JP3503791B2 - 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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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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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
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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、化学気相
成長法によりＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体薄膜を製
造できるＢｉ層状構造強誘電体薄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、化学気相
成長法によりＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体薄膜を製
造できるＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 等のＢｉ層状構造
強誘電体の薄膜は、近年、その自発分極を利用して不揮
発性メモリーなどの半導体装置に使用されている。Ｂｉ
層状構造強誘電体とは、比較的粗な充填をした（Ｂｉ2
Ｏ2）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。Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜のうち下記一般
式（化３）で表されるＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体
の薄膜は擬ペロブスカイト層のＡサイトにＰｂを含むこ
とにより分極量が大きい点で優れたものであるが、かか
るＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体の薄膜は、ＭＯＤ
（Metal Organic Deposition）法で作製された報告はあ
るが気相成長法で作製された報告はまだない。
強誘電体の薄膜は、近年、その自発分極を利用して不揮
発性メモリーなどの半導体装置に使用されている。Ｂｉ
層状構造強誘電体とは、比較的粗な充填をした（Ｂｉ2
Ｏ2）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。Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜のうち下記一般
式（化３）で表されるＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体
の薄膜は擬ペロブスカイト層のＡサイトにＰｂを含むこ
とにより分極量が大きい点で優れたものであるが、かか
るＰｂを含むＢｉ層状構造強誘電体の薄膜は、ＭＯＤ
（Metal Organic Deposition）法で作製された報告はあ
るが気相成長法で作製された報告はまだない。
【０００３】
【化３】
（Ｓｒa Ｂａb Ｐｂc ）（Ｎｂx Ｔａy ）Ｂｉ2 Ｏ9
（式中、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ｃ＜１、ｘ＋ｙ＝２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、半導体装置の
製造工程において強誘電体薄膜を作製する場合、できる
だけ低い基板温度で膜形成されるのが好ましく、また、
量産性の点からも化学気相成長法（ＣＶＤ法：Chemical
Vapor Deposition 法）によって膜形成を行うことが望
まれている。
製造工程において強誘電体薄膜を作製する場合、できる
だけ低い基板温度で膜形成されるのが好ましく、また、
量産性の点からも化学気相成長法（ＣＶＤ法：Chemical
Vapor Deposition 法）によって膜形成を行うことが望
まれている。
【０００５】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、前記一般式（化３）で表されるＰｂを含
むＢｉ層状構造強誘電体の薄膜をＣＶＤ法により製造で
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。
たものであり、前記一般式（化３）で表されるＰｂを含
むＢｉ層状構造強誘電体の薄膜をＣＶＤ法により製造で
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、Ｐｂ（鉛）を含むＢｉ層状構造強誘電体薄膜を
ＣＶＤ法で作製する場合には、有機金属（ガス）とし
て、Ｓｒ（ストロンチウム）とＢａ（バリウム）のうち
の少なくとも一つの元素と、Ｎｂ（ニオブ）とＴａ（タ
ンタル）のうちの少なくとも一つの元素を含んでなる、
所謂、ダブルアルコキシドと呼ばれるアルコキシド化合
物を使用すれば、低温で良好な薄膜が成長することを見
いだし本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の
Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法は、Ｐｂを含むＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜を製造する方法であって、Ｂｉ
を含む有機化合物と、Ｐｂを含む有機化合物と、下記一
般式（化４）で表されるアルコキシド化合物を原料にし
て、化学気相成長法により基板上に前記一般式（化３）
で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を成長させるよ
うにした。
の結果、Ｐｂ（鉛）を含むＢｉ層状構造強誘電体薄膜を
ＣＶＤ法で作製する場合には、有機金属（ガス）とし
て、Ｓｒ（ストロンチウム）とＢａ（バリウム）のうち
の少なくとも一つの元素と、Ｎｂ（ニオブ）とＴａ（タ
ンタル）のうちの少なくとも一つの元素を含んでなる、
所謂、ダブルアルコキシドと呼ばれるアルコキシド化合
物を使用すれば、低温で良好な薄膜が成長することを見
いだし本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の
Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法は、Ｐｂを含むＢ
ｉ層状構造強誘電体薄膜を製造する方法であって、Ｂｉ
を含む有機化合物と、Ｐｂを含む有機化合物と、下記一
般式（化４）で表されるアルコキシド化合物を原料にし
て、化学気相成長法により基板上に前記一般式（化３）
で表されるＢｉ層状構造強誘電体の薄膜を成長させるよ
うにした。
【０００７】
【化４】
（Ｓｒd Ｂａe ）［（Ｎｂp Ｔａq ）（ＯＲ）6 ］2
（式中、ｄ＋ｅ＝１、ｐ＋ｑ＝１、ＲはＣ2 Ｈ5 または
ＣＨ（ＣＨ3 ）2 ）） このような構成にしたことにより、前記一般式（化４）
で表されるアルコキシド化合物（ダブルアルコキシド）
が、これを蒸発または昇華させてＣＶＤ装置の成長室内
に供給する際には分解せず安定で、成長室内の加熱され
た基板（３００〜５００℃）上において速やかにかつ一
様に分解することから、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安定に成長させることが
できる。また、一般に基板上にＣＶＤ法によって複数の
構成元素からなる膜を所望の元素組成比となるように成
長させるためには、原料となる複数の有機金属（ガス）
がほぼ同時に分解して推積することが必要であり、本方
法ではＢｉを含む化合物及びＰｂを含む化合物と、前記
一般式（化４）で表されるアルコキシド化合物（ダブル
アルコキシド）の３つの有機金属（ガス）が３００〜５
００℃の温度領域にてほぼ同時に分解するので、膜の元
素組成比の制御も容易に行うことができる。
ＣＨ（ＣＨ3 ）2 ）） このような構成にしたことにより、前記一般式（化４）
で表されるアルコキシド化合物（ダブルアルコキシド）
が、これを蒸発または昇華させてＣＶＤ装置の成長室内
に供給する際には分解せず安定で、成長室内の加熱され
た基板（３００〜５００℃）上において速やかにかつ一
様に分解することから、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安定に成長させることが
できる。また、一般に基板上にＣＶＤ法によって複数の
構成元素からなる膜を所望の元素組成比となるように成
長させるためには、原料となる複数の有機金属（ガス）
がほぼ同時に分解して推積することが必要であり、本方
法ではＢｉを含む化合物及びＰｂを含む化合物と、前記
一般式（化４）で表されるアルコキシド化合物（ダブル
アルコキシド）の３つの有機金属（ガス）が３００〜５
００℃の温度領域にてほぼ同時に分解するので、膜の元
素組成比の制御も容易に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】前記一般式（化４）で表されるア
ルコキシド化合物の具体例としては、Ｓｒ［Ｔａ（ＯＥ
ｔ）6 ］2 ，Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6 ］2 ，Ｓｒ［Ｎ
ｂ（ＯＥｔ） 6 ］2 ，Ｓｒ［Ｎｂ（ＯｉＰｒ）6 ］2 ，
Ｂａ［Ｔａ（ＯＥｔ）6 ］2 ，Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）
6 ］2 ，Ｂａ［Ｎｂ（ＯＥｔ）6 ］2 ，Ｂａ［Ｎｂ（Ｏ
ｉＰｒ）6 ］2 等を挙げることができ（ここで、Ｅｔは
エチル基、ｉＰｒはイソプロピル基である。）、これら
の１種または２種以上が混合されて使用される。かかる
アルコキシド化合物はその合成、分離、精製が容易であ
り、比較的低温の温度領域（１３０〜２３０℃）にて蒸
発または昇華してＣＶＤ装置の成長室内に供給するに必
要な蒸気圧（０．０１Ｔｏｒｒ以上）が得られ、ＣＶＤ
装置の成長室内に供給される間は分解せず安定で、成長
室内の前記３００〜５００℃に加熱された基板上で速や
かに熱分解する。
ルコキシド化合物の具体例としては、Ｓｒ［Ｔａ（ＯＥ
ｔ）6 ］2 ，Ｓｒ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）6 ］2 ，Ｓｒ［Ｎ
ｂ（ＯＥｔ） 6 ］2 ，Ｓｒ［Ｎｂ（ＯｉＰｒ）6 ］2 ，
Ｂａ［Ｔａ（ＯＥｔ）6 ］2 ，Ｂａ［Ｔａ（ＯｉＰｒ）
6 ］2 ，Ｂａ［Ｎｂ（ＯＥｔ）6 ］2 ，Ｂａ［Ｎｂ（Ｏ
ｉＰｒ）6 ］2 等を挙げることができ（ここで、Ｅｔは
エチル基、ｉＰｒはイソプロピル基である。）、これら
の１種または２種以上が混合されて使用される。かかる
アルコキシド化合物はその合成、分離、精製が容易であ
り、比較的低温の温度領域（１３０〜２３０℃）にて蒸
発または昇華してＣＶＤ装置の成長室内に供給するに必
要な蒸気圧（０．０１Ｔｏｒｒ以上）が得られ、ＣＶＤ
装置の成長室内に供給される間は分解せず安定で、成長
室内の前記３００〜５００℃に加熱された基板上で速や
かに熱分解する。
【０００９】Ｐｂを含む有機化合物としては、この種の
分野（ＣＶＤ法による膜形成）で従来から一般的に使用
されているものを使用できる。具体例としてはＰｂＭｅ
4 ，ＰｂＥｔ4 ，ＰｂＥｔ3 （ＯＣＨ2 ＣＭｅ3 ），Ｐ
ｂＥｔ3 （ＯｉＰｒ），ＰｂＥｔ3 （ＯｔＢｕ），Ｐｂ
（ｄｐｍ）2 ，Ｐｂ（ｔｍｈｐｄ）2 ，Ｐｂ（ＯｔＢ
ｕ）2 ，Ｐｂ4 Ｏ（ＯｔＢｕ）6 等であり（ここで、Ｍ
ｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、ｉＰｒはイソプロピル
基、ｔＢｕ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。）、これらのうち
の１種または２種以上が使用される。なお、これらのう
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者は前記
一般式（化４）で表される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、
後２者のＰｂターシャリブトキシドあるいはＰｂオキソ
ターシャリブトキシド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（Ｐ
ｂ4 Ｏ（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。ま
た、Ｐｂオキソターシャリブトキシドは先の一般式（化
４）で表されるアルコキシド化合物と同様にアルコキシ
基をその官能基として有するものであるため、反応室内
への輸送路において先のアルコキシド化合物と反応しに
くく、また、先のアルコキシド化合物の熱分解温度（３
００〜５００℃）に近似しているので、膜組成の制御に
好都合である。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-Pfalzgraf and
M.C.Massiani, Polyhedron vol.14 1657 (1991)に記載
された方法で合成することができる。すなわち、酢酸鉛
（Ｐｂ（ＯＡｃ）2 ：Ａｃはアセチル基）とナトリウム
ターシャリブトキシド（ＮａＯｔＢｕ）とをテトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）中で反応させ、溶媒を留去したの
ち、固体分を真空下２００℃で昇華することにより得ら
れる。
分野（ＣＶＤ法による膜形成）で従来から一般的に使用
されているものを使用できる。具体例としてはＰｂＭｅ
4 ，ＰｂＥｔ4 ，ＰｂＥｔ3 （ＯＣＨ2 ＣＭｅ3 ），Ｐ
ｂＥｔ3 （ＯｉＰｒ），ＰｂＥｔ3 （ＯｔＢｕ），Ｐｂ
（ｄｐｍ）2 ，Ｐｂ（ｔｍｈｐｄ）2 ，Ｐｂ（ＯｔＢ
ｕ）2 ，Ｐｂ4 Ｏ（ＯｔＢｕ）6 等であり（ここで、Ｍ
ｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、ｉＰｒはイソプロピル
基、ｔＢｕ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。）、これらのうち
の１種または２種以上が使用される。なお、これらのう
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者は前記
一般式（化４）で表される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、
後２者のＰｂターシャリブトキシドあるいはＰｂオキソ
ターシャリブトキシド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（Ｐ
ｂ4 Ｏ（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。ま
た、Ｐｂオキソターシャリブトキシドは先の一般式（化
４）で表されるアルコキシド化合物と同様にアルコキシ
基をその官能基として有するものであるため、反応室内
への輸送路において先のアルコキシド化合物と反応しに
くく、また、先のアルコキシド化合物の熱分解温度（３
００〜５００℃）に近似しているので、膜組成の制御に
好都合である。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-Pfalzgraf and
M.C.Massiani, Polyhedron vol.14 1657 (1991)に記載
された方法で合成することができる。すなわち、酢酸鉛
（Ｐｂ（ＯＡｃ）2 ：Ａｃはアセチル基）とナトリウム
ターシャリブトキシド（ＮａＯｔＢｕ）とをテトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）中で反応させ、溶媒を留去したの
ち、固体分を真空下２００℃で昇華することにより得ら
れる。
【００１０】Ｂｉを含む有機化合物としては、この種の
分野（ＣＶＤ法による膜形成）で従来から一般的に使用
されているものを使用できる。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、Ｂｉターシャリペントキシドは先の一般式（化
４）で表されるアルコキシド化合物と同様にアルコキシ
基をその官能基として有するものであるため、反応室内
への輸送路において先のアルコキシド化合物と反応しに
くく、またその熱分解温度（Ｂｉターシャリブトキシ
ド：２５０〜４００℃、Ｂｉターシャリペントキシド：
２５０〜４００℃）が低く、先のアルコキシド化合物の
熱分解温度（３００〜５００℃）に近似しているので、
膜組成の制御に好都合である。なお、トリフェニルビス
マスはその分解温度（５００〜７００℃）が、先のアル
コキシド化合物のそれ（３００〜５００℃）よりも２０
０℃以上高いので膜組成制御の点においてあまり好まし
くない。
分野（ＣＶＤ法による膜形成）で従来から一般的に使用
されているものを使用できる。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、Ｂｉターシャリペントキシドは先の一般式（化
４）で表されるアルコキシド化合物と同様にアルコキシ
基をその官能基として有するものであるため、反応室内
への輸送路において先のアルコキシド化合物と反応しに
くく、またその熱分解温度（Ｂｉターシャリブトキシ
ド：２５０〜４００℃、Ｂｉターシャリペントキシド：
２５０〜４００℃）が低く、先のアルコキシド化合物の
熱分解温度（３００〜５００℃）に近似しているので、
膜組成の制御に好都合である。なお、トリフェニルビス
マスはその分解温度（５００〜７００℃）が、先のアル
コキシド化合物のそれ（３００〜５００℃）よりも２０
０℃以上高いので膜組成制御の点においてあまり好まし
くない。
【００１１】なお、膜成長時に先の一般式（化４）で表
されるアルコキシド化合物によって供給されるＴａまた
はＮｂだけでは所望とする膜組成（所望とするＴａの含
有割合または所望とするＮｂの含有割合）が得られない
場合、すなわち、供給量が足りない場合は、先の一般式
（化４）で表されるアルコキシド化合物とは別にＴａア
ルコキシドまたはＮｂアルコキシドを供給するようにす
ればよい。この際、ＴａアルコキシドまたはＮｂ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
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。
されるアルコキシド化合物によって供給されるＴａまた
はＮｂだけでは所望とする膜組成（所望とするＴａの含
有割合または所望とするＮｂの含有割合）が得られない
場合、すなわち、供給量が足りない場合は、先の一般式
（化４）で表されるアルコキシド化合物とは別にＴａア
ルコキシドまたはＮｂアルコキシドを供給するようにす
ればよい。この際、ＴａアルコキシドまたはＮｂ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
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。
【００１２】本発明では強誘電体膜を常圧下で成長させ
る常圧ＣＶＤ法、減圧下（５０Ｔｏｒｒ以下）で成長さ
せる減圧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ＣＶＤ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
方式のＣＶＤ法を用いることができる。
る常圧ＣＶＤ法、減圧下（５０Ｔｏｒｒ以下）で成長さ
せる減圧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ＣＶＤ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
方式のＣＶＤ法を用いることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明する
が、本発明はこの実施例によって限定されるものではな
い。
が、本発明はこの実施例によって限定されるものではな
い。
【００１４】（実施例１）反応室内（熱分解炉）が５Ｔ
ｏｒｒの圧力にされた減圧ＣＶＤ装置の原料容器(1)、
(2)、(3)、(4) のそれぞれに下記の表１に示す原料化合物
を２５ｇづつ充填し、各容器をそれぞれ所定の恒温に保
った。そして、各容器(1)、(2)、(3)、(4) にアルゴンを導
入し、これに昇華あるいは蒸発した前記原料化合物の蒸
気を同伴させて熱分解炉に送った。
ｏｒｒの圧力にされた減圧ＣＶＤ装置の原料容器(1)、
(2)、(3)、(4) のそれぞれに下記の表１に示す原料化合物
を２５ｇづつ充填し、各容器をそれぞれ所定の恒温に保
った。そして、各容器(1)、(2)、(3)、(4) にアルゴンを導
入し、これに昇華あるいは蒸発した前記原料化合物の蒸
気を同伴させて熱分解炉に送った。
【００１５】
【表１】
熱分解炉中ではＰｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板が３５０℃に
加熱されており、この基板上に上記４種のガスが混合し
て導かれ、これらが熱分解して堆積した。次に、酸素と
アルゴンの混合ガスを熱分解炉中へ流し、熱分解炉中を
７５０℃に昇温して、６０分間の結晶化処理を行った。
こうして前記Ｐｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板上に２００ｎｍ
の厚さの薄膜を成長させた。この膜の結晶構造をＸ線回
折器（ＸＲＤ：）で解析した結果、一般的なＢｉ層状構
造強誘電体であるＳｒＢｉ2 Ｔａ 2 Ｏ9 と同じ結晶構造
であった。図１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Ｓｒ
Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ9 に帰属されるピークが何本も見られてい
る。そして、この膜の一部を湿式分解し、ＩＣＰ（誘導
結合プラズマ）発光分析により元素分析した結果、膜の
組成は（Ｓｒ0.8Ｐｂ0.2）Ｂｉ2.0Ｔａ2.0Ｏ9.0 であっ
た。
加熱されており、この基板上に上記４種のガスが混合し
て導かれ、これらが熱分解して堆積した。次に、酸素と
アルゴンの混合ガスを熱分解炉中へ流し、熱分解炉中を
７５０℃に昇温して、６０分間の結晶化処理を行った。
こうして前記Ｐｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板上に２００ｎｍ
の厚さの薄膜を成長させた。この膜の結晶構造をＸ線回
折器（ＸＲＤ：）で解析した結果、一般的なＢｉ層状構
造強誘電体であるＳｒＢｉ2 Ｔａ 2 Ｏ9 と同じ結晶構造
であった。図１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Ｓｒ
Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ9 に帰属されるピークが何本も見られてい
る。そして、この膜の一部を湿式分解し、ＩＣＰ（誘導
結合プラズマ）発光分析により元素分析した結果、膜の
組成は（Ｓｒ0.8Ｐｂ0.2）Ｂｉ2.0Ｔａ2.0Ｏ9.0 であっ
た。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、前記一
般式（化４）で表される特定のアルコキシド化合物を原
料として用いることにより、化学気相成長法（ＣＶＤ
法）によってＰｂを含んだＢｉ層状構造強誘電体薄膜を
所望の組成及び結晶構造となるよう成長させることがで
きる。従って、一連の半導体装置の製造工程にＢｉ層状
構造強誘電体薄膜の形成工程を組み込むことができ、例
えば不揮発性メモリーなどの半導体装置を効率よく製造
することができる。
般式（化４）で表される特定のアルコキシド化合物を原
料として用いることにより、化学気相成長法（ＣＶＤ
法）によってＰｂを含んだＢｉ層状構造強誘電体薄膜を
所望の組成及び結晶構造となるよう成長させることがで
きる。従って、一連の半導体装置の製造工程にＢｉ層状
構造強誘電体薄膜の形成工程を組み込むことができ、例
えば不揮発性メモリーなどの半導体装置を効率よく製造
することができる。
【図１】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。
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９−191085（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)
特開 平９−110430（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−110429（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｐｂを含むＢｉ層状構造強誘電体薄膜を
製造する方法であって、Ｂｉを含む有機化合物と、Ｐｂ
を含む有機化合物と、下記一般式（化１）で表されるア
ルコキシド化合物を原料にして、化学気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）により基板上に下記一般式（化２）で表されるＢ
ｉ層状構造強誘電体の薄膜を成長させるＢｉ層状構造強
誘電体薄膜の製造方法。 【化１】 （Ｓｒd Ｂａe ）［（Ｎｂp Ｔａq ）（ＯＲ）6 ］2 （式中、ｄ＋ｅ＝１、ｐ＋ｑ＝１、ＲはＣ2 Ｈ5 または
ＣＨ（ＣＨ3 ）2 ） 【化２】 （Ｓｒa Ｂａb Ｐｂc ）（Ｎｂx Ｔａy ）Ｂｉ2 Ｏ9 （式中、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ｃ＜１、ｘ＋ｙ＝２） - 【請求項２】 Ｐｂを含む有機化合物が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つの化合物である請求項１に記載の
Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 Ｂｉを含む有機化合物がＢｉターシャリ
ブトキシドとＢｉターシャリペントキシドから選ばれる
少なくとも１つの化合物である請求項１または２に記載
のＢｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 - 【請求項４】 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１〜３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５】 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Ｃ
ＶＤ法である請求項１〜３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。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12201496A JP3503791B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 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 |
| SG1997001534A SG55315A1 (en) | 1996-05-14 | 1997-05-13 | 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12201496A JP3503791B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09301717A JPH09301717A (ja) | 1997-11-25 |
| JP3503791B2 true JP3503791B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=14825447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12201496A Expired - Fee Related JP3503791B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-16 | Ｂｉ層状構造強誘電体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503791B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004111761A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Japan Pionics Co Ltd | 気相成長方法 |
| JP5232963B1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-07-10 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP12201496A patent/JP3503791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09301717A (ja) | 1997-11-25 |
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