混合器４へ供給
され、混合器４内で酸化剤である酸素と混合された後、
成膜室５内においてシャワーノズル６からヒーター７に
よって加熱されたウエハ（基板）８上へ均一に供給され
る。ウエハ８上に供給された化合物２０，３０は熱分解
堆積して、Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜として成長する。
ここで、成膜室５内は常圧状態か減圧状態にされてい
る。なお、原料化合物の供給系は２つ（収容槽１ａ，１
ｂと配管１６ａ，１６ｂ）であるが、前記一般式（化
４）で表される金属アルコキシド化合物及びＢｉを含む
有機化合物以外の他の有機金属化合物を原料として用い
る場合は、追加する原料化合物の数に応じて原料を収容
する収容槽及び配管からなる供給系が付加される。
【００２８】図２は本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第２の具体例の概
略構成を模式的に示した図であり、図において、図１と
同一符号は同一または相当する部分を示し、９は窓、１
０は紫外光源である。本装置は前記図１の装置に、成膜
室５内に窓９を通して紫外光源１０から紫外光が照射さ
れる構成を付加したものである。かかる構成により、ウ
エハ８上へ原料化合物および酸素が供給される際、これ
らに紫外光を照射することにより、原料化合物の分解が
促進されて膜の成長温度を低温化できる。また、原料化
合物の励起状態を変化させることができ、前記した通常
の熱分解時とは異なる活性種を形成できるため、誘電体
膜の配向性及び膜質等を制御できる。なお、本装置では
励起源として紫外光を用いているが、これに限るもので
はなく、窓９および紫外光源１０のかわりにプラズマ発
生手段を設けてもよく、この場合も同様の作用、効果が
得られる。
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第２の具体例の概
略構成を模式的に示した図であり、図において、図１と
同一符号は同一または相当する部分を示し、９は窓、１
０は紫外光源である。本装置は前記図１の装置に、成膜
室５内に窓９を通して紫外光源１０から紫外光が照射さ
れる構成を付加したものである。かかる構成により、ウ
エハ８上へ原料化合物および酸素が供給される際、これ
らに紫外光を照射することにより、原料化合物の分解が
促進されて膜の成長温度を低温化できる。また、原料化
合物の励起状態を変化させることができ、前記した通常
の熱分解時とは異なる活性種を形成できるため、誘電体
膜の配向性及び膜質等を制御できる。なお、本装置では
励起源として紫外光を用いているが、これに限るもので
はなく、窓９および紫外光源１０のかわりにプラズマ発
生手段を設けてもよく、この場合も同様の作用、効果が
得られる。
【００２９】図３は本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第３の具体例の概
略構成を模式的に示した図であり、図において、図１と
同一符号は同一または相当する部分を示している。１１
は膜形成用の原料化合物である前記一般式（化４）で表
される金属アルコキシド化合物とＢｉを含む有機化合物
とを前記した有機溶媒に溶解して得られた溶液４０が収
容された収容槽である。溶液４０は液体流量制御計１２
により流量制御され、図示しない配管により外部から供
給された窒素またはアルゴン等の不活性気体からなるキ
ャリアガスと共に配管１７を通して気化器３へ供給され
る。気化器３で溶液４０が気化されると、この気化によ
り得られた原料ガスは混合器４内で酸化剤である酸素と
混合され、次いでこの混合ガスが成膜室５内においてシ
ャワーノズル６からヒーター７によって加熱されたウエ
ハ８上へ均一に供給され、Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の
成膜が行われる。ここで、成膜室５内は常圧状態か減圧
状態にされている。
の製造方法に使用されるＣＶＤ装置の第３の具体例の概
略構成を模式的に示した図であり、図において、図１と
同一符号は同一または相当する部分を示している。１１
は膜形成用の原料化合物である前記一般式（化４）で表
される金属アルコキシド化合物とＢｉを含む有機化合物
とを前記した有機溶媒に溶解して得られた溶液４０が収
容された収容槽である。溶液４０は液体流量制御計１２
により流量制御され、図示しない配管により外部から供
給された窒素またはアルゴン等の不活性気体からなるキ
ャリアガスと共に配管１７を通して気化器３へ供給され
る。気化器３で溶液４０が気化されると、この気化によ
り得られた原料ガスは混合器４内で酸化剤である酸素と
混合され、次いでこの混合ガスが成膜室５内においてシ
ャワーノズル６からヒーター７によって加熱されたウエ
ハ８上へ均一に供給され、Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の
成膜が行われる。ここで、成膜室５内は常圧状態か減圧
状態にされている。
【００３０】本装置では原料化合物が溶解した溶液の気
化ガスと酸素が混合器４内で混合された後ウエハ８上へ
供給されるよう構成されているが、原料化合物が溶解し
た溶液の気化ガスと酸素とが別の経路から個別にウエハ
８上に供給されるよう構成されていてもよい。また、前
記図２の装置と同様の紫外線照射手段またはプラズマ発
生手段を設けることもできる。
化ガスと酸素が混合器４内で混合された後ウエハ８上へ
供給されるよう構成されているが、原料化合物が溶解し
た溶液の気化ガスと酸素とが別の経路から個別にウエハ
８上に供給されるよう構成されていてもよい。また、前
記図２の装置と同様の紫外線照射手段またはプラズマ発
生手段を設けることもできる。
【００３１】なお、以上例示したＣＶＤ装置では、酸化
のための気体（ガス）として酸素を使用しているが、オ
ゾン等の他の物質を使用してもよい。
のための気体（ガス）として酸素を使用しているが、オ
ゾン等の他の物質を使用してもよい。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれによって限定されるものではない。
本発明はこれによって限定されるものではない。
【００３３】（参考例１）
コンデンサー付フラスコにタンタルエトキシド（Ｔａ
（ＯＣ2Ｈ5）5 ）を５０．４ｇ、エタノールを２００ｃ
ｃを入れ、次いで金属ストロンチウム５．６ｇを添加し
て約１１時間加熱還流を行った。還流後エタノールを留
去し、生成物を真空乾燥した。この生成物を減圧下で加
熱・蒸留したところ１３０℃付近で融解し、留出温度１
６５〜１７０℃の無色透明液体を主留分として回収し
た。この液体は空冷により固化し、重量は４２．０ｇで
あった。元素分析および有機基の分析の結果、この結晶
はＳｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2であった。
（ＯＣ2Ｈ5）5 ）を５０．４ｇ、エタノールを２００ｃ
ｃを入れ、次いで金属ストロンチウム５．６ｇを添加し
て約１１時間加熱還流を行った。還流後エタノールを留
去し、生成物を真空乾燥した。この生成物を減圧下で加
熱・蒸留したところ１３０℃付近で融解し、留出温度１
６５〜１７０℃の無色透明液体を主留分として回収し
た。この液体は空冷により固化し、重量は４２．０ｇで
あった。元素分析および有機基の分析の結果、この結晶
はＳｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2であった。
【００３４】次いで、得られた材料を用いて以下の作業
により強誘電体薄膜の成膜を試みた。成長室５内が０．
３Ｔｏｒｒの減圧状態にされた図１のＣＶＤ装置を用
い、収容槽１ａにＳｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2を封入
し、収容槽１ｂにＢｉ（ＯＣ（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 を封
入し、Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2の供給系（収容槽１
ａ、配管１６ａ等）を１５０℃に保持し、Ｂｉ（ＯＣ
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 の供給系（収容槽１ｂ、配管１６
ｂ等）を８０℃に保持した状態で、キャリアガスである
Ｎ2 を各々の供給系に流すことにより、Ｓｒ［Ｔａ（Ｏ
Ｃ2Ｈ5）6］2およびＢｉ（ＯＣ（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 の
蒸気（ガス）を成膜室５内に導入した。これと同時に成
膜室５内に酸素（ガス）を導入して、成膜室５内のその
表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上にて前記二種のガ
スの熱分解を起こさせ、Ｓｉウエハ上に分解物を堆積さ
せた。また、ガスの熱分解雰囲気には紫外線を照射し
た。次にこのＳｉウエハを酸素雰囲気炉に投入すること
により、表面に形成された薄膜の結晶化処理を行った。
Ｘ線回折器（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉ
ｏｎ）もよる測定の結果、薄膜の組成はＳｒＢｉ2Ｔａ2
Ｏ9 で、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体の薄膜であ
った。図４はかかるＸＲＤによるスペクトル図であり、
Ｐｔのピークに加えて、Ｂｉ層状構造を有するＳｒＢｉ
2Ｔａ2Ｏ9 に帰属されるピークが何本も見られている。
により強誘電体薄膜の成膜を試みた。成長室５内が０．
３Ｔｏｒｒの減圧状態にされた図１のＣＶＤ装置を用
い、収容槽１ａにＳｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2を封入
し、収容槽１ｂにＢｉ（ＯＣ（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 を封
入し、Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2の供給系（収容槽１
ａ、配管１６ａ等）を１５０℃に保持し、Ｂｉ（ＯＣ
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 の供給系（収容槽１ｂ、配管１６
ｂ等）を８０℃に保持した状態で、キャリアガスである
Ｎ2 を各々の供給系に流すことにより、Ｓｒ［Ｔａ（Ｏ
Ｃ2Ｈ5）6］2およびＢｉ（ＯＣ（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3 の
蒸気（ガス）を成膜室５内に導入した。これと同時に成
膜室５内に酸素（ガス）を導入して、成膜室５内のその
表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上にて前記二種のガ
スの熱分解を起こさせ、Ｓｉウエハ上に分解物を堆積さ
せた。また、ガスの熱分解雰囲気には紫外線を照射し
た。次にこのＳｉウエハを酸素雰囲気炉に投入すること
により、表面に形成された薄膜の結晶化処理を行った。
Ｘ線回折器（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉ
ｏｎ）もよる測定の結果、薄膜の組成はＳｒＢｉ2Ｔａ2
Ｏ9 で、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体の薄膜であ
った。図４はかかるＸＲＤによるスペクトル図であり、
Ｐｔのピークに加えて、Ｂｉ層状構造を有するＳｒＢｉ
2Ｔａ2Ｏ9 に帰属されるピークが何本も見られている。
【００３５】（参考例２）
Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）6］2 ４９．５ｇとＢｉ（ＯＣ
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3４２．２ｇをテトラヒドロフラン
１０００ｃｃに溶解して単一の溶液を作成した。次に、
この溶液を図３のＣＶＤ装置の収容槽１１に封入し、キ
ャリアガスであるＮ2 とともに気化器３へ供給した。次
に気化器３により気化された前記溶液のガスを混合器４
内で酸化剤である酸素と混合させ、成膜室５内において
シャワーノズル４から、ヒーターによってに加熱され
た、その表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上へ供給
し、このＳｉウエハ上にて前記二種のガスの熱分解を起
こさせ、Ｓｉウエハ上に分解物を堆積させた。その後、
Ｓｉウエハを酸素雰囲気炉に投入することにより、表面
に形成された薄膜の結晶化処理を行った。ＸＲＤ測定の
結果、膜の組成はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、膜はＢｉ層状
構造強誘電体であった。
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3４２．２ｇをテトラヒドロフラン
１０００ｃｃに溶解して単一の溶液を作成した。次に、
この溶液を図３のＣＶＤ装置の収容槽１１に封入し、キ
ャリアガスであるＮ2 とともに気化器３へ供給した。次
に気化器３により気化された前記溶液のガスを混合器４
内で酸化剤である酸素と混合させ、成膜室５内において
シャワーノズル４から、ヒーターによってに加熱され
た、その表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上へ供給
し、このＳｉウエハ上にて前記二種のガスの熱分解を起
こさせ、Ｓｉウエハ上に分解物を堆積させた。その後、
Ｓｉウエハを酸素雰囲気炉に投入することにより、表面
に形成された薄膜の結晶化処理を行った。ＸＲＤ測定の
結果、膜の組成はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、膜はＢｉ層状
構造強誘電体であった。
【００３６】（実施例１）
図１のＣＶＤ装置に更に２つの原料供給系を追加した、
原料供給系を４つ有するＣＶＤ装置を用い、４つ原料供
給系の各原料収容槽（ａ〜ｃ）のそれぞれに下記表１に
示す原料化合物を個別に封入し、かつ４つの原料供給系
のそれぞれの温度を一定温度に保持した（表１参照）。
原料供給系を４つ有するＣＶＤ装置を用い、４つ原料供
給系の各原料収容槽（ａ〜ｃ）のそれぞれに下記表１に
示す原料化合物を個別に封入し、かつ４つの原料供給系
のそれぞれの温度を一定温度に保持した（表１参照）。
【００３７】
【表１】
【００３８】各供給系が各々一定温度に保持された状態
で、各原料収容槽（ａ〜ｃ）にキャリアガスであるＮ2
を流すことにより各原料収容槽（ａ〜ｃ）から各原料化
合物の蒸気（ガス）を成膜室５内に導入し、同時に酸素
（ガス）を導入して、０．３Ｔｏｒｒに減圧された成膜
室５内のその表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上で前
記二種のガスの熱分解を起こさせ、Ｓｉウエハ上に分解
物を堆積させた。この後、Ｓｉウエハを酸素雰囲気炉に
投入することにより、表面に形成された薄膜の結晶化処
理を行った。ＸＲＤ測定及び元素分析の結果、膜の組成
は（ Ｓｒ0.8Ｐｂ0.2）Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、一般的なＢ
ｉ層状構造強誘電体であるＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 と類似の
結晶構造を有するものであった。
で、各原料収容槽（ａ〜ｃ）にキャリアガスであるＮ2
を流すことにより各原料収容槽（ａ〜ｃ）から各原料化
合物の蒸気（ガス）を成膜室５内に導入し、同時に酸素
（ガス）を導入して、０．３Ｔｏｒｒに減圧された成膜
室５内のその表面にＰｔが成膜されたＳｉウエハ上で前
記二種のガスの熱分解を起こさせ、Ｓｉウエハ上に分解
物を堆積させた。この後、Ｓｉウエハを酸素雰囲気炉に
投入することにより、表面に形成された薄膜の結晶化処
理を行った。ＸＲＤ測定及び元素分析の結果、膜の組成
は（ Ｓｒ0.8Ｐｂ0.2）Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、一般的なＢ
ｉ層状構造強誘電体であるＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 と類似の
結晶構造を有するものであった。
【００３９】（参考例３）
Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ3Ｈ7）6］2 ５７．９ｇとＢｉ（ＯＣ
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3４７．０ｇをトルエン１０００ｃ
ｃに溶解することにより、単一の誘電体膜原料溶液を作
製し、スピンコート法によりＳｉウエハ（表面にｐｔが
成膜されている）上に塗膜を形成した。このＳｉウエハ
を酸素雰囲気炉に投入することににより、堆積膜の結晶
化処理を行った。ＸＲＤ測定の結果、得られた膜の組成
はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、膜はＢｉ層状構造強誘電体で
あった。
（ＣＨ3）2Ｃ2Ｈ5）3４７．０ｇをトルエン１０００ｃ
ｃに溶解することにより、単一の誘電体膜原料溶液を作
製し、スピンコート法によりＳｉウエハ（表面にｐｔが
成膜されている）上に塗膜を形成した。このＳｉウエハ
を酸素雰囲気炉に投入することににより、堆積膜の結晶
化処理を行った。ＸＲＤ測定の結果、得られた膜の組成
はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9 で、膜はＢｉ層状構造強誘電体で
あった。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜の製造方法によれば、前記一般式（化３）で
表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を製造する方法に
おいて、Ｂｉを含む化合物と前記一般式（化４）で表さ
れる金属アルコキシド化合物を原料として用いるようし
たので、従来に比べて原料として用いる有機金属化合物
の数を減らすことができ、従来に比べて原料の供給量
（使用量）の制御が容易になることから、所望の元素組
成からなるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を再現性よく製
造することができる。
誘電体薄膜の製造方法によれば、前記一般式（化３）で
表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を製造する方法に
おいて、Ｂｉを含む化合物と前記一般式（化４）で表さ
れる金属アルコキシド化合物を原料として用いるようし
たので、従来に比べて原料として用いる有機金属化合物
の数を減らすことができ、従来に比べて原料の供給量
（使用量）の制御が容易になることから、所望の元素組
成からなるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を再現性よく製
造することができる。
【００４１】また、前記一般式（化４）で表される金属
アルコキシド化合物は、ＣＶＤ法による成膜に必要な蒸
気圧の時に、熱分解したり、他の物質と反応することが
なく、安定であるので、この金属アルコキシド化合物と
Ｂｉを含む有機化合物とを原料にしてＣＶＤ法により基
板上にＢｉ層状構造強誘電体を成膜すると、基板上への
各原料ガス（Ｂｉを含む有機化合物のガスと前記一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のガス）の
供給量がそのままＢｉ層状構造強誘電体の元素組成に反
映することとなり、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体
薄膜を極めて再現性良く形成することができる。
アルコキシド化合物は、ＣＶＤ法による成膜に必要な蒸
気圧の時に、熱分解したり、他の物質と反応することが
なく、安定であるので、この金属アルコキシド化合物と
Ｂｉを含む有機化合物とを原料にしてＣＶＤ法により基
板上にＢｉ層状構造強誘電体を成膜すると、基板上への
各原料ガス（Ｂｉを含む有機化合物のガスと前記一般式
（化４）で表される金属アルコキシド化合物のガス）の
供給量がそのままＢｉ層状構造強誘電体の元素組成に反
映することとなり、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体
薄膜を極めて再現性良く形成することができる。
【００４２】また、前記一般式（化４）で表される金属
アルコキシド化合物とＢｉを含む有機化合物を有機溶媒
に溶解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、
前記塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことに
よりＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を成膜するようにする
と、前記溶液中の一般式（化４）で表される金属アルコ
キシド化合物とＢｉを含む有機化合物の濃度が、これが
Ｂｉ層状構造強誘電体の組成にそのままを反映すること
となり、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を極め
て再現性良く形成することができる。
アルコキシド化合物とＢｉを含む有機化合物を有機溶媒
に溶解して得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、
前記塗膜の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことに
よりＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を成膜するようにする
と、前記溶液中の一般式（化４）で表される金属アルコ
キシド化合物とＢｉを含む有機化合物の濃度が、これが
Ｂｉ層状構造強誘電体の組成にそのままを反映すること
となり、所望の組成のＢｉ層状構造強誘電体薄膜を極め
て再現性良く形成することができる。
【図１】本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法
に使用されるＣＶＤ装置の第１の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
に使用されるＣＶＤ装置の第１の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
【図２】本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法
に使用されるＣＶＤ装置の第２の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
に使用されるＣＶＤ装置の第２の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
【図３】本発明のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法
に使用されるＣＶＤ装置の第３の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
に使用されるＣＶＤ装置の第３の具体例の概略構成を模
式的に示した図である。
【図４】本発明の実施例１で得られたＢｉ層状構造強誘
電体薄膜のＸＲＤによるスペクトル図である。
電体薄膜のＸＲＤによるスペクトル図である。
１ａ，１ｂ，１１ 収容槽（原料溜）
２ａ，２ｂ 流量制御計
３ 気化器
４ 混合器
５ 成膜室
６ シャワーノズル
７ ヒーター
８ ウエハ（基板）
９ 窓
１０ 紫外光源
１２ 液体流量制御計
１５ａ，１５ｂ，１６，１６ａ，１６ｂ，１７ 配管
２０ 金属アルコキシド化合物
３０ Ｂｉを含む有機化合物
４０ 溶液
フロントページの続き
(73)特許権者 596066910
シンメトリックス・コーポレーション
Ｓｙｍｅｔｒｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ
アメリカ合衆国，80918 コロラド州,
コロラドスプリングス，マーク ダブリ
ング ブルバード 5055番，スウィート
100
5055 Ｍａｒｋ Ｄａｂｌｉｎｇ Ｂｏ
ｕｌｅｖａｒｄ， Ｓｕｉｔｅ 100
Ｃｏｌｏｒａｄｏ Ｓｐｒｉｎｇｓ，
Ｃｏｌｏｒａｄｏ 80918， Ｕ．Ｓ.
Ａ．,
(72)発明者 寶地戸 雄幸
埼玉県坂戸市千代田５丁目１番28号 株
式会社高純度化学研究所内
(72)発明者 門倉 秀公
埼玉県坂戸市千代田５丁目１番28号 株
式会社高純度化学研究所内
(72)発明者 松本 政道
埼玉県坂戸市千代田５丁目１番28号 株
式会社高純度化学研究所内
(72)発明者 有田 浩二
大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工
業株式会社内
(72)発明者 吾妻 正道
大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工
業株式会社内
(72)発明者 大槻 達男
大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工
業株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−77592（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−110429（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−110430（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−339716（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−208224（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−208226（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−142845（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−73222（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−255534（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−311313（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01G 29/00
C23C 16/40
H01G 4/33
Claims (13)
- 【請求項１】 Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄
膜を製造する方法であって、Ｂｉを含む有機化合物と、
少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコキシ
ド化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類の金
属原子を含有する金属アルコキシド化合物とを原料とし
て用いることを特徴とするＢｉ層状構造強誘電体薄膜の
製造方法。 - 【請求項２】 Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄
膜を製造する方法であって、Ｂｉを含む有機化合物と、
少なくとも２種類の金属原子を含有する金属アルコキシ
ド化合物と、前記２種類の金属原子のうちの１種類の金
属原子を含有する金属アルコキシド化合物とを原料とし
て、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により基板上にＢｉ層
状構造強誘電体の薄膜を成長させることを特徴とするＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 Ｂｉ（ビスマス）層状構造強誘電体の薄
膜が、下記一般式（化１）で表されるＢｉ（ビスマス）
層状構造強誘電体の薄膜であって、前記少なくとも２種
類の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物が、下
記一般式（化２）で表される金属アルコキシド化合物の
１種以上であって、下記一般式（化１）中のA1〜An及び
B1〜Btに相当する種類の金属元素を含む金属アルコキシ
ド化合物であるＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 【化１】 【化２】 - 【請求項４】 Ｂｉを含む有機化合物と、前記少なくと
も２種類の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物
として一般式（化２）で表される金属アルコキシド化合
物を原料にして、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により基
板上に一般式（化１）で表されるＢｉ層状構造強誘電体
の薄膜を成長させる請求項３に記載のＢｉ層状構造強誘
電体薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 一般式（化２）で表される金属アルコキ
シド化合物のRj1、Rj2、…Rj6、Rk1、Rk2、…Rk6 のそ
れぞれがエチル基またはイソプロピル基である請求項４
に記載のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項６】 一般式（化２）で表される金属アルコキ
シド化合物のAiがＳｒまたはＢａであり、BjがＮｂまた
はＴａであり、BkがＮｂまたはＴａである請求項４また
は５に記載のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項７】 Ｂｉを含む有機化合物としてＢｉターシ
ャリブトキシド及びＢｉターシャリペントキシドから選
ばれる少なくとも１つの化合物を用いる請求項４〜６の
いずれかに記載のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方
法。 - 【請求項８】 Ｂｉを含む有機化合物と、用いる金属ア
ルコキシド化合物とを有機溶媒に溶解して得られた溶液
を気化させ、この気化により得られたガスを基板上に供
給して、化学気相成長法（ＣＶＤ法）による一般式（化
１）で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜の成長を行
う請求項２、４〜７のいずれかに記載のＢｉ層状構造強
誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項９】 化学気相成長法（ＣＶＤ法）が原料ガス
の熱分解雰囲気に紫外線を照射する光ＣＶＤ法である請
求項２、４〜８のいずれかに記載のＢｉ層状構造強誘電
体薄膜の製造方法。 - 【請求項１０】 化学気相成長法（ＣＶＤ法）が原料ガ
スの熱分解時に原料ガスをプラズマ励起させるプラズマ
ＣＶＤ法である請求項２、４〜８のいずれかに記載のＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項１１】 Ｂｉを含む有機化合物と、少なくとも
２種類の金属原子を含有する金属アルコキシド化合物
と、前記２種類の金属原子のうちの１種類の金属原子を
含有する金属アルコキシド化合物とを有機溶媒に溶解し
て得られた溶液の塗膜を基板上に形成した後、前記塗膜
の乾燥及び酸素雰囲気下での焼結を行うことにより基板
上にＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を形成することを特徴
とするＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項１２】 Ｂｉを含む有機化合物と、用いる金属
アルコキシド化合物とを有機溶媒に溶解して得られた溶
液の塗膜を基板上に形成した後、前記塗膜の乾燥及び酸
素雰囲気下での焼結を行うことにより一般式（化１）で
表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を形成する請求項
３に記載のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項１３】 有機溶媒がテトラヒドロフランを含ん
でいる請求項８または１２に記載のＢｉ層状構造強誘電
体薄膜の製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11935096A JP3503790B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 |
| TW086106105A TW346676B (en) | 1996-05-14 | 1997-05-08 | Method of manufacturing layered ferroelectric Bi containing film |
| US08/854,173 US5932281A (en) | 1996-05-14 | 1997-05-09 | Method of manufacturing bi-layered ferroelectric thin film |
| CA002205189A CA2205189C (en) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Method of manufacturing bi-layered ferroelectric thin film |
| MYPI97002078A MY119325A (en) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Method of manufacturing bi-layered ferroelectric thin film |
| KR1019970018601A KR100295870B1 (ko) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Bi층형상구조강유전체박막의제조방법 |
| EP97107761A EP0807965B1 (en) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Method of manufacturing layered ferroelectric Bi containing film |
| DE69730076T DE69730076T2 (de) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Verfahren zur Herstellung eines Bi-beschichteten ferroelektrischen dünnen Films |
| SG1997001534A SG55315A1 (en) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | Method of manufacturing bi-layered ferroelectric thin film |
| CN97114973A CN1113399C (zh) | 1996-05-14 | 1997-05-14 | Bi层状结构强电介质薄膜的制造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP11935096A JP3503790B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH09301716A JPH09301716A (ja) | 1997-11-25 |
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ID=14759322
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|---|---|---|---|---|
| KR100755603B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2007-09-06 | 삼성전기주식회사 | 내장형 박막 캐패시터, 적층구조물 및 제조방법 |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP11935096A patent/JP3503790B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09301716A (ja) | 1997-11-25 |
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