JPH06350029A - 微小電子回路構造とその製法 - Google Patents

微小電子回路構造とその製法

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JPH06350029A
JPH06350029A JP6060932A JP6093294A JPH06350029A JP H06350029 A JPH06350029 A JP H06350029A JP 6060932 A JP6060932 A JP 6060932A JP 6093294 A JP6093294 A JP 6093294A JP H06350029 A JPH06350029 A JP H06350029A
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JP6060932A
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Scott R Summerfelt
アール．サマーフェルト スコット
Howard R Beratan
アール．ベラタン ハワード
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】薄膜容量素子の洩れ電流密度を小さくする。 【構成】第１の中位の誘電率を持つ第１の洩れ電流密度
を有する材料（例えばチタン酸ストロンチウム３２）の
第１の薄い誘電体バッファ層と、この層に重なる第２の
洩れ電流密度を持つ材料（例えばチタン酸バリウム・ス
トロンチウム３４）の高い誘電率の層と、この高い誘電
率の層に重なる第２の中位の誘電率を持つ第３の洩れ電
流密度を有する材料（例えばチタン酸ストロンチウム３
６）の第２の薄い誘電体バッファ層とで構成され、第１
及び第３の洩れ電流密度を持つ材料は第２の洩れ電流密
度を持つ材料よりも洩れ電流密度が実質的に小さい。第
１及び第２の薄い中位の誘電率を持つバッファ層（例え
ばチタン酸ストロンチウム３２，３６）が、構造の洩れ
電流密度を実質的に制限し、構造に考えられる誘電率の
低下は、一般的に構造の洩れ電流が減少することによっ
て補償される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は全般的に、キャパシタを
作る時の様に、誘電率の高い材料に対する電極界面を改
善することに関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】この発明の範囲を制限するつも
りはないが、この発明の背景を、一例として、誘電率の
高い材料に電気接続部を形成する現在の方法に関連して
説明する。
【０００３】集積回路（例えばＤＲＡＭ）の密度上昇が
キャパシタの様な電気装置に使われる誘電率の高い材料
に対する要求を強めている。単位面積当たりの静電容量
を一層大きくする為に一般的に利用されている現在の方
法は、ＳｉＯ2 又はＳｉＯ2／Ｓｉ3 Ｎ4 を誘電体とし
て使って、トレンチ形キャパシタ及び積重ねキャパシタ
に於ける様に、地形を増大することによって、単位面積
当たりの表面積を増加することである。この方式は、２
５６ Ｍビット及び１ ＧビットのＤＲＡＭの様な装置
の作りやすさの点で、非常に困難になる。
【０００４】別の方式は、誘電率の高い誘電体材料を使
うことである。多くの灰チタン石、強誘電体又は（Ｂ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）の様な高い誘電率（以下
これをＨＤＣと省略する）酸化物は、標準的なＳｉＯ2
−Ｓｉ3 Ｎ4 −ＳｉＯ2 キャパシタよりも静電容量の密
度がずっと大きいのが普通である。ＨＤＣ材料に対する
電極として、ＲｕＯ2 及びＰｔの様な多くの異なる材料
が提案されている。電子装置で役に立つ為には、電極／
ＨＤＣ材料の界面は一般的に良好な全体的な電気特性を
持つ接続部を形成すべきである。
【０００５】
【課題を解決する為の手段及び作用】この明細書で云う
中位の誘電率（以下これをＭＤＣと省略する）とは、約
１５０より大きい誘電率を持つことを意味する。ＨＤＣ
材料（即ち、約３００より大きい誘電率を持つ材料）
は、キャパシタの様な多くの電気装置を製造するのに役
に立つ。多くの薄膜（一般的に５ μｍ未満）の用途で
は、単位面積当たりの大きい静電容量の他に、洩れ電流
密度が小さいことを必要とするので、洩れ電流を減少す
るが、静電容量を実質的に劣化させない方法を見つける
ことが重要である。洩れ電流は、厚さ、微小構造、電
極、電極の形状及び組成の様な多くの変数の影響を受け
る。特に、洩れ電流はショットキー障壁によって制御さ
れると思われる。例えば、ＲｕＯ2 電極を用いるチタン
酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）の洩れ電流は、Ｐｔ電極を
用いたＰＺＴの洩れ電流より何桁も大きい。Ｐｔ電極を
用いた場合の洩れ電流が小さくなることは、仕事関数が
一層大きいことによるものと思われる。
【０００６】洩れ電流を制御する１つの方法は、電極／
誘電体界面に於ける材料を制御することである。一般的
にＭＤＣ材料（例えばＳｒＴｉＯ3 （ＳＴ））は、同じ
厚さ及び電極を持つＨＤＣ材料（例えばＢＳＴ）よりも
洩れ電流密度が一層小さい（そして誘電率も一層小さ
い）。相対的に誘電率が一層高いＨＤＣ材料をＭＤＣ材
料の薄層で取り囲むことにより、一般的に洩れ電流が一
層小さい構造になり、然も誘電率の劣化は比較的小さ
い。電極界面に於けるＭＤＣ材料の薄層が略同じ効果を
持つ。
【０００７】ここで説明する構造は、一般的にＨＤＣ材
料の高い誘電率が得られると共に、誘電体が全部ＨＤＣ
材料である構造に比べた時、洩れ電流が相対的に一層少
ない。この発明の一実施例は、第１の中位の誘電率を持
つ第１の洩れ電流密度を有する材料の第１の薄い誘電体
バッファ層と、この第１の薄い誘電体バッファ層に重な
る第２の洩れ電流密度を持つ材料の高い誘電率の層と、
この高い誘電率の層に重なる第２の中位の誘電率を持つ
第３の洩れ電流密度を持つ材料の第２の薄い誘電体バッ
ファ層とを有し、第１及び第３の洩れ電流密度を持つ材
料は、第２の洩れ電流密度を持つ材料よりも洩れ電流密
度が実質的に小さい。第１及び第２の薄い誘電体バッフ
ァ層が、構造の洩れ電流密度を実質的に制限し、構造の
誘電率の劣化は控え目なものに抑える。この発明の実施
例を形成する方法は、第１の中位の誘電率を持つ第１の
洩れ電流密度を有する材料の第１の薄い誘電体バッファ
層を形成し、この第１の薄い誘電体バッファ層の上に第
２の洩れ電流密度を持つ材料の高い誘電率の層を形成
し、この高い誘電率の層の上に第２の中位の誘電率を持
つ第３の洩れ電流密度を持つ材料の第２の薄い誘電体バ
ッファ層を形成する工程を含み、第１及び第３の洩れ電
流密度を持つ材料は第２の洩れ電流密度を持つ材料より
も洩れ電流密度が実質的に小さい。
【０００８】これは、薄膜強誘電体又は高い誘電率を持
つ酸化物構造の洩れ電流を減らす為に洩れ電流密度の小
さいＭＤＣ材料の薄い誘電体障壁層を使った最初の薄膜
構造であると思われる。一般的に、構造の誘電率を、単
独で使った時のＨＤＣ材料の誘電率の５０％以内（好ま
しくは９０％以内、そして更に好ましくは９５％以内）
に保つ為に、ＨＤＣ材料の厚さに対する洩れ電流密度の
小さいＭＤＣ材料の厚さの比を最小限に抑えることが望
ましい。この明細書で、誘電体障壁層に関連して云う
「薄い」と云う言葉は、高い誘電率の材料の厚さの１／
１０未満（好ましくは１／２０未満、更に好ましくは１
／５０未満）を意味する。この明細書で誘電体バッファ
層の洩れ電流密度について云う「小さい」及び「一層小
さい」と云う言葉は、同じ厚さ、電極等を持つＨＤＣ材
料の層の洩れ電流密度より実質的に小さい（好ましくは
１／５未満、更に好ましくは１／１０未満）であること
を意味する。構造の誘電率が当然小さくなることは、構
造の洩れ電流が減少することによって一般的に補償され
る。追加の層は一般的に現存の方法の若干の変更しか必
要としない。これは、中位の誘電率を持つ材料に対し
て、高い誘電率を持つ酸化物に対して使われているのと
同じ方法を一般的に使うことができるからである。こう
云う構造は、多層キャパシタ、並びに、ピロ電気材料、
非揮発性メモリ、薄膜圧電及び薄膜電気光学酸化物の様
なこの他の薄膜強誘電性装置にも使うことができる。
【０００９】この発明に特有と考えられる新規な特徴は
特許請求の範囲に記載してあるが、この発明自体並びに
その他の特徴及び利点は、以下図面について詳しく説明
する所から最もよく理解されよう。
【００１０】
【実施例】図１−３には、この発明の好ましい実施例と
して、２つの洩れ電流密度の小さいＭＤＣ材料の間に挟
まれた高い誘電率を持つ材料を形成する方法が示されて
いる。図１は、白金電極３０の表面の上にデポジットさ
れた薄いチタン酸ストロンチウム層３２を示す。図２
は、チタン酸ストロンチウム層３２の上にデポジットさ
れたチタン酸バリウム・ストロンチウム層３４を示す。
図３は、チタン酸バリウム・ストロンチウム層３４の上
にデポジットされたチタン酸ストロンチウムの第２の薄
い層３６を示す。一般的にＳＴ薄膜は、同じ厚さ及び電
極を持つＢＳＴ被膜よりも洩れ電流が一層小さく、この
為、ＢＳＴ層３４を薄いＳＴ層３２，３４の間に挟むこ
とにより、洩れ電流が一層小さいが、誘電率の劣化が比
較的少ない構造になるはずである。一例として云うと、
２Ｖに於ける厚さ５３nmのＳＴ被膜の洩れ電流は１０-8
Ａ／cm2 であるが、２Ｖに於ける７０nmの厚さのＢＳＴ
被膜の洩れ電流は１０-7Ａ／cm2 である。下記の表１
は、ＳＴ ３２，３６の相異なる厚さ、並びにＢＳＴ
３４の誘電率の相異なる値に対する構造の実効誘電率の
幾つかの例を示す。誘電体が全部ＨＤＣ材料である構造
の誘電率に比べた構造の誘電率の百分率で表わした劣化
も示されている。表１は、合計の厚さを１００nmとし、
ＳＴ層３２，３６に対して夫々２，５及び１０nmの厚さ
を想定し、ＳＴ３２及び３６に２３０の誘電率を想定
し、ＢＳＴ ３６に３００，５００及び７００の誘電率
を想定している。静電容量に対する標準的な式を使っ
て、表１に示す値を導出した。
【００１１】
【表１】 予想される様に、ＳＴ ３２及び３６の層を一層厚手に
すると共に、ＢＳＴ３４の誘電率が一層大きくなると、
実効誘電率に目立った劣化が生じる。厚さ１００nmのＢ
ＳＴ被膜に対して達成されたことがこれ迄に知られてい
る最高の誘電率は、現在約４６０である。薄膜効果によ
り、薄膜内にある材料の誘電率は、バルクの材料の誘電
率よりも一般的に実質的に小さい（典形的には１桁以上
小さい）。将来の研究によって、ＢＳＴ被膜に対して一
層大きい誘電率が得られるであろうが、ＰＺＴ被膜は一
般的に更に高い誘電率を持つことが知られている。前に
示した表１は、７００の誘電率を持つＢＳＴ層との各々
の界面に厚さ２nmのＳＴ層を用いると、実効誘電率、又
はそれと同等であるが、単位面積当たりの静電容量に、
約７．６％の劣化しか生じないことを示している。誘電
率は一層小さくなるとしても控え目にすぎないが、洩れ
電流は実質的に小さくなる。
【００１２】追加のＳＴ層３２，３６は余分の処理を殆
ど必要としない。ＳＴ層３２，３６及びＢＳＴ層３４の
デポジッションは、略同じプロセスを用いて実施するこ
とができる。ＣＶＤの場合、ＳＴ層３２，３６のデポジ
ッションはＢＳＴ層３４よりも一層容易であり、何等余
分の金属有機源を必要としない。スパッタリングによっ
てデポジッションを行なう場合、ＳＴ ３２及び３６及
びＢＳＴ ３４のデポジッションは、追加の１つのスパ
ッタリング用のターゲットを用いて、同じ室内で実施す
ることができる。ＳＴ ３２及び３６、及びＢＳＴ ３
４が化学的に略同様であるから、ＢＳＴ ３４をエッチ
ングするのと略同じプロセスを用いて、ＳＴ ３２及び
３６をエッチングすることが一般的に可能である。
【００１３】別の実施例として、図４はチタン酸ストロ
ンチウムの薄膜３８によって囲まれたＢＳＴ層３４を示
している。これは、図１−３に示す電極界面で形成され
るのとは対称的に、ＢＳＴ ３４を取り囲む様な形でＳ
Ｔ ３８を形成することができることを例示するのに役
立つ。
【００１４】更に別の実施例として、図５は、シリコン
基板４０の上に形成された微小電子回路キャパシタを示
している。Ｐｔ下側電極３０、薄いＳＴ層３２，３６、
及びＢＳＴ層３４は、図３に述べたものと略同じであ
る。ＴｉＮ上側電極４６が上側ＳＴ層３６に重なること
が示されており、ＴｉＮ導電栓４４がＳｉＯ2 絶縁層４
２を介してＰＴ下側電極３０と電気接続することが示さ
れている。
【００１５】下記の表２は若干の実施例をまとめたもの
である。
【表２】
【表３】
【００１６】若干の好ましい実施例を上に詳しく説明し
た。この発明の範囲には、上に述べたものとは異なる
が、特許請求の範囲内に含まれる実施例も入ることを承
知されたい。説明した構造について云うと、こう云う構
造に対する電気接続部はオーミック、整流形、容量形、
直接又は間接形、介在する回路を介して又はその他の方
法であってよい。シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウ
ム又はその他の電子材料系統に個別部品として又は完全
な集積回路として実施することが考えられる。一般的
に、好ましい例又は特定の例がその他の代わりの例より
も好ましい。
【００１７】この発明を実施例について説明したが、こ
の説明はこの発明を制約するものと解してはならない。
当業者には、以上の説明から、図示の実施例の種々の変
更と組合せ並びにこの発明のその他の実施例が容易に考
えられよう。従って、特許請求の範囲はこの様な変更又
は実施例を包括するものであることを承知されたい。
【００１８】以上の説明に関連して、この発明は更に下
記の実施態様を有する。 （１）第１の中位の誘電率を持つ第１の洩れ電流密度を
持つ材料の第１の薄い誘電体バッファ層を形成し、該第
１の薄い誘電体バッファ層の上に第２の洩れ電流密度を
持つ材料の高い誘電率の層を形成し、該高い誘電率の層
の上に第２の中位の誘電率を持つ第３の洩れ電流密度を
持つ材料の第２の薄い誘電体バッファ層を形成する工程
を含み、前記第１及び第３の洩れ電流密度を持つ材料は
前記第２の洩れ電流密度を持つ材料よりも洩れ電流密度
が実質的に低く、この為、前記第１及び第２の薄い誘電
体バッファ層が構造の洩れ電流密度を実質的に制限し
て、構造の誘電率の劣化を控え目に抑えた微小電子回路
構造を形成する方法。
【００１９】（２）（１）項に記載した方法に於て、第
１及び第２の薄い誘電体バッファ層が略同様な組成を有
する方法。
【００２０】（３）（１）項に記載した方法に於て、第
１及び第２の薄い誘電体バッファ層が高い誘電率を持つ
材料の層を完全に取り囲んでいる方法。
【００２１】（４）（１）項に記載した方法に於て、導
電層の上に第１の薄い誘電体バッファ層を形成する工程
を含む方法。
【００２２】（５）（４）項に記載した方法に於て、導
電層が、白金、パラジウム、ロジウム、金、イリジウ
ム、銀、窒化チタン、窒化錫、窒化ルテニウム、窒化ジ
ルコニウム、二酸化ルテニウム、酸化錫、一酸化チタン
及びその組合せからなる群から選ばれる方法。
【００２３】（６）（１）項に記載した方法に於て、第
２の薄い誘電体バッファ層の上に導電層を形成する工程
を含む方法。
【００２４】（７）（６）項に記載した方法に於て、導
電層が、白金、パラジウム、ロジウム、金、イリジウ
ム、銀、窒化チタン、窒化錫、窒化ルテニウム、窒化ジ
ルコニウム、二酸化ルテニウム、酸化錫、一酸化チタ
ン、珪化チタン、アルミニウム及びその組合せからなる
群から選ばれる方法。
【００２５】（８）（１）項に記載した方法に於て、第
１の薄い誘電体バッファ層が、灰チタン石、強誘電体、
高い誘電率の酸化物、アクセプタでドープされた灰チタ
ン石、アクセプタでドープされた強誘電体、アクセプタ
でドープされた高い誘電率を持つ酸化物、ドナーでドー
プされた灰チタン石、ドナーでドープされた強誘電体、
ドナーでドープされた高い誘電率を持つ酸化物及びその
組合せからなる群から選ばれる方法。
【００２６】（９）（１）項に記載した方法に於て、第
１の薄い誘電体バッファ層が、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｎａ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃ
ａ）でドープされた（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｌａ，Ｎｂ，Ｆ）でドープされた
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 及びそ
の組合せからなる群から選ばれる方法。
【００２７】（１０）（１）項に記載した方法に於て、
第１の薄い誘電体バッファ層が、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｋ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｍｇ）でドープされた（Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｃｌ，
Ｖ，Ｍｏ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔａ，Ｗ）でドープされた（Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 及びその組
合せからなる群から選ばれる方法。
【００２８】（１１）（１）項に記載した方法に於て、
第２の薄い誘電体バッファ層が、灰チタン石、強誘電
体、高い誘電率を持つ酸化物、アクセプタでドープされ
た灰チタン石、アクセプタでドープされた強誘電体、ア
クセプタでドープされた高い誘電率を持つ酸化物、ドナ
ーでドープされた灰チタン石、ドナーでドープされた強
誘電体、ドナーでドープされた高い誘電率を持つ酸化物
及びその組合せからなる群から選ばれる方法。
【００２９】（１２）（１）項に記載した方法に於て、
第２の薄い誘電体バッファ層が、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｎａ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃ
ａ）でドープされた（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｌａ，Ｎｂ，Ｆ）でドープされた
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 及びそ
の組合せからなる群から選ばれた方法。
【００３０】（１３）（１）項に記載した方法に於て、
第２の薄い誘電体バッファ層が、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｋ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｍｇ）でドープされた（Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 、（Ｃｌ，
Ｖ，Ｍｏ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔａ，Ｗ）でドープされた（Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇ）（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）Ｏ3 及びその組
合せからなる群から選ばれた方法。
【００３１】（１４）（１）項に記載した方法に於て、
高い誘電率の層が灰チタン石、強誘電体、高い誘電率を
持つ酸化物、アクセプタでドープされた灰チタン石、ア
クセプタでドープされた強誘電体、アクセプタでドープ
された高い誘電率を持つ酸化物、ドナーでドープされた
灰チタン石、ドナーでドープされた強誘電体、ドナーで
ドープされた高い誘電率を持つ酸化物及びその組合せか
らなる群から選ばれた方法。
【００３２】（１５）（１）項に記載した方法に於て、
高い誘電率の層が、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｌａ）（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ3 、チタン酸ビスマス、タンタル酸カリウ
ム、ニオブ酸鉛、ニオブ酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、
ニオブ酸鉛マグネシウム及びその組合せからなる群から
選ばれた方法。
【００３３】（１６）（１）項に記載した方法に於て、
高い誘電率の層が、Ｎａ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｌａ，Ｎ
ｂ，Ｆ，Ｋ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｌ
ｉ，Ｍｇ，Ｃｌ，Ｖ，Ｍｏ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，
Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔａ，Ｗ及びそ
の組合せからなる群から選ばれた材料でドープされてい
る方法。
【００３４】（１７）微小電子回路キャパシタを形成す
る方法に於て、第１の導電電極を形成し、該第１の導電
電極の上に第１の薄いチタン酸ストロンチウム層を形成
し、該第１の薄いチタン酸ストロンチウム層の上にチタ
ン酸バリウム・ストロンチウム層を形成し、該チタン酸
バリウム・ストロンチウム層の上に第２の薄いチタン酸
ストロンチウム層を形成し、該第２の薄いチタン酸スト
ロンチウム層の上に第２の導電電極を形成する工程を含
む方法。
【００３５】（１８）第１の中位の誘電率を持つ第１の
洩れ電流密度を有する材料の第１の薄い誘電体バッファ
層と、該第１の薄い誘電体バッファ層に重なる第２の洩
れ電流密度を持つ高い誘電率の層と、該高い誘電率の層
に重なる第２の中位の誘電率を持つ第３の洩れ電流密度
を持つ材料の第２の薄い誘電体バッファ層とを有し、前
記第１及び第３の洩れ電流密度を持つ材料は前記第２の
洩れ電流密度を持つ材料よりも洩れ電流密度が実質的に
低く、この為前記第１及び第２の薄い誘電体バッファ層
が構造の洩れ電流密度を実質的に制限して、構造の誘電
率の劣化を控え目なものに抑えた微小電子回路構造。
【００３６】（１９）（１８）項に記載した微小電子回
路構造に於て、第１及び第２の薄い誘電体バッファ層が
略同じ組成を持つ微小電子回路構造。
【００３７】（２０）（１８）項に記載した微小電子回
路構造に於て、第１及び第２の薄い誘電体バッファ層が
高い誘電率を持つ材料の層を完全に取り囲んでいる微小
電子回路構造。
【００３８】（２１）この発明の好ましい実施例は、第
１の中位の誘電率を持つ第１の洩れ電流密度を有する材
料（例えばチタン酸ストロンチウム３２）の第１の薄い
誘電体バッファ層と、この第１の薄い誘電体バッファ層
に重なる第２の洩れ電流密度を持つ材料（例えばチタン
酸バリウム・ストロンチウム３４）の高い誘電率の層
と、この高い誘電率の層に重なる第２の中位の誘電率を
持つ第３の洩れ電流密度を有する材料（例えばチタン酸
ストロンチウム３６）の第２の薄い誘電体バッファ層と
で構成され、第１及び第３の洩れ電流密度を持つ材料は
第２の洩れ電流密度を持つ材料よりも洩れ電流密度が実
質的に小さい。第１及び第２の薄い中位の誘電率を持つ
バッファ層（例えばチタン酸ストロンチウム３２，３
６）が、構造の洩れ電流密度を実質的に制限し、構造の
誘電率の劣化は控え目にしか生じない。構造に考えられ
る誘電率の低下は、一般的に構造の洩れ電流が減少する
ことによって補償される。追加の層は、現存のプロセス
の僅かな変更しか一般的に必要としない。これは、高い
誘電率の酸化物に対して使われているのと同じプロセス
を、洩れ電流密度の小さい誘電体に対しても一般的に使
うことができるからである。こう云う構造は多層キャパ
シタ、並びに、ピロ電気材料、非揮発性メモリ、薄膜圧
電及び薄膜電気光学酸化物の様なこの他の薄膜強誘電性
装置にも使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高い誘電率を持つ材料に対する洩れ電流が比較
的小さい界面を作る方法を示す断面図。
【図２】高い誘電率を持つ材料に対する洩れ電流が比較
的小さい界面を作る方法を示す断面図。
【図３】高い誘電率を持つ材料に対する洩れ電流が比較
的小さい界面を作る方法を示す断面図。
【図４】ＭＤＣ材料によって取り囲まれたＨＤＣ材料の
断面図。
【図５】半導体基板の表面の上に形成された洩れ電流が
比較的小さいＨＤＣキャパシタの断面図。
【符号の説明】
３０ 白金電極 ３２，３６ 薄いチタン酸ストロンチウム層 ３４ チタン酸バリウム・ストロンチウム層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の中位の誘電率を持つ第１の洩れ電
    流密度を持つ材料の第１の薄い誘電体バッファ層を形成
    し、該第１の薄い誘電体バッファ層の上に第２の洩れ電
    流密度を持つ材料の高い誘電率の層を形成し、該高い誘
    電率の層の上に第２の中位の誘電率を持つ第３の洩れ電
    流密度を持つ材料の第２の薄い誘電体バッファ層を形成
    する工程を含み、前記第１及び第３の洩れ電流密度を持
    つ材料は前記第２の洩れ電流密度を持つ材料よりも洩れ
    電流密度が実質的に低く、この為、前記第１及び第２の
    薄い誘電体バッファ層が構造の洩れ電流密度を実質的に
    制限して、構造の誘電率の劣化を控え目に抑えた微小電
    子回路構造を形成する方法。
  2. 【請求項２】 第１の中位の誘電率を持つ第１の洩れ電
    流密度を有する材料の第１の薄い誘電体バッファ層と、
    該第１の薄い誘電体バッファ層に重なる第２の洩れ電流
    密度を持つ高い誘電率の層と、該高い誘電率の層に重な
    る第２の中位の誘電率を持つ第３の洩れ電流密度を持つ
    材料の第２の薄い誘電体バッファ層とを有し、前記第１
    及び第３の洩れ電流密度を持つ材料は前記第２の洩れ電
    流密度を持つ材料よりも洩れ電流密度が実質的に低く、
    この為前記第１及び第２の薄い誘電体バッファ層が構造
    の洩れ電流密度を実質的に制限して、構造の誘電率の劣
    化を控え目なものに抑えた微小電子回路構造。
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