JPH04206870A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH04206870A JPH04206870A JP2337975A JP33797590A JPH04206870A JP H04206870 A JPH04206870 A JP H04206870A JP 2337975 A JP2337975 A JP 2337975A JP 33797590 A JP33797590 A JP 33797590A JP H04206870 A JPH04206870 A JP H04206870A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明Ｌ 強誘電体膜を用いた不揮発メモリ、電気光
学効果装置、熱検出装置などの半導体装置に関する。
学効果装置、熱検出装置などの半導体装置に関する。
従来の技術
強誘電体の圧電性、焦電性、分極反転等の物性を用いた
デバイスが各種提案されている。
デバイスが各種提案されている。
例えば鉛（ｐｂ）を主成分とするＰＺＴ、 ＰＬＺＴ
等の強誘電体材料（上 圧電性、焦電性にすぐれ 電気
光学効果か大きく、残留分極が大きく、抗電界が小さい
優れた材料として注目されており、その薄膜化の研究も
数多くなされている。
等の強誘電体材料（上 圧電性、焦電性にすぐれ 電気
光学効果か大きく、残留分極が大きく、抗電界が小さい
優れた材料として注目されており、その薄膜化の研究も
数多くなされている。
通常これらの材料を薄膜化する場合、基板上に形成され
た電極」二に 主にスバプタリンク゛汰ＣＶＤ法等で作
製している。
た電極」二に 主にスバプタリンク゛汰ＣＶＤ法等で作
製している。
この時、強誘電性を有するＰＺＴ、 ＰＬＺＴを作製す
るためにｉ；ｊ ６００℃以上の基板温度が必要であ
る。
るためにｉ；ｊ ６００℃以上の基板温度が必要であ
る。
しかし このように高い基板温度で（友 −度基板上に
付着した鉛（ｐｂ）あるいは酸化鉛（ｐｂｏ）が再蒸発
Ｌ 強誘電体膜の組成ずれが生じてしまう。とくに薄膜
成長初期に重大な問題となる。
付着した鉛（ｐｂ）あるいは酸化鉛（ｐｂｏ）が再蒸発
Ｌ 強誘電体膜の組成ずれが生じてしまう。とくに薄膜
成長初期に重大な問題となる。
そこで、スパッタのターゲットに過剰にＰｂＯを加えて
ｐｂの組成ずれを補償しているが、 十分な効果が得ら
れていない。
ｐｂの組成ずれを補償しているが、 十分な効果が得ら
れていない。
発明が解決しようとする課題
このような従来の半導体装置で（よ 強誘電性を発現さ
せるために６００℃以上の高い基板温度が必要であり、
このような高い基板温度ではＰｂＯの蒸気圧が非常に高
いため化学量論組成の化合物を作ることが難しいという
課題かあった 特に 金属電極上に作製する場合法 薄
膜成長の極く初期にｐｂの欠乏したＰｂＴｉ３０７構造
の化合物が生成し 簿膜の強誘電特性を著しく劣化させ
る。
せるために６００℃以上の高い基板温度が必要であり、
このような高い基板温度ではＰｂＯの蒸気圧が非常に高
いため化学量論組成の化合物を作ることが難しいという
課題かあった 特に 金属電極上に作製する場合法 薄
膜成長の極く初期にｐｂの欠乏したＰｂＴｉ３０７構造
の化合物が生成し 簿膜の強誘電特性を著しく劣化させ
る。
本発明は」―記課題を解決するもので、結晶性、強誘電
特性の優れた強誘電体膜を有する半導体装置を提供する
ことを目的としている。
特性の優れた強誘電体膜を有する半導体装置を提供する
ことを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するため（、、、電極と強誘電
体膜の間の少なくとも一つの間に酸化物層を介在させた
構成である。
体膜の間の少なくとも一つの間に酸化物層を介在させた
構成である。
作用
本発明は上記構成により、金属電極上に直接薄膜を形成
する場合と異なり、極薄い酸化物層を形成したのち強誘
電体膜を形成することで、ｐｂあるいはＰｂＯの付着率
が向上し 薄膜成長の初期から、強誘電性を有するＰＺ
ＴあるいはＰＬＺＴの薄膜が容易に形成される。
する場合と異なり、極薄い酸化物層を形成したのち強誘
電体膜を形成することで、ｐｂあるいはＰｂＯの付着率
が向上し 薄膜成長の初期から、強誘電性を有するＰＺ
ＴあるいはＰＬＺＴの薄膜が容易に形成される。
この酸化物層としてペロプスカイト構造を有す材料を用
いることはさらに効果的である。
いることはさらに効果的である。
また 酸化物層の材料として誘電率が大きい材料を用い
れは その上に形成されたＰＺ′ｒ、ＰＬＺＴの薄膜の
特性は何等損なわれない。
れは その上に形成されたＰＺ′ｒ、ＰＬＺＴの薄膜の
特性は何等損なわれない。
実施例
以下、本発明の一実施例について第１図を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図において１はシリコン基板、 ２はソース領域
３はドレイン領［４はゲート絶縁膜 ５はゲート重態
６は層間絶縁膜 ７はドレイン電板 ８はドレイン電極
７と連続したキャパシタ下部型ｆ＆９は本発明の特徴と
する酸化物＃ＩＯは強誘電体１１ＪＩＩはキャパシタ上
部ミオ仮 １２はソース電機 １３は層間絶縁膜である
。
３はドレイン領［４はゲート絶縁膜 ５はゲート重態
６は層間絶縁膜 ７はドレイン電板 ８はドレイン電極
７と連続したキャパシタ下部型ｆ＆９は本発明の特徴と
する酸化物＃ＩＯは強誘電体１１ＪＩＩはキャパシタ上
部ミオ仮 １２はソース電機 １３は層間絶縁膜である
。
すなわち本発明の特徴ハ 例えばスパッタリング法に
より膜厚１１００ｎの白金（Ｐｔ）薄膜電極であるキャ
パシタ下部電極８を形成した後、同様にスパッタリング
法により、膜厚５０ｎｍの酸化物層９を形成したことで
ある。
より膜厚１１００ｎの白金（Ｐｔ）薄膜電極であるキャ
パシタ下部電極８を形成した後、同様にスパッタリング
法により、膜厚５０ｎｍの酸化物層９を形成したことで
ある。
その後いろいろな組成のＰＺＴ′、ＰＬＺＴをスパッタ
リング法で種々の基板温度で作製し池 得られた強誘電体膜を、従来法のＰｔ上に酸化物膜を形
成することなく直接ＰＺＴ、 ＰＬＺＴを形成したも
のと、強誘電体膜中のｐｂ組成について目標組成からの
ずれを比較し九 結果を次の第１表に示１％酸化物層９
としてはペロプスカイト構造を有する三つの材料につい
て実験した （以下余白） 第１表 第１表つづき 第１表つづき 第１表から分かるとおり、従来法のｐｔ電極」二に直接
ＰＺＴ、ＰＬＺＴ膜を形成した場合は特に高温にした場
合、Ｐｂの欠乏が顕著であったが、酸化物薄膜を挟んだ
試料ではｐｂの組成ずれはほとんどなかっなＱ− 次に 強誘電体薄膜の電気特性を測定しへ その結果の
内誘電率を第２表番へ 残留分極を第３表骸 抗電界を
第４表に示す。
リング法で種々の基板温度で作製し池 得られた強誘電体膜を、従来法のＰｔ上に酸化物膜を形
成することなく直接ＰＺＴ、 ＰＬＺＴを形成したも
のと、強誘電体膜中のｐｂ組成について目標組成からの
ずれを比較し九 結果を次の第１表に示１％酸化物層９
としてはペロプスカイト構造を有する三つの材料につい
て実験した （以下余白） 第１表 第１表つづき 第１表つづき 第１表から分かるとおり、従来法のｐｔ電極」二に直接
ＰＺＴ、ＰＬＺＴ膜を形成した場合は特に高温にした場
合、Ｐｂの欠乏が顕著であったが、酸化物薄膜を挟んだ
試料ではｐｂの組成ずれはほとんどなかっなＱ− 次に 強誘電体薄膜の電気特性を測定しへ その結果の
内誘電率を第２表番へ 残留分極を第３表骸 抗電界を
第４表に示す。
第２表
第３表
第４表
第２〜４表から分かるとおり、ｐｔ電極上に酸化物層を
形成した試料でｃ戴 酸化物層なしでｐｔ電極上に直
接強誘電体膜を作製した試料と比べ誘電取残留分極が大
きく、抗電界が小さい優れた電気特性が得られている。
形成した試料でｃ戴 酸化物層なしでｐｔ電極上に直
接強誘電体膜を作製した試料と比べ誘電取残留分極が大
きく、抗電界が小さい優れた電気特性が得られている。
酸化物層の膜厚と強誘電特性について検討した結果を次
の第５表に示′？ｌ′。
の第５表に示′？ｌ′。
第５表
−１３〜
第５表つづき
第５表つづき
第５表から分かるとおり、酸化物層の膜厚が１゜ｎｍよ
り厚くなると強誘電特性が損なわれる。
り厚くなると強誘電特性が損なわれる。
この他に強誘電体膜としてその他の組成のＰＺＴ。
ＰＬＺＴなどについて実施したが同様の結果が得られ九
な抵 以」二の実施例でば ペロプスカイト構造を有す
る酸化物層について述べたカ丈 その信組チタン、ラン
タンのうち少なくとも一つを主成分としたもの、アルカ
リ類金属とチタンを主成分としたもの、バリウムとチタ
ンを主成分としたもの、ストロンチウムとチタンを主成
分としたものでもよい。
る酸化物層について述べたカ丈 その信組チタン、ラン
タンのうち少なくとも一つを主成分としたもの、アルカ
リ類金属とチタンを主成分としたもの、バリウムとチタ
ンを主成分としたもの、ストロンチウムとチタンを主成
分としたものでもよい。
また酸化物層の膜厚は１０ｎｍ以下で、実用上１ｎｍ以
上であればよしも また酸化物層の介在場所として（友 本実施例では強誘
電体膜と下部電極の間に設けた場合について述べたが上
部電極との間にも設けてもよい。
上であればよしも また酸化物層の介在場所として（友 本実施例では強誘
電体膜と下部電極の間に設けた場合について述べたが上
部電極との間にも設けてもよい。
発明の効果
以上の実施例から明らかなように本発明によれは 電極
と強誘電体膜の間の、少なくとも−・っの間に酸化物層
を介在させた構成であるから、結晶性、強誘電特性が優
れた強誘電体膜を有する半導体装置を提供できる。
と強誘電体膜の間の、少なくとも−・っの間に酸化物層
を介在させた構成であるから、結晶性、強誘電特性が優
れた強誘電体膜を有する半導体装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例の半導体装置の断面図である
。 ■・・・・シリコン基板（基板）、 ８・・・・下部電
極（第１の電極）、 ９・・・・酸化物層、 １０・・
・・強誘電体膜 １１・・・・上部電極（第２の電極）
。
。 ■・・・・シリコン基板（基板）、 ８・・・・下部電
極（第１の電極）、 ９・・・・酸化物層、 １０・・
・・強誘電体膜 １１・・・・上部電極（第２の電極）
。
Claims (7)
- （１）基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電
極上に形成された強誘電体膜と、前記強誘電体膜上に形
成された第２の電極とを少なくとも有する半導体装置に
おいて、前記第１もしくは第２の電極と強誘電体膜との
間の少なくとも一つの間に、酸化物層を介在させたこと
を特徴とする半導体装置。 - （２）酸化物層としてペロプスカイト構造を有する酸化
物を用いたことを特徴とする、請求項１記載の半導体装
置。 - （３）酸化物層が鉛、チタン、ランタンのうちの少なく
とも一つを主成分としたものであることを特徴とする、
請求項１または２何れかに記載の半導体装置。 - （４）酸化物層が、アルカリ土類金属とチタンを主成分
としたものであることを特徴とする、請求項１または２
何れかに記載の半導体装置。 - （５）酸化物層が、バリウムとチタンを主成分としたも
のであることを特徴とする、請求項１または２何れかに
記載の半導体装置。 - （６）酸化物層が、ストロンチウムとチタンを主成分と
したものであることを特徴とする、請求項１または２何
れかに記載の半導体装置。 - （７）酸化物層の膜厚が、１〜１０ｎｍであることを特
徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33797590A JP3210007B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33797590A JP3210007B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206870A true JPH04206870A (ja) | 1992-07-28 |
| JP3210007B2 JP3210007B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=18313761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33797590A Expired - Lifetime JP3210007B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3210007B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796133A (en) * | 1993-01-27 | 1998-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device capacitor having lower electrodes separated by low dielectric spacer material |
| KR20000014388A (ko) * | 1998-08-20 | 2000-03-15 | 윤종용 | 강유전체 메모리 커패시터 및 그 제조방법 |
| US6328432B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Ink jet recording head having mending layers between side walls and electrodes |
| WO2005106956A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Fujitsu Limited | 半導体装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102191002B1 (ko) * | 2019-02-19 | 2020-12-14 | 박재혁 | 크림맥주 제조장치 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33797590A patent/JP3210007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796133A (en) * | 1993-01-27 | 1998-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device capacitor having lower electrodes separated by low dielectric spacer material |
| US5834348A (en) * | 1993-01-27 | 1998-11-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for manufacturing a semiconductor device having a ferroelectric capacitor |
| US6328432B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Ink jet recording head having mending layers between side walls and electrodes |
| KR20000014388A (ko) * | 1998-08-20 | 2000-03-15 | 윤종용 | 강유전체 메모리 커패시터 및 그 제조방법 |
| WO2005106956A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Fujitsu Limited | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPWO2005106956A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-03-21 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7521745B2 (en) | 2004-04-28 | 2009-04-21 | Fujitsu Limited | Semiconductor device reducing leakage across a ferroelectric layer |
| JP4616830B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2011-01-19 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3210007B2 (ja) | 2001-09-17 |
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