JPH0294507A - 強誘電体薄膜及びその製造方法 - Google Patents
強誘電体薄膜及びその製造方法Info
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- JPH0294507A JPH0294507A JP24430588A JP24430588A JPH0294507A JP H0294507 A JPH0294507 A JP H0294507A JP 24430588 A JP24430588 A JP 24430588A JP 24430588 A JP24430588 A JP 24430588A JP H0294507 A JPH0294507 A JP H0294507A
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、強誘電体薄膜及びその製造方法に関する。
（従来の技術）
強誘電体薄膜は、焦電型赤外線センサ、不揮発性メモリ
、薄膜コンデンサ等への応用が可能であり、従来より薄
青法、スパッタ法、クラスタイオンビーム法、ＣＶＤ法
等により形成されている。
、薄膜コンデンサ等への応用が可能であり、従来より薄
青法、スパッタ法、クラスタイオンビーム法、ＣＶＤ法
等により形成されている。
このうち、スパッタ法は汎用性、量産性の点で優れてい
る。このスパッタ法でのターゲット材料としては、Ｐｂ
Ｔｉ ０３ 、Ｐｂ （Ｚｒ 、ＴＩ ）０３、（
Ｐｂ、５ｒ）Ｔｌ ０３のセラミックスが使用されてい
る。しかしながら、ががるスパッタ法により形成された
薄膜の組成は前記ターゲット組成から外れ、成分に過不
足を生じるため、薄膜の誘電特性もターゲットのセラミ
ックスに比べて低下する欠点があった。
る。このスパッタ法でのターゲット材料としては、Ｐｂ
Ｔｉ ０３ 、Ｐｂ （Ｚｒ 、ＴＩ ）０３、（
Ｐｂ、５ｒ）Ｔｌ ０３のセラミックスが使用されてい
る。しかしながら、ががるスパッタ法により形成された
薄膜の組成は前記ターゲット組成から外れ、成分に過不
足を生じるため、薄膜の誘電特性もターゲットのセラミ
ックスに比べて低下する欠点があった。
このようなことから、薄膜中に不足する成分を予め１０
ｆｒｆｆｉ％程度ターゲット中に添加し、目的とする組
成の薄膜を得ることが広く採用されている。
ｆｒｆｆｉ％程度ターゲット中に添加し、目的とする組
成の薄膜を得ることが広く採用されている。
しかしながら、かかる方法ではターゲット組成がスパッ
タ回数に応じて変化し、目的とする組成の薄膜を再現性
よく形成することができない問題があった。
タ回数に応じて変化し、目的とする組成の薄膜を再現性
よく形成することができない問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、所望の誘電特性を有する強誘電体薄膜、並びにか
かる強誘電体薄膜を再現性よく製造し得る方法を提供し
ようとするものである。
ので、所望の誘電特性を有する強誘電体薄膜、並びにか
かる強誘電体薄膜を再現性よく製造し得る方法を提供し
ようとするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の強誘電体薄膜は、基板上に形成され、下記式（
Ｉ）にて表わされるペロブスカイト構造の組成を有する
ことを特徴とするものである。
Ｉ）にて表わされるペロブスカイト構造の組成を有する
ことを特徴とするものである。
ＡＸ Ｂ Ｚ ２−− − （１）
但し、式（Ｉ）中のＡサイトは陽イオンとなるＰｂ及び
Ｃａを主体とする元素の集合体、Ｂサイトは陽イオンと
なる元素の集合体、Ｚは陰イオン、Ｘは０．９８〜１．
０５を示す。
Ｃａを主体とする元素の集合体、Ｂサイトは陽イオンと
なる元素の集合体、Ｚは陰イオン、Ｘは０．９８〜１．
０５を示す。
上記基板としては、例えばＳＩＳφ・５ｉｎ２、ＡｉＮ
％ＳＩ Ｃ，ポリイミド等を用いることができる。
％ＳＩ Ｃ，ポリイミド等を用いることができる。
上記Ａサイトの比率であるｘ （０，９８〜１．０５
）を限定した理由は、この範囲を逸脱すると所望の誘電
特性を有する薄膜を得ることができなくなるからである
。前記Ｘのより好ましい範囲は、ｏ、９９〜１．０３で
ある。また、Ａサイトを構成するＰｂ１Ｃａの比率はＢ
サイトの成分組成や陰イオンの種類等により適宜選定す
ればよい。特性的には、Ｐｂ５０％以上、Ｃａ１％以上
とすることが好ましい。
）を限定した理由は、この範囲を逸脱すると所望の誘電
特性を有する薄膜を得ることができなくなるからである
。前記Ｘのより好ましい範囲は、ｏ、９９〜１．０３で
ある。また、Ａサイトを構成するＰｂ１Ｃａの比率はＢ
サイトの成分組成や陰イオンの種類等により適宜選定す
ればよい。特性的には、Ｐｂ５０％以上、Ｃａ１％以上
とすることが好ましい。
上記Ｂサイトの元素としては、例えばＭｇ１ＮｂＳＺｒ
、Ｚｎ、ＴＩ Ｆｅ、Ｎｊ、Ｗ、Ｍｎ。
、Ｚｎ、ＴＩ Ｆｅ、Ｎｊ、Ｗ、Ｍｎ。
Ｃｕ等から選ばれる２種以上の集合体等を挙げることが
できる。
できる。
上記陰イオンとしては、例えば０．Ｆ等を挙げることが
でき、実用的には酸素を主体としたちのが望ましい。
でき、実用的には酸素を主体としたちのが望ましい。
上記強誘電体薄膜を有する薄膜構造としては、基板上に
下層導体薄膜、強誘電体薄膜及び上層導体薄膜を順次積
層したＭＩＭ構造セル等が挙げられる。かかるセルにお
いて、上層導体薄膜がインターデジタルの場合には下層
導体薄膜を省略する。
下層導体薄膜、強誘電体薄膜及び上層導体薄膜を順次積
層したＭＩＭ構造セル等が挙げられる。かかるセルにお
いて、上層導体薄膜がインターデジタルの場合には下層
導体薄膜を省略する。
また、特にＳｔやＧａ Ａｓの基板は能動素子を同一４
板上に形成できるため、強誘電体メモリや強誘電体キャ
パシタとの組合わせにおいて好適な材料である。ＡノＮ
基板は、ＢｅＯに比べて無害であり、製造、部品化、廃
棄の制約が少ない利点を持ち、特に熱伝導率が２５０
Ｗ ／ ｍ ｋ以上の場合には放熱特性がＢｅＯより優
れ、能動素子の高密度化各図ることが可能となる。
板上に形成できるため、強誘電体メモリや強誘電体キャ
パシタとの組合わせにおいて好適な材料である。ＡノＮ
基板は、ＢｅＯに比べて無害であり、製造、部品化、廃
棄の制約が少ない利点を持ち、特に熱伝導率が２５０
Ｗ ／ ｍ ｋ以上の場合には放熱特性がＢｅＯより優
れ、能動素子の高密度化各図ることが可能となる。
本発明方法は、下記式（ｎ）で表わされる組成のターゲ
ットを用い、スパッタリン法によりペロブスカイト構造
を有する強誘電体薄膜を基板上（好ましくは所望温度に
加熱された基板上）に堆積せしめることを特徴とするも
のである。
ットを用い、スパッタリン法によりペロブスカイト構造
を有する強誘電体薄膜を基板上（好ましくは所望温度に
加熱された基板上）に堆積せしめることを特徴とするも
のである。
Ａ、ＢＺ２・、 ・・・（［［）
但し、Ａサイトは陽イオンとなるＰｂ及びＣａを主体と
する元素の集合体、Ｂサイトは陽イオンとなる元素の集
合体、Ｚは陰イオン、ｙは１．００〜１．０９を示す。
する元素の集合体、Ｂサイトは陽イオンとなる元素の集
合体、Ｚは陰イオン、ｙは１．００〜１．０９を示す。
上記ターゲット中のＡサイトの比率であるｙ（１，００
〜１．０９）を限定した理由は、ｙを１．００未満にす
ると基板上での薄膜組成がＢサイト過剰となり、かとい
ってｙが１．０９を越えると基板上でのＡサイト過剰と
なって所望の誘電特性を有する薄膜の形成が困難となる
。より好ましいＸの範囲は、１．０３〜１．０９である
。
〜１．０９）を限定した理由は、ｙを１．００未満にす
ると基板上での薄膜組成がＢサイト過剰となり、かとい
ってｙが１．０９を越えると基板上でのＡサイト過剰と
なって所望の誘電特性を有する薄膜の形成が困難となる
。より好ましいＸの範囲は、１．０３〜１．０９である
。
上記基板を加熱する温度としては、２００ ℃以上で基
板が変形したり強誘電体薄膜が分解を起こさない温度の
範囲とすることが望ましい。
板が変形したり強誘電体薄膜が分解を起こさない温度の
範囲とすることが望ましい。
なお、上記方法において必要に応じて基板上に強誘電体
薄膜の結晶性や配向性を向上するために予めＭｇ Ｏ，
Ｚｒ ０２等のバッファ層を形成してもよい。また、基
板上にターゲット成分を堆積した後、結晶化を促進させ
るためにアニーリングを行なってもよい。
薄膜の結晶性や配向性を向上するために予めＭｇ Ｏ，
Ｚｒ ０２等のバッファ層を形成してもよい。また、基
板上にターゲット成分を堆積した後、結晶化を促進させ
るためにアニーリングを行なってもよい。
（作用）
本発明によれば、基板上に形成され、前記式（１）テ表
ｔ）されるペロブスカイト構造の組成とすることによっ
て、所望の誘電特性を有する強誘電体薄膜を得ることが
できる。
ｔ）されるペロブスカイト構造の組成とすることによっ
て、所望の誘電特性を有する強誘電体薄膜を得ることが
できる。
また、本発明方法によれば前記式（ｎ）で表わされ、Ａ
サイトを陽イオンとなるＰｂ及びＣａを含む特定の元素
の集合体とすると共に該Ａサイドのｙ比率を特定の範囲
とした組成のターゲ・ソトをスパッタリングしてターゲ
ット成分を所望温度に加熱した基板上に堆積することに
よって、前記式（１）で表わされるペロブスカイト構造
の組成を有し、所望の誘電特性をもつ強誘電体薄膜を再
現性よく製造することができる。即ち、Ａサイトとして
Ｐｂ及びＣａを主体とする元素の集合体をターゲットの
一構成成分とするこによって、該ターゲットを陰イオン
となる成分の分圧が低い雰囲気でスパッタリングしても
堆積された強誘電体化合物を安定化して分解を受は難く
できる。この場合、Ｐｂは強誘電体化合物を低エネルギ
ーで堆積可能とするため、薄膜形成を容易にできる。Ｃ
ａは、ＡサイトとＢサイト及び陰イオンとの結合を安定
化し、ターゲット構成元素の均一なスパッタリングを可
能にする役目を有する。但し、ＰｂもしくはＣａのうち
一方のみをＡ サイトに含ませたターゲットを用いてスパッタリングを
行なうと、−一−壷慟唸物が不安定となり、薄膜に組成
のずれが生じるか、或いは誘電特性の低い強誘電体薄膜
となってしまう。また、スパッタリングされたターゲッ
ト成分を基板上に堆積する際、基板表面に堆積された該
ターゲット成分のクラスタを結晶化させるために基板を
所望温度に加熱して行なう。この時、基板上に堆積され
た強誘電体薄膜の表面から構成成分の再蒸発が起き、特
に強誘電体化合物を安定化するＰｂＳＣａの蒸発は薄膜
の結晶化、誘電特性の面から多大な悪影響を及ぼす。こ
うしたことから、ターゲットして前記式（ｎ）に示すよ
うにＢサイトに対するＡサイトのＪｌｉｘ（ｙ）を１．
ＯＯ〜１．０９に規定することによって、前記加熱時で
の蒸発を補償することができる。このようにターゲット
の成分及び組成を特定化することによって、既述の如く
前記式（１）で表わされる組成を有し、所望の誘電特性
をもつ強誘電体薄膜を再現性よく製造することができる
。
サイトを陽イオンとなるＰｂ及びＣａを含む特定の元素
の集合体とすると共に該Ａサイドのｙ比率を特定の範囲
とした組成のターゲ・ソトをスパッタリングしてターゲ
ット成分を所望温度に加熱した基板上に堆積することに
よって、前記式（１）で表わされるペロブスカイト構造
の組成を有し、所望の誘電特性をもつ強誘電体薄膜を再
現性よく製造することができる。即ち、Ａサイトとして
Ｐｂ及びＣａを主体とする元素の集合体をターゲットの
一構成成分とするこによって、該ターゲットを陰イオン
となる成分の分圧が低い雰囲気でスパッタリングしても
堆積された強誘電体化合物を安定化して分解を受は難く
できる。この場合、Ｐｂは強誘電体化合物を低エネルギ
ーで堆積可能とするため、薄膜形成を容易にできる。Ｃ
ａは、ＡサイトとＢサイト及び陰イオンとの結合を安定
化し、ターゲット構成元素の均一なスパッタリングを可
能にする役目を有する。但し、ＰｂもしくはＣａのうち
一方のみをＡ サイトに含ませたターゲットを用いてスパッタリングを
行なうと、−一−壷慟唸物が不安定となり、薄膜に組成
のずれが生じるか、或いは誘電特性の低い強誘電体薄膜
となってしまう。また、スパッタリングされたターゲッ
ト成分を基板上に堆積する際、基板表面に堆積された該
ターゲット成分のクラスタを結晶化させるために基板を
所望温度に加熱して行なう。この時、基板上に堆積され
た強誘電体薄膜の表面から構成成分の再蒸発が起き、特
に強誘電体化合物を安定化するＰｂＳＣａの蒸発は薄膜
の結晶化、誘電特性の面から多大な悪影響を及ぼす。こ
うしたことから、ターゲットして前記式（ｎ）に示すよ
うにＢサイトに対するＡサイトのＪｌｉｘ（ｙ）を１．
ＯＯ〜１．０９に規定することによって、前記加熱時で
の蒸発を補償することができる。このようにターゲット
の成分及び組成を特定化することによって、既述の如く
前記式（１）で表わされる組成を有し、所望の誘電特性
をもつ強誘電体薄膜を再現性よく製造することができる
。
（実施例）
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１
予め（Ｐ ｂｏ、 ９Ｃａｏ、 ＋） １．０３ｔ
（Ｍ ｇ＋、−ｓＮ ｂ２．・ｓ） ０．３（Ｚ ｎ
＋、ｚ３Ｎ ｂ２．’３）０．５”ｒ ｌｏ、２）０
、、 、、の組成を有するターゲットを作製した。ここ
でＡサイト元素は、Ｐｂ、Ｃａ、Ｂサイトの元素はＭｇ
、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｔｉで、Ａ／Ｂは１．０３である。
（Ｍ ｇ＋、−ｓＮ ｂ２．・ｓ） ０．３（Ｚ ｎ
＋、ｚ３Ｎ ｂ２．’３）０．５”ｒ ｌｏ、２）０
、、 、、の組成を有するターゲットを作製した。ここ
でＡサイト元素は、Ｐｂ、Ｃａ、Ｂサイトの元素はＭｇ
、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｔｉで、Ａ／Ｂは１．０３である。
次いで、シリコン基板上にアルゴンガス雰囲気中、圧力
０．８Ｐａ、パワー密度４ Ｗ／ｄ、基板温度３０℃の
条件でＴｉ及びＰｔを順次ＲＦスパッタリングして厚さ
１００ ｎｍのＴｉ膜、厚さ２００ ｎｍのＰｔ膜を堆
積して二層構造の下層導体を形成した。
０．８Ｐａ、パワー密度４ Ｗ／ｄ、基板温度３０℃の
条件でＴｉ及びＰｔを順次ＲＦスパッタリングして厚さ
１００ ｎｍのＴｉ膜、厚さ２００ ｎｍのＰｔ膜を堆
積して二層構造の下層導体を形成した。
つづいて、この下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率
が４：１の雰囲気中、圧力１．２Ｐａ、パワー密度２Ｗ
／ｃＩ＋！、基板温度５５０℃の条件で前記組成のター
ゲットをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘
電体薄膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層
導体を前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層を
フォトエツチング技術によりバターニングしてＭ Ｉ
Ｍセルを製造した。
が４：１の雰囲気中、圧力１．２Ｐａ、パワー密度２Ｗ
／ｃＩ＋！、基板温度５５０℃の条件で前記組成のター
ゲットをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘
電体薄膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層
導体を前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層を
フォトエツチング技術によりバターニングしてＭ Ｉ
Ｍセルを製造した。
なお、該ＭＩＭセル形成後での強誘電体薄膜パターンの
組成中のＡ／Ｂは１．０１であった。
組成中のＡ／Ｂは１．０１であった。
得られたＭＩＭセルの容量、誘電圧接を測定したところ
、夫々２００ ｎ Ｆ 、 ２．５％であった。
、夫々２００ ｎ Ｆ 、 ２．５％であった。
実施例２
予め（Ｐｂｏ９Ｃａｏ、＋） １．０９ （Ｚｒｏ、４
ｓ ＴＩｏ５２）０３、。、の組成を有するターゲット
を作製した。ここでＡサイト元素は、Ｐｂ％Ｃａ、Ｂサ
イトの元素はＺｒ５ＴＩで、−Ａ／Ｂはｌ、０９である
。
ｓ ＴＩｏ５２）０３、。、の組成を有するターゲット
を作製した。ここでＡサイト元素は、Ｐｂ％Ｃａ、Ｂサ
イトの元素はＺｒ５ＴＩで、−Ａ／Ｂはｌ、０９である
。
次いで、熱伝導率２６０ Ｗ ／ ｍ ｋのＡ、ｌｌ’
Ｎ基板を表面粗さ１５０ ｆｌｆｆｌ以下となるように
ラッピングし、研磨を行なった後、該ＡｉＮ基板上にア
ルゴンガス雰囲気中、圧力０．８Ｐａ、パワー密度４Ｗ
／ｃｍ。
Ｎ基板を表面粗さ１５０ ｆｌｆｆｌ以下となるように
ラッピングし、研磨を行なった後、該ＡｉＮ基板上にア
ルゴンガス雰囲気中、圧力０．８Ｐａ、パワー密度４Ｗ
／ｃｍ。
基板温度３０℃の条件でＴｉ及びＰｔを順次ＲＦスパッ
タリングして厚さ０．１μｍのＴｉ膜、厚さ１．０μｍ
のｐｔ膜を堆積して二層構造の下層導体を形成した。つ
づいて、この下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率が
ｌ ：ｌの雰囲気中、圧力０．８Ｐａｓパワ一密度２
Ｗ／ｄ、基板温度２００℃の条件で前記組成のターゲッ
トをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体
薄膜を形成した。
タリングして厚さ０．１μｍのＴｉ膜、厚さ１．０μｍ
のｐｔ膜を堆積して二層構造の下層導体を形成した。つ
づいて、この下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率が
ｌ ：ｌの雰囲気中、圧力０．８Ｐａｓパワ一密度２
Ｗ／ｄ、基板温度２００℃の条件で前記組成のターゲッ
トをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体
薄膜を形成した。
つづいて、強誘電体薄膜上に上層導体を前記下層導体と
同様な条件で形成した後、各層をフォトエツチング技術
によりパターニングし、更に酸素雰囲気中、５５０℃で
アニーリングしてＭＩＭセルを製造した。なお、該ＭＩ
Ｍセル形成後での強誘電体薄膜パターンの組成中のＡ／
Ｂはｌ、０５であった。
同様な条件で形成した後、各層をフォトエツチング技術
によりパターニングし、更に酸素雰囲気中、５５０℃で
アニーリングしてＭＩＭセルを製造した。なお、該ＭＩ
Ｍセル形成後での強誘電体薄膜パターンの組成中のＡ／
Ｂはｌ、０５であった。
実施例３
予め（Ｐｂｏ、＊Ｃａｏ、＋） ＋、ｏｏ （Ｚｒｏ、
４ｇ Ｔｌｏ、、２）０３、 Ｇｏの組成を有するター
ゲットを作製した。ここでＡサイト元素は、ＰｂＳＣａ
、Ｂサイトの元素はＺｒ％Ｔｉで、Ａ／Ｂは１．００で
ある。
４ｇ Ｔｌｏ、、２）０３、 Ｇｏの組成を有するター
ゲットを作製した。ここでＡサイト元素は、ＰｂＳＣａ
、Ｂサイトの元素はＺｒ％Ｔｉで、Ａ／Ｂは１．００で
ある。
次いで、シリコン基板上にアルゴンガス雰囲気中、圧力
０．８ Ｐ ａ ｓパワー密度４ Ｗ／ｄ、基板温度３
０℃の条件でＴ１及びＰｔを順次ＲＦスパッタリングし
て厚さ０．１μｍのＴ１膜、厚さ１．０μｍのｐｔ膜を
堆積して二層構造の下層導体を形成した。つづいて、こ
の下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率がｌ ＝１の
雰囲気中、圧力０．８ Ｐ ａ ｓパワー密度２Ｗ／ｃ
Ｉｊ１基板温度２００℃の条件で前記組成のターゲット
をＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体薄
膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層導体を
前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層をフォト
エツチング技術によりパターニングし、更に酸素雰囲気
中、５５０℃でアニーリングしてＭＩＭセルを製造した
。
０．８ Ｐ ａ ｓパワー密度４ Ｗ／ｄ、基板温度３
０℃の条件でＴ１及びＰｔを順次ＲＦスパッタリングし
て厚さ０．１μｍのＴ１膜、厚さ１．０μｍのｐｔ膜を
堆積して二層構造の下層導体を形成した。つづいて、こ
の下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率がｌ ＝１の
雰囲気中、圧力０．８ Ｐ ａ ｓパワー密度２Ｗ／ｃ
Ｉｊ１基板温度２００℃の条件で前記組成のターゲット
をＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体薄
膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層導体を
前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層をフォト
エツチング技術によりパターニングし、更に酸素雰囲気
中、５５０℃でアニーリングしてＭＩＭセルを製造した
。
なお、：ｉ、ＭＩＭセル形成後での強誘電体薄膜パター
ンの組成中のＡ／Ｂは０６９８であった一０実施例４ 基板としてＳＩＣを用いた以外、実施例３と同様な方法
によりＭＩＭセルを製造した。
ンの組成中のＡ／Ｂは０６９８であった一０実施例４ 基板としてＳＩＣを用いた以外、実施例３と同様な方法
によりＭＩＭセルを製造した。
実施例５
基板としてポリイミドを用い、フォトエツチング技術に
よるパターニング後のアニーリングを窒素雰囲気中、４
００℃で行なった以外、実施例３と同様な方法によりＭ
ＩＭセルを製造した。
よるパターニング後のアニーリングを窒素雰囲気中、４
００℃で行なった以外、実施例３と同様な方法によりＭ
ＩＭセルを製造した。
実施例６
基板として５ｉ０２を用いた以外、実施例３と同様な方
法によりＭＩＭセルを製造した。
法によりＭＩＭセルを製造した。
実施例７
基板としてＧａ Ａｓを用いた以外、実施例３と同様な
方法によりＭＩＭセルを製造した。
方法によりＭＩＭセルを製造した。
比較例
予め（Ｐ ｂｏ、 ８５ Ｂ ａｏ、 ＋５）ｏ、 ９
９１ （Ｍ ｇ＋／３Ｎ ｂ２／３）ｏ、 ３ （Ｚ
ｎ＋／ｓＮ ｂ２／３）ｏ、 ５Ｔ ｉｏ、 ２１０□
、９の組成（ここでＡサイト元素は、Ｐｂ。
９１ （Ｍ ｇ＋／３Ｎ ｂ２／３）ｏ、 ３ （Ｚ
ｎ＋／ｓＮ ｂ２／３）ｏ、 ５Ｔ ｉｏ、 ２１０□
、９の組成（ここでＡサイト元素は、Ｐｂ。
Ｂａ、Ｂサイトの元素はＭｇｓ Ｎｂｓ ＺｎＳ”ｒｔ
で、Ａ／Ｂは０．９９である）を有するターゲット原料
にスパッタリングによるＡサイトの元素不足を補正する
ためにＰｂＯを１０重量％添加し、焼結してターゲット
を作製した。
で、Ａ／Ｂは０．９９である）を有するターゲット原料
にスパッタリングによるＡサイトの元素不足を補正する
ためにＰｂＯを１０重量％添加し、焼結してターゲット
を作製した。
次いで、シリコン基板上にアルゴンガス雰囲気中、圧力
０．８Ｐａｓパワ一密度４ Ｗ／ｄＳ基板温度３０”Ｃ
の条件でＴｉ及びｐｔを順次ＲＦスバ・ツタリングして
厚さ１００ ｎｍのＴｉ膜、厚さ２００ ｎｍのｐｔ膜
を堆積して二層構造の下層導体を形成した。
０．８Ｐａｓパワ一密度４ Ｗ／ｄＳ基板温度３０”Ｃ
の条件でＴｉ及びｐｔを順次ＲＦスバ・ツタリングして
厚さ１００ ｎｍのＴｉ膜、厚さ２００ ｎｍのｐｔ膜
を堆積して二層構造の下層導体を形成した。
つづいて、この下層導体上にアルゴンガスと酸素の比率
が４：ｌの雰囲気中、圧力１．２Ｐａ、パワー密度２
Ｗ／ｄ、基板温度５５０℃の条件で前記組成のターゲッ
トをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体
薄膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層導体
を前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層をフォ
トエツチング技術によりパターニングしてＭＩＭセルを
製造した。
が４：ｌの雰囲気中、圧力１．２Ｐａ、パワー密度２
Ｗ／ｄ、基板温度５５０℃の条件で前記組成のターゲッ
トをＲＦスパッタリングして厚さ１．５μｍの強誘電体
薄膜を形成した。つづいて、強誘電体薄膜上に上層導体
を前記下層導体と同様な条件で形成した後、各層をフォ
トエツチング技術によりパターニングしてＭＩＭセルを
製造した。
なお、該Ｍ夏Ｍセル形成後での強誘電体薄膜パターンの
組成中のＡ／Ｂは１．１５であった。
組成中のＡ／Ｂは１．１５であった。
しかして、本実施例２〜７及び比較例のＭＩＭセルにつ
いて容量、誘電正接、抗電界及び残留分極を測定した。
いて容量、誘電正接、抗電界及び残留分極を測定した。
その結果を下記第１表に示した。
上記第１表から明らかなように本実施例２〜７０ＭＩＭ
セルは、容量、誘電正接、抗電界及び残留分極の全ての
誘電特性が比較例のＭＩＭセルに比べて優れていること
がわかる。
セルは、容量、誘電正接、抗電界及び残留分極の全ての
誘電特性が比較例のＭＩＭセルに比べて優れていること
がわかる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば所望の誘電特性を有
し、焦電型赤外線センサ、不揮発性メモリ薄膜コンデン
サ等に有用な強誘電体薄膜、並びにかかる強誘電体薄膜
を再現性よく製造し得る方法を提供できる。
し、焦電型赤外線センサ、不揮発性メモリ薄膜コンデン
サ等に有用な強誘電体薄膜、並びにかかる強誘電体薄膜
を再現性よく製造し得る方法を提供できる。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (2)
- （１）． 基板上に形成され、下記式（ I ）にて表わ
されるペロブスカイト構造の組成を有することを特徴と
する強誘電体薄膜。 Ａ＿ｘＢＺ＿２＿＋＿ｘ・・・（ I ） 但し、式（ I ）中のＡサイトは陽イオンとなるＰｂ及
びＣａを主体とする元素の集合体、Ｂサイトは陽イオン
となる元素の集合体、Ｚは陰イオン、Ｘは０．９８〜１
．０５を示す。 - （２）． 下記式（II）で表わされる組成のターゲット
を用い、スパッタリング法によりペロブスカイト構造を
有する強誘電体薄膜を基板上に堆積せしめることを特徴
とする強誘電体薄膜の製造方法。 Ａ＿ｙＢＺ＿２＿＋＿ｙ・・・（II） 但し、Ａサイトは陽イオンとなるＰｂ及びＣａを主体と
する元素の集合体、Ｂサイトは陽イオンとなる元素の集
合体、Ｚは陰イオン、ｙは１．００〜１．０９を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24430588A JPH0294507A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 強誘電体薄膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24430588A JPH0294507A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 強誘電体薄膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294507A true JPH0294507A (ja) | 1990-04-05 |
Family
ID=17116762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24430588A Pending JPH0294507A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 強誘電体薄膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0294507A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5800683A (en) * | 1996-03-15 | 1998-09-01 | Ramtron International Corporation | Use of calcium and strontium dopants to improve retention performance in a PZT ferroelectric film |
| US6203608B1 (en) | 1998-04-15 | 2001-03-20 | Ramtron International Corporation | Ferroelectric thin films and solutions: compositions |
| US6974547B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-12-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Flexible thin film capacitor and method for producing the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150808A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | 株式会社 トーキン | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JPS6353264A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JPS63166198A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | 富士通株式会社 | 強誘電薄膜の形成方法 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24430588A patent/JPH0294507A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150808A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | 株式会社 トーキン | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5800683A (en) * | 1996-03-15 | 1998-09-01 | Ramtron International Corporation | Use of calcium and strontium dopants to improve retention performance in a PZT ferroelectric film |
| US5969935A (en) * | 1996-03-15 | 1999-10-19 | Ramtron International Corporation | Use of calcium and strontium dopants to improve retention performance in a PZT ferroelectric film |
| US6203608B1 (en) | 1998-04-15 | 2001-03-20 | Ramtron International Corporation | Ferroelectric thin films and solutions: compositions |
| US6974547B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-12-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Flexible thin film capacitor and method for producing the same |
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