JPH05235416A - 強誘電体薄膜素子 - Google Patents
強誘電体薄膜素子Info
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- JPH05235416A JPH05235416A JP4035243A JP3524392A JPH05235416A JP H05235416 A JPH05235416 A JP H05235416A JP 4035243 A JP4035243 A JP 4035243A JP 3524392 A JP3524392 A JP 3524392A JP H05235416 A JPH05235416 A JP H05235416A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/51—Insulating materials associated therewith
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分極容易軸が（１１１）方向である強誘電体
材料を用いて、強誘電性に優れた強誘電体薄膜素子を得
る。 【構成】 基板２上にＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜より
なる第１の薄膜電極３を形成し、第１の薄膜電極３上に
分極容易軸方向が（１１１）方向である組成の強誘電体
材料からなり、結晶方向が（１１１）方向に配向された
強誘電体薄膜４を形成してなる強誘電体薄膜素子１。
材料を用いて、強誘電性に優れた強誘電体薄膜素子を得
る。 【構成】 基板２上にＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜より
なる第１の薄膜電極３を形成し、第１の薄膜電極３上に
分極容易軸方向が（１１１）方向である組成の強誘電体
材料からなり、結晶方向が（１１１）方向に配向された
強誘電体薄膜４を形成してなる強誘電体薄膜素子１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に強誘電体薄膜
を形成してなる強誘電体薄膜素子に関し、例えば不揮発
メモリや焦電型の赤外線センサー等に用いるのに適した
強誘電体薄膜素子に関する。
を形成してなる強誘電体薄膜素子に関し、例えば不揮発
メモリや焦電型の赤外線センサー等に用いるのに適した
強誘電体薄膜素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン酸鉛系強誘電体材料を用いた強誘
電体薄膜素子は、焦電性を利用して不揮発メモリや赤外
線センサー等に応用されている。この種の強誘電体薄膜
素子は、基板上に第１の電極を形成し、その上に強誘電
体薄膜をスパッタリング等の薄膜形成法により形成し、
さらに第２の電極を強誘電体薄膜上に形成した構造を有
する。
電体薄膜素子は、焦電性を利用して不揮発メモリや赤外
線センサー等に応用されている。この種の強誘電体薄膜
素子は、基板上に第１の電極を形成し、その上に強誘電
体薄膜をスパッタリング等の薄膜形成法により形成し、
さらに第２の電極を強誘電体薄膜上に形成した構造を有
する。
【０００３】ところで、強誘電体薄膜の材料特性を十分
に発揮させるには、強誘電体薄膜の結晶方向を、該薄膜
の分極容易軸（自発分極）方向に揃えることが必要であ
る。強誘電体薄膜の結晶方向が該薄膜の分極容易軸方向
と揃えられた場合には、例えば、正逆方向への分極方向
の繰り返しに際しての薄膜の体積変化を低減することが
でき、それによって材料特性の劣化を防止することがで
きるからである。
に発揮させるには、強誘電体薄膜の結晶方向を、該薄膜
の分極容易軸（自発分極）方向に揃えることが必要であ
る。強誘電体薄膜の結晶方向が該薄膜の分極容易軸方向
と揃えられた場合には、例えば、正逆方向への分極方向
の繰り返しに際しての薄膜の体積変化を低減することが
でき、それによって材料特性の劣化を防止することがで
きるからである。
【０００４】上記のような強誘電体薄膜素子の一例が、
特開昭６２−１６２３６９号に開示されている。ここで
は、半導体基板上に（１００）方向に配向されたＭｇＯ
薄膜を形成し、該ＭｇＯ薄膜上に、Ｐｔよりなる電極を
形成し、その上に正方晶系の組成を有し分極容易軸がｃ
軸方向、すなわち（００１）方向のＰｂＴｉＯ3 薄膜を
（００１）方向に配向させて形成した構造が開示されて
いる。ＰｂＴｉＯ3 薄膜の分極容易軸方向が、その結晶
の配向方向と揃えられているため、十分な強誘電体特性
を取り出すことが可能とされている。
特開昭６２−１６２３６９号に開示されている。ここで
は、半導体基板上に（１００）方向に配向されたＭｇＯ
薄膜を形成し、該ＭｇＯ薄膜上に、Ｐｔよりなる電極を
形成し、その上に正方晶系の組成を有し分極容易軸がｃ
軸方向、すなわち（００１）方向のＰｂＴｉＯ3 薄膜を
（００１）方向に配向させて形成した構造が開示されて
いる。ＰｂＴｉＯ3 薄膜の分極容易軸方向が、その結晶
の配向方向と揃えられているため、十分な強誘電体特性
を取り出すことが可能とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】チタン酸鉛（ＰｂＴｉ
Ｏ3 ）やチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒx Ｔ
ｉ1-x）Ｏ3 ）等の強誘電体材料では、分極容易軸方向
が上記（００１）方向すなわちｃ軸方向以外の方向であ
る組成のものも存在する。例えば、チタン酸ジルコン酸
鉛の菱面体晶系の組成では、分極容易軸方向は（１１
１）方向である。このような分極容易軸が（１１１）方
向の強誘電体材料を用いて強誘電体薄膜素子を作製する
ことができれば、強誘電体薄膜素子に用いる材料の選択
範囲を広げることが可能となる。さらに、不揮発性メモ
リ用では、強誘電体薄膜と電極材料の密着性の良否が、
分極反転による強誘電特性に影響を与えることになる。
Ｏ3 ）やチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒx Ｔ
ｉ1-x）Ｏ3 ）等の強誘電体材料では、分極容易軸方向
が上記（００１）方向すなわちｃ軸方向以外の方向であ
る組成のものも存在する。例えば、チタン酸ジルコン酸
鉛の菱面体晶系の組成では、分極容易軸方向は（１１
１）方向である。このような分極容易軸が（１１１）方
向の強誘電体材料を用いて強誘電体薄膜素子を作製する
ことができれば、強誘電体薄膜素子に用いる材料の選択
範囲を広げることが可能となる。さらに、不揮発性メモ
リ用では、強誘電体薄膜と電極材料の密着性の良否が、
分極反転による強誘電特性に影響を与えることになる。
【０００６】しかしながら、上述した先行技術に記載の
ように（１００）方向に配向されたＭｇＯ薄膜上に、Ｐ
ｔ電極を形成し、その上にチタン酸ジルコン酸鉛の菱面
体晶系の組成の材料からなる薄膜を形成した場合、十分
な強誘電性を発揮する素子を得ることはできなかった。
また、強誘電体薄膜と電極との密着性も悪かった。
ように（１００）方向に配向されたＭｇＯ薄膜上に、Ｐ
ｔ電極を形成し、その上にチタン酸ジルコン酸鉛の菱面
体晶系の組成の材料からなる薄膜を形成した場合、十分
な強誘電性を発揮する素子を得ることはできなかった。
また、強誘電体薄膜と電極との密着性も悪かった。
【０００７】本発明の目的は、分極容易軸が（１１１）
方向の強誘電体薄膜を用いた強誘電体薄膜素子であっ
て、強誘電性に優れたものを提供することにある。
方向の強誘電体薄膜を用いた強誘電体薄膜素子であっ
て、強誘電性に優れたものを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板と、基板
上に形成されており、かつＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜
またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜からなる電極と、前記電極
上に形成されており、結晶方向が（１１１）方向に配向
された強誘電体薄膜とを備え、前記強誘電体薄膜が（１
１１）方向に分極容易軸を有する強誘電体材料からなる
ことを特徴とする、強誘電体薄膜素子である。
上に形成されており、かつＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜
またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜からなる電極と、前記電極
上に形成されており、結晶方向が（１１１）方向に配向
された強誘電体薄膜とを備え、前記強誘電体薄膜が（１
１１）方向に分極容易軸を有する強誘電体材料からなる
ことを特徴とする、強誘電体薄膜素子である。
【０００９】上記（１１１）方向に分極容易軸を有する
強誘電体材料の組成としては、チタン酸ジルコン酸鉛系
強誘電体材料の菱面体晶系の組成のものを好適に用いる
ことができるが、その他、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ
3 、Ｐｂ（Ｓｃ1/2 Ｎｂ1/2）Ｏ3 、（Ｎａ1/2 Ｂｉ
1/2 ）Ｏ3 あるいはこれらとＰｂＴｉＯ3 の２成分系、
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）とＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｍｎ 1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｎ
ｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）、Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3等との
３成分系等を含む菱面体晶系のものも用いることができ
る。
強誘電体材料の組成としては、チタン酸ジルコン酸鉛系
強誘電体材料の菱面体晶系の組成のものを好適に用いる
ことができるが、その他、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ
3 、Ｐｂ（Ｓｃ1/2 Ｎｂ1/2）Ｏ3 、（Ｎａ1/2 Ｂｉ
1/2 ）Ｏ3 あるいはこれらとＰｂＴｉＯ3 の２成分系、
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）とＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｍｎ 1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｎ
ｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）、Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3等との
３成分系等を含む菱面体晶系のものも用いることができ
る。
【００１０】
【作用】Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜及びＮｉ−Ａｌ系
合金薄膜よりなる電極は、その上に機能性セラミック薄
膜を形成した場合、該機能性セラミック薄膜との反応性
が低いため、安定なセラミック電子部品を与える（特開
平３−２７６６１５号）。本発明では、基板上に上記Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜
よりなる電極を形成し、その上に分極容易軸方向が（１
１１）方向である強誘電体材料が（１１１）方向に配向
されて強誘電体薄膜が形成されている。そして、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜及びＮｉ−Ａｌ系合金薄膜は、分
極容易軸が（１１１）方向の強誘電体材料を容易に（１
１１）方向に配向させるため、得られた強誘電体薄膜素
子において、上記強誘電体薄膜の強誘電性が著しく高め
られる。また、ＰｂＯとの反応防止層として電極表面上
に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層は、そ
の上に形成される強誘電体薄膜と熱膨張係数が近いた
め、両者は極めて良好な密着性を示す。さらに、この酸
化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3 ）層の存在は強誘電体相で
あるペロブスカイト相の生成率を飛躍的に高める。
合金薄膜よりなる電極は、その上に機能性セラミック薄
膜を形成した場合、該機能性セラミック薄膜との反応性
が低いため、安定なセラミック電子部品を与える（特開
平３−２７６６１５号）。本発明では、基板上に上記Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜
よりなる電極を形成し、その上に分極容易軸方向が（１
１１）方向である強誘電体材料が（１１１）方向に配向
されて強誘電体薄膜が形成されている。そして、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ａｌ系合金薄膜及びＮｉ−Ａｌ系合金薄膜は、分
極容易軸が（１１１）方向の強誘電体材料を容易に（１
１１）方向に配向させるため、得られた強誘電体薄膜素
子において、上記強誘電体薄膜の強誘電性が著しく高め
られる。また、ＰｂＯとの反応防止層として電極表面上
に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層は、そ
の上に形成される強誘電体薄膜と熱膨張係数が近いた
め、両者は極めて良好な密着性を示す。さらに、この酸
化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3 ）層の存在は強誘電体相で
あるペロブスカイト相の生成率を飛躍的に高める。
【００１１】
【実施例の説明】本発明の一実施例として、図１に示す
強誘電体薄膜素子１を以下の要領で作製した。なお、図
１において、強誘電体薄膜素子１は、基板２上に、第１
の薄膜電極３、強誘電体薄膜４及び第２の薄膜電極５を
形成した構造を有する。まず、基板２として、結晶方位
（１００）のＭｇＯ単結晶からなるものを用意した。次
に、Ｎｉを７４．５重量％、Ｃｒを１６重量％、Ａｌを
４．５重量％、Ｆｅを３．５重量％、及びＹ，Ｍｎ等の
他の微量元素を１．５重量％含有するＮｉＣｒ−Ａｌ系
合金を、以下の条件でスパッタリングし、厚み１．５μ
ｍの第１の薄膜電極３を形成した。
強誘電体薄膜素子１を以下の要領で作製した。なお、図
１において、強誘電体薄膜素子１は、基板２上に、第１
の薄膜電極３、強誘電体薄膜４及び第２の薄膜電極５を
形成した構造を有する。まず、基板２として、結晶方位
（１００）のＭｇＯ単結晶からなるものを用意した。次
に、Ｎｉを７４．５重量％、Ｃｒを１６重量％、Ａｌを
４．５重量％、Ｆｅを３．５重量％、及びＹ，Ｍｎ等の
他の微量元素を１．５重量％含有するＮｉＣｒ−Ａｌ系
合金を、以下の条件でスパッタリングし、厚み１．５μ
ｍの第１の薄膜電極３を形成した。
【００１２】薄膜電極形成時のスパッタリング条件 使用した装置…ＲＦマグネトロンスパッタ装置。 基板温度…４００℃ スパッタリング時のガス圧…３．０×１０-3Ｔｏｒｒ スパッタリングガス…純Ａｒ ＲＦパワー…４００Ｗ／（径２インチのターゲット当
たり） スパッタリング時間…数分間 次に、ターゲットとしてＰｂ（Ｔｉx Ｚｒ1-x ）Ｏ3 系
セラミックスを用い、下記の条件でスパッタリングし、
膜厚１．５μｍのチタン酸ジルコン酸鉛系強誘電体薄膜
４を形成した。この工程の初期段階で第１の薄膜電極３
の表面が酸化される。
たり） スパッタリング時間…数分間 次に、ターゲットとしてＰｂ（Ｔｉx Ｚｒ1-x ）Ｏ3 系
セラミックスを用い、下記の条件でスパッタリングし、
膜厚１．５μｍのチタン酸ジルコン酸鉛系強誘電体薄膜
４を形成した。この工程の初期段階で第１の薄膜電極３
の表面が酸化される。
【００１３】強誘電体薄膜の形成時のスパッタリング条
件 使用した装置…ＲＦマグネトロンスパッタ装置 使用したターゲット…Ｐｂ（Ｔｉ0.30Ｚｒ0.70）Ｏ3
の組成を有するもの。 この組成のチタン酸ジルコン酸鉛は、菱面体晶系に属
し、分極容易軸は（１１１）方向である。 基板温度…５５０℃ スパッタリング・ガス圧…２０ｍＴｏｒｒ スパッタリングガス…Ａｒ及びＯ2 を容量比で９０対
１０の割合で含有する混合ガス ＲＦパワー…２００Ｗ／（径４インチのターゲット当
たり） スパッタリング時間…２時間
件 使用した装置…ＲＦマグネトロンスパッタ装置 使用したターゲット…Ｐｂ（Ｔｉ0.30Ｚｒ0.70）Ｏ3
の組成を有するもの。 この組成のチタン酸ジルコン酸鉛は、菱面体晶系に属
し、分極容易軸は（１１１）方向である。 基板温度…５５０℃ スパッタリング・ガス圧…２０ｍＴｏｒｒ スパッタリングガス…Ａｒ及びＯ2 を容量比で９０対
１０の割合で含有する混合ガス ＲＦパワー…２００Ｗ／（径４インチのターゲット当
たり） スパッタリング時間…２時間
【００１４】さらに、上記のようにして形成された強誘
電体薄膜４上に第２の薄膜電極５を電気的特性を評価す
るために、例えば第１の薄膜電極３を形成する条件のう
ち温度を室温にする以外は同じにして形成し、実施例１
の強誘電体薄膜素子とした。また、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金薄膜よりなる電極に代えて、Ｎｉを９１重量％、Ａ
ｌを４．５重量％及びＦｅ等のその他の微量元素を４．
５重量％含有するターゲットを用いてＮｉ−Ａｌ系薄膜
電極を形成したことを除いては、実施例１と同様にして
強誘電体薄膜素子を作製し、実施例２とした。
電体薄膜４上に第２の薄膜電極５を電気的特性を評価す
るために、例えば第１の薄膜電極３を形成する条件のう
ち温度を室温にする以外は同じにして形成し、実施例１
の強誘電体薄膜素子とした。また、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金薄膜よりなる電極に代えて、Ｎｉを９１重量％、Ａ
ｌを４．５重量％及びＦｅ等のその他の微量元素を４．
５重量％含有するターゲットを用いてＮｉ−Ａｌ系薄膜
電極を形成したことを除いては、実施例１と同様にして
強誘電体薄膜素子を作製し、実施例２とした。
【００１５】比較のために、上記Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金薄膜に代えて、特開昭６２−１６２３６９号に開示さ
れている方法に従って上記と同一の膜厚のＰｔ薄膜電極
を形成し、上記実施例と同一条件でＰｂ（Ｔｉ0.30Ｚｒ
0.70）Ｏ3 薄膜を形成してなる強誘電体薄膜素子を作製
した。
金薄膜に代えて、特開昭６２−１６２３６９号に開示さ
れている方法に従って上記と同一の膜厚のＰｔ薄膜電極
を形成し、上記実施例と同一条件でＰｂ（Ｔｉ0.30Ｚｒ
0.70）Ｏ3 薄膜を形成してなる強誘電体薄膜素子を作製
した。
【００１６】上記のようにして得られた実施例１，２の
強誘電体薄膜素子と、Ｐｔよりなる薄膜電極を用いた比
較例の強誘電体薄膜素子について、ペロブスカイト相の
生成率、残留分極Ｐｒ、抗電界Ｅｃ及び分極反転に伴う
残留分極（Ｐｒ）の劣化度を測定した。
強誘電体薄膜素子と、Ｐｔよりなる薄膜電極を用いた比
較例の強誘電体薄膜素子について、ペロブスカイト相の
生成率、残留分極Ｐｒ、抗電界Ｅｃ及び分極反転に伴う
残留分極（Ｐｒ）の劣化度を測定した。
【００１７】ペロブスカイト相の生成率についてはＸ線
回折分析図のパイクロアとペロブスカイトの最強線の比
を示したものである。また、残留分極Ｐｒ及び抗電界Ｅ
ｃについてはＤ−Ｅ履歴（ヒステリシス）曲線を観測す
るためソーヤ・タウワ回路にて測定した。さらに、分極
反転に伴う残留分極（Ｐｒ）の劣化度は、チタン酸ジル
コン酸鉛系強誘電体薄膜の膜厚を０．５μｍとし、±４
０ｋＶ／ｃｍのパルスを１０9 回印加し、残留分極Ｐｒ
の初期値に対する変化率（％）を示したものである。上
記ペロブスカイト相の生成率、残留分極Ｐｒ、抗電界Ｅ
ｃ及び分極反転に伴う残留分極（Ｐｒ）の劣化度につい
ての測定結果を、下記の表１に示す。
回折分析図のパイクロアとペロブスカイトの最強線の比
を示したものである。また、残留分極Ｐｒ及び抗電界Ｅ
ｃについてはＤ−Ｅ履歴（ヒステリシス）曲線を観測す
るためソーヤ・タウワ回路にて測定した。さらに、分極
反転に伴う残留分極（Ｐｒ）の劣化度は、チタン酸ジル
コン酸鉛系強誘電体薄膜の膜厚を０．５μｍとし、±４
０ｋＶ／ｃｍのパルスを１０9 回印加し、残留分極Ｐｒ
の初期値に対する変化率（％）を示したものである。上
記ペロブスカイト相の生成率、残留分極Ｐｒ、抗電界Ｅ
ｃ及び分極反転に伴う残留分極（Ｐｒ）の劣化度につい
ての測定結果を、下記の表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から明らかなように、実施例１，２の
強誘電体薄膜素子では、残留分極が比較例の強誘電体薄
膜素子に比べて非常に大きく、かつ抗電界については比
較例の強誘電体薄膜素子に比べて非常に小さかった。従
って、強誘電体薄膜の下地に形成される電極としてＮｉ
−Ｃｒ−Ａｌ系またはＮｉ−Ａｌ合金系薄膜を用いるこ
とにより、強誘電性に優れた（１１１）方向に配向され
たチタン酸ジルコン酸鉛系強誘電体薄膜を形成し得るこ
とがわかる。なお、上記実施例では、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ
系合金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜を形成する下地
の基板材料として、（１００）ＭｇＯ単結晶基板を用い
たが、本発明の強誘電体薄膜素子では、（１００）Ｓｉ
基板やこの基板表面を酸化処理したもの、Ｒ面またはＣ
面のサファイヤ単結晶基板を用いることも可能である。
強誘電体薄膜素子では、残留分極が比較例の強誘電体薄
膜素子に比べて非常に大きく、かつ抗電界については比
較例の強誘電体薄膜素子に比べて非常に小さかった。従
って、強誘電体薄膜の下地に形成される電極としてＮｉ
−Ｃｒ−Ａｌ系またはＮｉ−Ａｌ合金系薄膜を用いるこ
とにより、強誘電性に優れた（１１１）方向に配向され
たチタン酸ジルコン酸鉛系強誘電体薄膜を形成し得るこ
とがわかる。なお、上記実施例では、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ
系合金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜を形成する下地
の基板材料として、（１００）ＭｇＯ単結晶基板を用い
たが、本発明の強誘電体薄膜素子では、（１００）Ｓｉ
基板やこの基板表面を酸化処理したもの、Ｒ面またはＣ
面のサファイヤ単結晶基板を用いることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜よりなる電極上に、
分極容易軸が（１１１）方向である強誘電体材料からな
り、結晶方向が（１１１）方向に配向された強誘電体薄
膜が形成されているため、該強誘電体薄膜の強誘電性が
Ｐｔを電極とした場合に比べて飛躍的に高められてい
る。さらに、第１の薄膜電極と強誘電体薄膜との密着性
やペロブスカイト相の生成率を向上させることができ
る。従って、（１１１）方向に配向された強誘電体薄膜
を用いた本発明の強誘電体薄膜素子は、種々の強誘電体
薄膜素子の用途に好適に用いることができる。例えば、
焦電センサーに応用した場合には、焦電係数を大幅に高
めることができ、不揮発性メモリに応用した場合には、
比較的小さい電圧、例えばＩＣ駆動電圧で駆動すること
ができる。
金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜よりなる電極上に、
分極容易軸が（１１１）方向である強誘電体材料からな
り、結晶方向が（１１１）方向に配向された強誘電体薄
膜が形成されているため、該強誘電体薄膜の強誘電性が
Ｐｔを電極とした場合に比べて飛躍的に高められてい
る。さらに、第１の薄膜電極と強誘電体薄膜との密着性
やペロブスカイト相の生成率を向上させることができ
る。従って、（１１１）方向に配向された強誘電体薄膜
を用いた本発明の強誘電体薄膜素子は、種々の強誘電体
薄膜素子の用途に好適に用いることができる。例えば、
焦電センサーに応用した場合には、焦電係数を大幅に高
めることができ、不揮発性メモリに応用した場合には、
比較的小さい電圧、例えばＩＣ駆動電圧で駆動すること
ができる。
【図１】実施例１で作製された強誘電体薄膜素子を示す
断面図。
断面図。
１…強誘電体薄膜素子 ２…基板 ３…第１の薄膜電極 ４…強誘電体薄膜 ５…第２の薄膜電極
Claims (2)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に形成されており、かつＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金薄膜またはＮｉ−Ａｌ系合金薄膜からなる電極と、 前記電極上に形成されており、結晶方向が（１１１）方
向に配向された強誘電体薄膜とを備え、 前記強誘電体薄膜が、（１１１）方向に分極容易軸を有
する組成の強誘電体材料で構成されている、強誘電体薄
膜素子。 - 【請求項２】前記強誘電体材料が、チタン酸ジルコン酸
鉛系強誘電体セラミックスの菱面体晶系の組成を有す
る、請求項１に記載の強誘電体薄膜素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035243A JPH05235416A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 強誘電体薄膜素子 |
| US08/020,555 US5331187A (en) | 1992-02-21 | 1993-02-22 | Ferroelectric thin film element with (III) orientation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035243A JPH05235416A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 強誘電体薄膜素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235416A true JPH05235416A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12436399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035243A Pending JPH05235416A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 強誘電体薄膜素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5331187A (ja) |
| JP (1) | JPH05235416A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69431971T2 (de) * | 1993-03-25 | 2003-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dünnschichtkondensator und Herstellungsverfahren |
| JP2924574B2 (ja) * | 1993-05-31 | 1999-07-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 配向性強誘電体薄膜素子 |
| US5524092A (en) * | 1995-02-17 | 1996-06-04 | Park; Jea K. | Multilayered ferroelectric-semiconductor memory-device |
| JPH09115829A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム配線部を有する半導体装置およびその製造方法 |
| JP3258899B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2002-02-18 | シャープ株式会社 | 強誘電体薄膜素子、それを用いた半導体装置、及び強誘電体薄膜素子の製造方法 |
| US5838034A (en) | 1996-12-10 | 1998-11-17 | National Science Council | Infrared optical bulk channel field effect transistor for greater effectiveness |
| US6025205A (en) * | 1997-01-07 | 2000-02-15 | Tong Yang Cement Corporation | Apparatus and methods of forming preferred orientation-controlled platinum films using nitrogen |
| US6054331A (en) * | 1997-01-15 | 2000-04-25 | Tong Yang Cement Corporation | Apparatus and methods of depositing a platinum film with anti-oxidizing function over a substrate |
| US6498097B1 (en) | 1997-05-06 | 2002-12-24 | Tong Yang Cement Corporation | Apparatus and method of forming preferred orientation-controlled platinum film using oxygen |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3586415A (en) * | 1968-03-30 | 1971-06-22 | Hitachi Ltd | Light modulator element |
| US4888630A (en) * | 1988-03-21 | 1989-12-19 | Texas Instruments Incorporated | Floating-gate transistor with a non-linear intergate dielectric |
| JP2573384B2 (ja) * | 1990-01-24 | 1997-01-22 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置とその製造方法 |
| JP2847680B2 (ja) * | 1990-03-26 | 1999-01-20 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品及びその製造方法 |
| US5189594A (en) * | 1991-09-20 | 1993-02-23 | Rohm Co., Ltd. | Capacitor in a semiconductor integrated circuit and non-volatile memory using same |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4035243A patent/JPH05235416A/ja active Pending
-
1993
- 1993-02-22 US US08/020,555 patent/US5331187A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5331187A (en) | 1994-07-19 |
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