JP4554631B2 - 誘電体キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents
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白金からなる上部電極10が設けられている。このようにして、下部電極6、PZT膜8、上部電極10により、強誘電体キャパシタが形成される。
また、本発明の誘電体キャパシタの製造方法は、基板上に酸化シリコン膜を形成するステップと、前記酸化シリコン膜上に柱状多結晶からなるイリジウム層を形成した後、その上に白金層を設けて熱処理することにより、前記柱状多結晶からなるイリジウム層の結晶間に酸化イリジウムを形成して下部電極を形成するステップと、前記下部電極上に酸化物誘電体層を形成するステップと、前記酸化物誘電体層上に上部電極を形成するステップとを備えたことを特徴とする。
なお、この発明において、「キャパシタ」とは絶縁体の両側に電極が設けられた構造を指すものであり、電気の蓄積に用いられると否とにかかわらず、この構造を有するものを含む概念である。
すなわち、酸化イリジウム層は下地層が配向しているか否かにかかわらず配向性を有しないが、この酸化イリジウム層上に更にイリジウム層を設けて形成した場合、イリジウム層が配向性をもつため、この上層に形成される誘電体層は良好に配向し、電流積分値がほとんど変化せず良好な特性を得ることが出来る。
また、酸化イリジウム層上にイリジウムを形成しているため、酸素の抜け出しを防止しつつ、強誘電体層の配向性を良好にすることができる。
さらにまた、強誘電体層中の鉛成分が下部電極の方に浸透することがないため、インプリント特性が向上する。
また、望ましくは、下部電極が、基板表面に酸化シリコン膜を介して形成されたイリジウム層およびその上に形成された酸化イリジウム層によって構成されている。
したがって、誘電体層が下部電極上に形成されているため、誘電体層は下層側表面全体を下部電極と接しており、誘電体層からの酸素の透過が問題となるが、かかる電極構造により、イリジウムの柱状結晶の結晶間を埋めるように酸化イリジウムが形成される。したがって、誘電体層からの酸素の透過を極めて良好に防止することができる。
またこのため、酸素の透過防止を図ることが可能となり、残留分極特性に優れた誘電体キャパシタを提供することが可能となる。
また本発明の誘電体キャパシタでは、基板と、前記基板の上に絶縁化された表面に形成された柱状結晶からなるイリジウム層と、前記イリジウム層の酸化により、前記柱状結晶間に形成された酸化イリジウム層とで構成された下部電極を有しているため、イリジウムの柱状結晶の結晶間を埋めるように酸化イリジウムが形成される。したがって、誘電体層からの酸素の透過を極めて良好に防止することができる。
またこのため、酸素の透過防止を図ることが可能となり、残留分極特性に優れた誘電体キャパシタを提供することが可能となる。
本発明の誘電体キャパシタでは、上部電極が柱状結晶からなるイリジウム層と、前記イリジウム層の酸化により、前記柱状結晶間に形成された酸化イリジウム層とで構成された上部電極を有しているため、イリジウムの柱状結晶の結晶間を埋めるように酸化イリジウムが形成される。したがって、誘電体層からの酸素の透過を極めて良好に防止することができる。
またこのため、酸素の透過防止を図ることが可能となり、残留分極特性に優れた誘電体キャパシタを提供することが可能となる。
4の混合溶液を用いた。この混合溶液をスピンコートした後、150度(摂氏、以下同じ
)で乾燥させ、ドライエアー雰囲気において400度で30秒の仮焼成を行った。これを5回繰り返した後、O2雰囲気中で、700度以上の熱処理を施した。このようにして、
250nmの強誘電体層8を形成した。なお、ここでは、PbZrxTi1-xO3において、xを0
.52として(以下PZT(52・48)と表わす)、PZT膜を形成している。
とんど生じていない。
r1-xを用いて、白金とイリジウムの組成比xを変化させた場合の、残留分極Prと抗電界
Ecの変化をグラフで示す。この図からも明らかなように、下部電極12として、白金のみを用いた場合(x=1.0の場合)に比べて、イリジウムとの合金を用いた場合の方が、残留分極Prが高い値を示すことが明らかである。すなわち、強誘電性が向上しているといえる。白金0%〜50%の範囲において顕著な特性の改善が得られており、特に白金25%程度をピークとして、20%〜30%の混合比において、極めて優れた特性が得られている。したがって、酸化イリジウム層の上に上記合金を形成すれば、優れた特性の強誘電体膜8を得ることができる。
合の電流積分値が減少したり(つまり、しきい値に近づく)、非反転モードの場合の電流積分値が増加したり(つまり、しきい値に近づく)すると、誤読み出しを生じるおそれがある。
非反転モードにおける電流を示す。この実験結果からも明らかなように、反転モードQP+の際の電流積分値が減少し、ほとんど、最初の非反転モードQU-の積分値に等しくなるところまで近づいている。
を有する高誘電率薄膜を誘電体層90として形成した。この場合も、強誘電体の場合と同様、誘電性の改善が図られた。つまり、強誘電体層について述べたことが、高誘電率を有する誘電体層にも適用できることが明らかとなった。
7)4の混合溶液を用いた。この混合溶液をスピンコートした後、150度(摂氏、以下同
じ)で乾燥させ、ドライエアー雰囲気において400度で30秒の仮焼成を行った。これを5回繰り返した後、O2雰囲気中で、700度以上の熱処理を施した。このようにして
、250nmの強誘電体層8を形成した。なお、ここでは、PbZrXTi1-XO3において、xを
0.52として(以下PZT(52・48)と表わす)、PZT膜を形成している。
4 酸化シリコン層
8 強誘電体層
12 下部電極
15 上部電極
90 高誘電率を有する誘電体層
Claims (2)
- 基板と、
前記基板上に形成された酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜上に形成された柱状多結晶からなるイリジウム層と前記柱状多結晶からなるイリジウム層の結晶間に形成された酸化イリジウムを有する下部電極と、
前記下部電極上に形成された酸化物誘電体層と、
前記酸化物誘電体層上に形成された上部電極と、を備え
前記柱状多結晶からなるイリジウム層の上に白金層が形成されている、
誘電体キャパシタ。 - 基板上に酸化シリコン膜を形成するステップと、
前記酸化シリコン膜上に柱状多結晶からなるイリジウム層を形成した後、その上に白金層を設けて熱処理することにより、前記柱状多結晶からなるイリジウム層の結晶間に酸化イリジウムを形成して下部電極を形成するステップと、
前記下部電極上に酸化物誘電体層を形成するステップと、
前記酸化物誘電体層上に上部電極を形成するステップと、を備えた
誘電体キャパシタの製造方法。
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