JP5703170B2 - 強誘電体膜の作製方法 - Google Patents
強誘電体膜の作製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5703170B2 JP5703170B2 JP2011178111A JP2011178111A JP5703170B2 JP 5703170 B2 JP5703170 B2 JP 5703170B2 JP 2011178111 A JP2011178111 A JP 2011178111A JP 2011178111 A JP2011178111 A JP 2011178111A JP 5703170 B2 JP5703170 B2 JP 5703170B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- temperature
- ferroelectric
- film
- cooling rate
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 322
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 43
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims description 41
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 98
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 49
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 31
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 4
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
23 カンチレバー 24、25 部分
Claims (9)
- チタン酸ストロンチウム単結晶基板又はシリコン単結晶基板上に、電極層を介して、強誘電体膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成された強誘電体膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、冷却を開始した後から該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度〜15%低い温度の範囲の温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
- 前記強誘電体が、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、及びチタン酸鉛から選ばれたものであることを特徴とする請求項1記載の強誘電体膜の作製方法。
- チタン酸ストロンチウム単結晶基板又はシリコン単結晶基板上に、電極層を介して、強誘電体膜としてチタン酸ジルコン酸鉛膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成されたチタン酸ジルコン酸鉛膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、300〜400℃の範囲までの温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから少なくとも550℃以下かつ400℃より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
- 前記第1冷却工程を1〜15℃/分の冷却速度で実施することを特徴とする請求項3記載の強誘電体膜の作製方法。
- チタン酸ストロンチウム単結晶基板又はシリコン単結晶基板上に、電極層としてのチタン酸ストロンチウム膜をエピタキシャル成長させ、このチタン酸ストロンチウム膜上に、強誘電体膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成された強誘電体膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、冷却を開始した後から該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度〜15%低い温度の範囲の温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
- 前記強誘電体が、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、及びチタン酸鉛から選ばれたものであることを特徴とする請求項5記載の強誘電体膜の作製方法。
- 基板上に、電極層を介して、強誘電体膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成された強誘電体膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、冷却を開始した後から該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度〜15%低い温度の範囲の温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
- 基板上に、電極層を介して、強誘電体膜としてチタン酸ジルコン酸鉛膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成されたチタン酸ジルコン酸鉛膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、冷却を開始した後から該チタン酸ジルコン酸鉛のキュリー温度より15%高い温度〜15%低い温度の範囲の温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
- 基板上に、電極層としてのチタン酸ストロンチウム膜をエピタキシャル成長させ、このチタン酸ストロンチウム膜上に、強誘電体膜をエピタキシャル成長させて形成し、次いでエピタキシャル成長させて形成された強誘電体膜を冷却する強誘電体膜の作製方法において、この冷却を、冷却を開始した後から該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度〜15%低い温度の範囲の温度での冷却速度をその範囲の温度から室温までの冷却速度より遅くして実施する第1冷却工程と、次いで該第1冷却工程の冷却速度より早い冷却速度で室温まで冷却する第2冷却工程とを有し、該第1冷却工程の前に、冷却を開始してから該強誘電体のキュリー温度より15%高い温度より高い温度まで、該第1冷却工程における冷却速度よりも早い冷却速度で冷却を実施し、次いで該第1冷却工程及び第2冷却工程を実施することを特徴とする強誘電体膜の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011178111A JP5703170B2 (ja) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | 強誘電体膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011178111A JP5703170B2 (ja) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | 強誘電体膜の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013041998A JP2013041998A (ja) | 2013-02-28 |
JP5703170B2 true JP5703170B2 (ja) | 2015-04-15 |
Family
ID=47890125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011178111A Active JP5703170B2 (ja) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | 強誘電体膜の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5703170B2 (ja) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61185808A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-19 | 日本電気株式会社 | 強誘電体化合物の配向薄膜の作製法 |
JPH06281983A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Ibiden Co Ltd | 第2高調波発生デバイス及びその製造方法 |
JPH08227980A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP3274326B2 (ja) * | 1995-09-08 | 2002-04-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
US6128178A (en) * | 1998-07-20 | 2000-10-03 | International Business Machines Corporation | Very thin film capacitor for dynamic random access memory (DRAM) |
JP2000103698A (ja) * | 1999-06-21 | 2000-04-11 | Telcordia Technol Inc | メモリで利用可能な結晶学的に整列した強誘電性膜、およびペロブスカイト膜を結晶学的に整列する方法 |
JP4437178B2 (ja) * | 2000-02-04 | 2010-03-24 | 国立大学法人東京工業大学 | 強誘電体材料薄膜の成膜方法とその用途 |
JP2001354497A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体膜の製造方法 |
US20050145908A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-07 | Moise Theodore S.Iv | High polarization ferroelectric capacitors for integrated circuits |
JP5253894B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2013-07-31 | 富士フイルム株式会社 | 強誘電体膜、圧電素子、及び液体吐出装置 |
-
2011
- 2011-08-16 JP JP2011178111A patent/JP5703170B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013041998A (ja) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sanchez et al. | Optimization of PbTiO3 seed layers and Pt metallization for PZT-based piezoMEMS actuators | |
WO2009157189A1 (ja) | 圧電体素子とその製造方法 | |
US6432546B1 (en) | Microelectronic piezoelectric structure and method of forming the same | |
JP2000067650A (ja) | 強誘電体薄膜素子およびその製造方法 | |
JPH09162362A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
JP2001313429A (ja) | 積層薄膜その製造方法および電子デバイス | |
JP2003086586A (ja) | 配向性強誘電体薄膜素子及びその製造方法 | |
US11442297B2 (en) | Perovskite oxides with a-axis orientation | |
JP5703170B2 (ja) | 強誘電体膜の作製方法 | |
JPH0812494A (ja) | 酸化物結晶薄膜の製造方法及び薄膜素子 | |
TWI717498B (zh) | 膜構造體及其製造方法 | |
CN115621259A (zh) | 一种利用硬电极在低温退火条件下提高铁电器件性能方法 | |
Yang et al. | Electrical properties of Bi4-xLaxTi3O12 ferroelectric thin films prepared by metalorganic decomposition method | |
JP2011071150A (ja) | 圧電薄膜付基板、圧電薄膜素子、アクチュエータ、及びセンサ | |
JP2889492B2 (ja) | 酸化物薄膜の作製方法 | |
JP2001144067A (ja) | 強誘電体膜および電子装置の製造方法 | |
WO2010016132A1 (ja) | 情報記録再生メモリ媒体及びその製造方法 | |
Ohya et al. | Dielectric and piezoelectric properties of dense and porous PZT films prepared by sol-gel method | |
JP2889463B2 (ja) | 配向性強誘電体薄膜素子 | |
Brodoceanu et al. | Pulsed laser deposition of oxide thin films | |
JP5934015B2 (ja) | 積層構造体の製造方法 | |
JP2005105394A (ja) | 強誘電体薄膜の形成方法 | |
JP2006040999A (ja) | 圧電薄膜素子 | |
Han et al. | Ferroelectric properties of heteroepitaxial PbTiO3 and PbZr1–xTixO3 films on Nb-doped SrTiO3 fabricated by hydrothermal epitaxy below Curie temperature | |
KR100717960B1 (ko) | 초전도 전극을 이용한 나노스토리지 강유전체 매체구조 및그 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140609 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150223 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5703170 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |