JPH08264721A - Dielectric capacitor - Google Patents

Dielectric capacitor

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Publication number
JPH08264721A
JPH08264721A JP6998095A JP6998095A JPH08264721A JP H08264721 A JPH08264721 A JP H08264721A JP 6998095 A JP6998095 A JP 6998095A JP 6998095 A JP6998095 A JP 6998095A JP H08264721 A JPH08264721 A JP H08264721A
Authority
JP
Japan
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layer
electrode
capacitor
ferroelectric
film
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Withdrawn
Application number
JP6998095A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakano
洋 中野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08264721A publication Critical patent/JPH08264721A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To utilize the frequency characteristics specific to a dielectric material effectively. CONSTITUTION: The dielectric capacitor comprises a substrate 31, a lower electrode 32, a first layer 33a forming a part of ferroelectric layer, a first intermediate electrode 34a, a second layer 33b forming a part of the ferroelectric layer, a second intermediate electrode 34b, a third layer 33c forming a part of the ferroelectric layer, a third intermediate electrode 34c, a fourth layer 33d forming a part of the ferroelectric layer, and an upper electrode 35, wherein a first contact hole 36a is made through the first layer, the first intermediate electrode and the second layer and a first conductor 38a is provided in the contact hole through an insulation layer. A second contact hole 36b is made through the second layer, the second intermediate electrode and the third layer and a second conductor 38b is provided in the contact hole through an insulation layer. Similarly, a third contact hole 36c is made through the third layer, the third intermediate electrode and the fourth layer and a third conductor 38c is provided in the contact hole through an insulation layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体キャパシタに関
する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a dielectric capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体メモリ用のキャパシタとし
て強誘電体キャパシタを成形する研究が盛んに行われて
いる。また、DRAMのサイズ縮小を目的として、キャ
パシタ材料の高誘電率化が盛んに行われてきている。こ
のため、現在では半導体基板上にMOSトランジスタ等
と半導体素子と強誘電体キャパシタをモノシリックで製
造する技術が確立されつつある。
2. Description of the Related Art Conventionally, much research has been conducted on forming a ferroelectric capacitor as a capacitor for a semiconductor memory. Further, for the purpose of reducing the size of the DRAM, the dielectric constant of the capacitor material has been actively increased. Therefore, at present, a technique for monolithically manufacturing a MOS transistor, a semiconductor element, and a ferroelectric capacitor on a semiconductor substrate is being established.

【0003】一方で、電子機器の小型化,多機能化に伴
ない、IC,LSI等の半導体素子が広く用いられるよ
うになり、機器外部より電源線,信号線を伝導又は空中
を伝搬して侵入してくるノイズ,サージ及び人体に帯電
する静電気等により機器が誤動作したり半導体素子が破
壊する等のトラブルが発生した。その一つの対策として
各IC,LSIの電源ラインにバイパスコンデンサを用
いている。このバイパスコンデンサとして強誘電体材料
がキャパシタを利用しようとする研究が行なわれてい
る。
On the other hand, semiconductor devices such as ICs and LSIs have come into widespread use as electronic devices have become smaller and more multifunctional, and power lines and signal lines have been conducted from outside the device or propagated in the air. Problems such as malfunction of the equipment and destruction of semiconductor elements occurred due to intruding noise, surge and static electricity charged on the human body. As one of the countermeasures, a bypass capacitor is used in the power supply line of each IC and LSI. Studies have been conducted to use a ferroelectric material as a bypass capacitor.

【0004】バイパスコンデンサ用キャパシタ材料とし
てSrTiO3 (STO)に代表される高誘電率常強誘
電体薄膜やPbx1-x TiO3 (PZT)に代表され
る強誘電体薄膜か集中的に研究されており、その高周波
において(〜数GHz )周波数依存牲の小さい事が判っ
てきた。
As a capacitor material for a bypass capacitor, a high dielectric constant paraferroelectric thin film typified by SrTiO 3 (STO) or a ferroelectric thin film typified by Pb x Z 1-x TiO 3 (PZT) is concentrated. It has been studied and it has been found that the frequency dependence is small (up to several GHz) at the high frequency.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの誘電
体材料を用いるだけで高周波域まで周波数依存牲の小さ
いキャパシタができるわけではない。つまり、キャパシ
タは上記誘電体材料を導電体で挟み込む構造であり、周
波数特性を左右するのは強誘電体材料と導電体の両方で
ある。
However, it is not possible to form a capacitor having a small frequency dependency even in a high frequency region by using these dielectric materials. That is, the capacitor has a structure in which the above-mentioned dielectric material is sandwiched between conductors, and the frequency characteristics are influenced by both the ferroelectric material and the conductor.

【0006】前述した高誘電率常強誘電体薄膜や強誘電
体薄膜をキャパシタとしてSi基板上に形成する際に用
いられる電極材料としては白金等の高融点金属が主材料
であるAlに比べ抵抗率が大きいため、キャパシタ形成
時の電極部の抵抗が高くなってしまう。このため、キャ
パシタの周波数特性が強誘電体材料そのものの周波数特
性よりも低くなってしまう。
As an electrode material used when the above-mentioned high dielectric constant paraelectric thin film or ferroelectric thin film is formed as a capacitor on a Si substrate, a refractory metal such as platinum is more resistant than Al, which is a main material. Since the ratio is high, the resistance of the electrode portion when forming the capacitor becomes high. Therefore, the frequency characteristic of the capacitor becomes lower than the frequency characteristic of the ferroelectric material itself.

【0007】また、キャパシタは導電体,強誘電体,導
電体の三層構造から構成されており、容量を大きくする
ためには導電体の面積を大きくしなければならない。こ
れは、キャパシタの電極部のもつ抵抗が容量が大きくな
るのに従い高くなることを示す。従って、小容量キャパ
シタに比べバイパスコンデンサのような容量キャパシタ
は相対的に周波数特性が悪化してしまうと言える。
Further, the capacitor has a three-layer structure of a conductor, a ferroelectric substance, and a conductor, and the area of the conductor must be increased in order to increase the capacitance. This shows that the resistance of the electrode part of the capacitor increases as the capacitance increases. Therefore, it can be said that a capacitive capacitor such as a bypass capacitor has a relatively deteriorated frequency characteristic as compared with a small capacitor.

【0008】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、電極材料の抵抗成分を小さくすることにより、
誘電体材料固有の周波数特性を有効に活用した誘電体キ
ャパシタを提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and by reducing the resistance component of the electrode material,
It is an object of the present invention to provide a dielectric capacitor that effectively utilizes the frequency characteristic of the dielectric material.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願の発明は、複数の電
極層と複数の強誘電体層を有している誘電体キャパシタ
において、前記複数の電極層と前記複数の強誘電体層が
交互に積層され、前記複数の電極層のうち偶数番目同
士、奇数番目同士が互いに電気的に接続され、偶数番目
と奇数番目の電極層は電気的に絶縁されていることを特
徴とする誘電体キャパシタである。
According to the invention of the present application, in a dielectric capacitor having a plurality of electrode layers and a plurality of ferroelectric layers, the plurality of electrode layers and the plurality of ferroelectric layers alternate with each other. The even-numbered electrode layers and the odd-numbered electrode layers of the plurality of electrode layers are electrically connected to each other, and the even-numbered electrode layers and the odd-numbered electrode layers are electrically insulated from each other. Is.

【0010】また、前記複数の強誘電体層のうち少なく
とも1層の膜厚が、他の強誘電体層の膜厚とは異なって
いる誘電体キャパシタである。さらに、前記複数の強誘
電体層のうち少なくとも1層の誘電率が他の強誘電体層
の誘電率とは異なる誘電体キャパシタである。
Further, the present invention is a dielectric capacitor in which at least one of the plurality of ferroelectric layers has a film thickness different from that of the other ferroelectric layers. Furthermore, it is a dielectric capacitor in which the dielectric constant of at least one of the plurality of ferroelectric layers is different from the dielectric constant of the other ferroelectric layers.

【0011】[0011]

【作用】本発明の概念図である図1は、C1 、C2 、C
3 、C4 の複数のキャパシタが並列接続された構造であ
る。図1において、符号1は基板、符号2は下部電極、
3a〜3dは夫々第1層,第2層,第3層,第4層、符
号5は上部電極、符号6a〜6cは夫々コンタクトホー
ル、符号7a〜7cは夫々絶縁層、符号8a〜8bは導
電体を示す。ここで、一般に容量Cは次の式により定義
されることは自明である。
1 is a conceptual diagram of the present invention, C 1 , C 2 , C
This is a structure in which a plurality of capacitors C 3 and C 4 are connected in parallel. In FIG. 1, reference numeral 1 is a substrate, reference numeral 2 is a lower electrode,
3a to 3d are the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer, respectively, reference numeral 5 is an upper electrode, reference numerals 6a to 6c are contact holes, reference numerals 7a to 7c are insulating layers, and reference numerals 8a to 8b are respectively. Indicates a conductor. Here, it is obvious that the capacitance C is generally defined by the following equation.

【0012】C=ε0 ・ε(S/d) 但し、ε0 :比誘電率、ε:真空の誘電率、S:電極の
面積、d:誘電体の厚みである。ここで、従来構造の薄
膜キャパシタと同じ容量Cを得るための本発明の薄膜キ
ャパシタでは、C=C1 +C2 +C3 +C4 となればよ
い。ここで、上式のε0 、ε、dが共通であるため、C
1 〜C4 各々の電極面積は、例えば従来構造の強誘電体
薄膜キャパシタの電極面積の1/4であればよいことに
なる。と同時に、電極各々の抵抗値が低くなる。
C = ε 0 · ε (S / d) where ε 0 is the relative permittivity, ε is the permittivity of vacuum, S is the area of the electrode, and d is the thickness of the dielectric. Here, in the thin film capacitor of the present invention for obtaining the same capacitance C as the thin film capacitor of the conventional structure, it is sufficient that C = C 1 + C 2 + C 3 + C 4 . Here, since ε 0 , ε, and d in the above equation are common, C
The electrode area of each of 1 to C 4 may be 1/4 of the electrode area of the ferroelectric thin film capacitor having the conventional structure, for example. At the same time, the resistance value of each electrode decreases.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。 (実施例1)図3を参照する。図中の符号31はp型のS
i基板であり、この表面に熱酸化により厚さ200nm
のSiO2 膜(図示せず)が形成されている。前記基板
31上には、厚さ200nmの下部電極32が形成されてい
る。この下部電極31は例えばスパッタ法により白金を成
膜することにより形成される。この後、基板は酸素雰囲
気で700℃,30分間のプリベーク処理をしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Example 1) Referring to FIG. Reference numeral 31 in the figure is a p-type S
It is an i substrate and its surface is 200 nm thick due to thermal oxidation.
SiO 2 film (not shown) is formed. The substrate
A lower electrode 32 having a thickness of 200 nm is formed on 31. The lower electrode 31 is formed, for example, by forming a platinum film by a sputtering method. After that, the substrate is prebaked at 700 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere.

【0014】次に、前記下部電極32上には、ゾルーゲル
法により強誘電体膜の一部を構成する厚さ200nmの
第1層33aが形成されている。ここで、強誘電体材料
は、酢酸鉛とチタンイソプロキシド、ジルコニウムイソ
プロポキシドを目標のPZT組成に対応して2−メトキ
シエタノールに溶解してゾルーゲル前駆体溶液を調整し
た。目標膜組成は、Pb1.0 (Zr0.4 Ti0.6 )O3
とした。
Next, a 200 nm-thick first layer 33a forming a part of the ferroelectric film is formed on the lower electrode 32 by a sol-gel method. Here, as the ferroelectric material, lead acetate, titanium isopropoxide, and zirconium isopropoxide were dissolved in 2-methoxyethanol corresponding to the target PZT composition to prepare a sol-gel precursor solution. The target film composition is Pb 1.0 (Zr 0.4 Ti 0.6 ) O 3
And

【0015】前記第1層33a上には第1中間電極34a、
強誘電体膜の一部を構成する第2層33b、第2中間電極
34b、強誘電体膜の一部を構成する第3層33c、第3中
間電極34c、強誘電体膜の一部を構成する第4層33d及
び上部電極35が順次形成されている。
A first intermediate electrode 34a is formed on the first layer 33a,
Second layer 33b forming a part of the ferroelectric film, second intermediate electrode
34b, a third layer 33c forming a part of the ferroelectric film, a third intermediate electrode 34c, a fourth layer 33d forming a part of the ferroelectric film, and an upper electrode 35 are sequentially formed.

【0016】前記第1層33a、第1中間電極34a及び第
2層33bに、前記下部電極32と第2中間電極34bを接続
するための第1コンタクトホール36aが設けられてい
る。この第1コンタクトホール36a内に、絶縁層37aを
介して前記下部電極32と第2中間電極34bを接続する第
1導電体38aが設けられている。
A first contact hole 36a for connecting the lower electrode 32 and the second intermediate electrode 34b is provided in the first layer 33a, the first intermediate electrode 34a and the second layer 33b. A first conductor 38a is provided in the first contact hole 36a to connect the lower electrode 32 and the second intermediate electrode 34b through the insulating layer 37a.

【0017】前記第2層33b、第2中間電極34b及び第
3層33cに、前記第1中間電極34aと第3中間電極34c
を接続するための第2コンタクトホール36bが設けられ
ている。この第2コンタクトホール36b内に、絶縁層37
bを介して前記第1中間電極34aと第3中間電極34cを
接続する第2導電体38bが設けられている。
The first intermediate electrode 34a and the third intermediate electrode 34c are formed on the second layer 33b, the second intermediate electrode 34b and the third layer 33c.
A second contact hole 36b for connecting the above is provided. The insulating layer 37 is formed in the second contact hole 36b.
A second conductor 38b connecting the first intermediate electrode 34a and the third intermediate electrode 34c via b is provided.

【0018】前記第3層33c、第3中間電極34c及び第
4層33dに、前記第2中間電極34bと上部電極35を接続
するための第3コンタクトホール36cが設けられてい
る。この第3コンタクトホール36c内に、絶縁層37cを
介して前記第2中間電極34bと上部電極35を接続する第
3導電体38cが設けられている。
A third contact hole 36c for connecting the second intermediate electrode 34b and the upper electrode 35 is provided in the third layer 33c, the third intermediate electrode 34c and the fourth layer 33d. A third conductor 38c for connecting the second intermediate electrode 34b and the upper electrode 35 via the insulating layer 37c is provided in the third contact hole 36c.

【0019】前記第4層33d及び上部電極35には第4コ
ンタクトホール36dが形成されている。上部電極35を含
む全面には、層間絶縁膜39が形成されている。前記上部
電極35の一部上の層間絶縁膜39には第5コンタクトホー
ル36eが形成され、この第5コンタクトホール36eに配
線電極40aが形成されている。また、前記第3中間電極
34cの一部上の層間絶縁膜39には第6コンタクトホール
36fが形成され、この第6コンタクトホール36fに配線
電極40bが形成されている。
A fourth contact hole 36d is formed in the fourth layer 33d and the upper electrode 35. An interlayer insulating film 39 is formed on the entire surface including the upper electrode 35. A fifth contact hole 36e is formed in the interlayer insulating film 39 on a part of the upper electrode 35, and a wiring electrode 40a is formed in the fifth contact hole 36e. Also, the third intermediate electrode
A sixth contact hole is formed in the interlayer insulating film 39 on a part of 34c.
36f is formed, and the wiring electrode 40b is formed in the sixth contact hole 36f.

【0020】こうした構成の強誘電体キャパシタは次の
ようにして製作する。まず、p型のSi基板の表面に熱
酸化により厚さ200nmのSiO2 膜(図示せず)を
形成する。つづいて、前記基板31上に厚さ200nmの
下部電極32を例えばスパッタ法により白金を成膜するこ
とにより形成する。この後、基板は酸素雰囲気で700
℃,30分間のプリベーク処理をする。次に、前記下部
電極32上に、ゾルーゲル法により強誘電体膜の一部を構
成する第1層33aを形成する。
The ferroelectric capacitor having such a structure is manufactured as follows. First, a 200 nm-thick SiO 2 film (not shown) is formed on the surface of a p-type Si substrate by thermal oxidation. Then, a lower electrode 32 having a thickness of 200 nm is formed on the substrate 31 by depositing platinum by, for example, a sputtering method. After this, the substrate is 700 in an oxygen atmosphere.
Pre-bake at 30 ° C. for 30 minutes. Next, the first layer 33a forming a part of the ferroelectric film is formed on the lower electrode 32 by the sol-gel method.

【0021】前記前駆体溶液に水と酢酸を所定量加えて
溶液の加水分解を行った。加水分解後の溶液を、1)15
00rpm,30秒のスピンコート、2)ホットプレート
にて乾燥,180℃,5分、3)RTPベーク,酸素雰囲
気,昇温速度125℃/秒,650℃,30秒間の手順
で形成する。なお、300nmの膜厚とするために、1)
〜3)の工程を3回繰り返した。次いで、電気炉内アニー
ル(酸素雰囲気1リットル/分,700℃,30分)を
行い強誘電体膜の一部を構成する第1層33aを形成す
る。
A predetermined amount of water and acetic acid were added to the precursor solution to hydrolyze the solution. The solution after hydrolysis is 1) 15
Spin coating at 00 rpm for 30 seconds, 2) drying on a hot plate, 180 ° C. for 5 minutes, 3) RTP baking, oxygen atmosphere, temperature rising rate of 125 ° C./second, 650 ° C. for 30 seconds. In addition, in order to obtain a film thickness of 300 nm, 1)
The process of ~ 3) was repeated 3 times. Then, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 700 ° C., 30 minutes) is performed to form a first layer 33a which constitutes a part of the ferroelectric film.

【0022】次に、スパッタ法により前記第1層33a上
に白金を成膜し、第1中間電極34aを形成する。更に、
酸素雰囲気で700℃、30分間のプリベーク処理を行
なう。この後、第2層33b、第1中間電極34a、第1層
33aをエッチングし、下部電極32表面まで第1コンタク
トホール36aを形成する。
Next, a platinum film is formed on the first layer 33a by a sputtering method to form a first intermediate electrode 34a. Furthermore,
Prebaking treatment is performed at 700 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere. Then, the second layer 33b, the first intermediate electrode 34a, the first layer
33a is etched to form a first contact hole 36a up to the surface of the lower electrode 32.

【0023】次に、絶縁層37aを成膜する。これは、S
OGを1)スピンコートにて塗布し、以下の条件で乾燥す
る。2)ホットプレートにて,100℃5分,200℃5
分,280℃5分、を順次ベーキングした後、所望の厚
みになるまで1)、2)の工程を繰り返す。その後、電気炉
内アニール(酸素雰囲気1リットル/分、400℃、3
0分)を行い、炉内温度を10℃/分昇温し、更に電気
炉内アニール(酸素雰囲気1リットル/分、400℃、
30分)を行い、炉内温度を10℃/分昇温した後、電
気炉内アニール(酸素雰囲気1リットル/分、400
℃、30分)を行う。
Next, the insulating layer 37a is formed. This is S
OG is applied 1) by spin coating and dried under the following conditions. 2) On a hot plate, 5 minutes at 100 ℃, 5 minutes at 200 ℃
Minutes, 280 ° C. for 5 minutes, and then steps 1) and 2) are repeated until the desired thickness is achieved. After that, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / min, 400 ° C., 3
0 minutes), the temperature inside the furnace is raised by 10 ° C./minute, and further annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 400 ° C.,
For 30 minutes), and after raising the temperature in the furnace by 10 ° C./minute, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 400
C, 30 minutes).

【0024】次に、前記絶縁層37aを成膜した後、RI
Eにてコンタクトホールを形成し、更に第1導電体38a
並びに第2中間電極34bをスパッタで白金を成膜し、形
成した。
Next, after forming the insulating layer 37a, RI
A contact hole is formed with E, and the first conductor 38a is further formed.
Further, the second intermediate electrode 34b was formed by forming a platinum film by sputtering.

【0025】この後、同様のプロセスを繰り返し、前記
第3層33c、第2コンタクトホール36b、絶縁層37b、
第2導電体38b、第3中間電極34c、第4層33d、上部
電極35を形成する。
After that, the same process is repeated to repeat the third layer 33c, the second contact hole 36b, the insulating layer 37b,
The second conductor 38b, the third intermediate electrode 34c, the fourth layer 33d, and the upper electrode 35 are formed.

【0026】次に、上部電極35を形成した後、上部電極
35及び第4層33dに配線電極用の第4コンタクトホール
36dをイオンミリングを用いて形成する。更に、全面に
層間絶縁膜37を、前記SOG膜と、LPCVDによるN
SG膜の重ね膜で形成する。つづいて、第5コンタクト
ホール36e、第6コンタクトホール36fをRIEで形成
し、さらにスパッタで白金を成膜した後、イオンミリン
グを用いてパターニングすることにより配線電極40a、
40bを形成した。
Next, after forming the upper electrode 35, the upper electrode
Fourth contact hole for wiring electrode on 35 and fourth layer 33d
36d is formed using ion milling. Further, an inter-layer insulating film 37 is formed on the entire surface, the SOG film and N by LPCVD.
It is formed of a stacked film of SG films. Subsequently, the fifth contact hole 36e and the sixth contact hole 36f are formed by RIE, platinum is further deposited by sputtering, and then patterning is performed by using ion milling, whereby the wiring electrode 40a,
40b was formed.

【0027】上記したように実施例1に係る強誘電体キ
ャパシタは、図3に示すように、p型のSi基板31上に
下部電極32が設けられ、この下部電極32上に強誘電体膜
の一部を構成する第1層33a,第1中間電極34a,強誘
電体膜の一部を構成する第2層33b,第2中間電極34
b,強誘電体膜の一部を構成する第3層33c,第3中間
電極34c,強誘電体膜の一部を構成する第4層33d及び
上部電極35が順次設けられ、前記第1層33a,第1中間
電極34a及び第2層33bに前記下部電極32と第2中間電
極34bを接続するための第1コンタクトホール36aが設
けられ、この第1コンタクトホール36a内に絶縁層37a
を介して前記下部電極32と第2中間電極34bを接続する
第1導電体38aが設けられ、前記第2層33b,第2中間
電極34b及び第3層33cに前記第1中間電極34aと第3
中間電極34cを接続するための第2コンタクトホール36
bが設けられ、この第2コンタクトホール36b内に絶縁
層37bを介して前記第1中間電極34aと第3中間電極34
cを接続する第2導電体38bが設けられ、前記第3層33
c,第3中間電極34c及び第4層33dに前記第2中間電
極34bと上部電極35を接続するための第3コンタクトホ
ール36cが設けられ、この第3コンタクトホール36c内
に絶縁層37cを介して前記第2中間電極34bと上部電極
35を接続する第3導電体38cが設けられ、前記第4層33
d及び上部電極35には第4コンタクトホール36dが設け
られ、上部電極35を含む全面には層間絶縁膜39が設けら
れ、前記上部電極35の一部上の層間絶縁膜39には第5コ
ンタクトホール36eが設けられ、この第5コンタクトホ
ール36eに配線電極40aが設けられ、前記第3中間電極
34cの一部上の層間絶縁膜39には第6コンタクトホール
36fが設けられ、この第6コンタクトホール36fには配
線電極40bが設けられた構成になっている。従って、上
記実施例によれば、基板上部から見た時の面積が減少
し、これにより微細化に対し有効である。また、電極の
抵抗が小さくなることにより、キャパシタの電気特性の
一つである周波数特性が改善され、高周波帯域まで容量
として有効に働く強誘電体キャパシタを実現することが
可能である。
As described above, in the ferroelectric capacitor according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, the lower electrode 32 is provided on the p-type Si substrate 31, and the ferroelectric film is formed on the lower electrode 32. Layer 33a, a first intermediate electrode 34a, which constitutes a part of the second layer 33b, a second intermediate electrode 34, which constitutes a part of the ferroelectric film
b, a third layer 33c forming part of the ferroelectric film, a third intermediate electrode 34c, a fourth layer 33d forming part of the ferroelectric film, and an upper electrode 35 are sequentially provided, and the first layer 33a, the first intermediate electrode 34a and the second layer 33b are provided with a first contact hole 36a for connecting the lower electrode 32 and the second intermediate electrode 34b, and an insulating layer 37a is formed in the first contact hole 36a.
A first conductor 38a is provided to connect the lower electrode 32 and the second intermediate electrode 34b via the first conductor 38a, and the second layer 33b, the second intermediate electrode 34b, and the third layer 33c are connected to the first intermediate electrode 34a and the first intermediate electrode 34a. Three
Second contact hole 36 for connecting the intermediate electrode 34c
b is provided, and the first intermediate electrode 34a and the third intermediate electrode 34 are provided in the second contact hole 36b via the insulating layer 37b.
A second conductor 38b for connecting c is provided, and the third layer 33
c, the third intermediate electrode 34c and the fourth layer 33d are provided with a third contact hole 36c for connecting the second intermediate electrode 34b and the upper electrode 35, and an insulating layer 37c is provided in the third contact hole 36c. The second intermediate electrode 34b and the upper electrode
A third conductor 38c for connecting 35 is provided, and the fourth layer 33
d and the upper electrode 35 are provided with a fourth contact hole 36d, the entire surface including the upper electrode 35 is provided with an interlayer insulating film 39, and the interlayer insulating film 39 on a part of the upper electrode 35 is provided with a fifth contact. A hole 36e is provided, a wiring electrode 40a is provided in the fifth contact hole 36e, and the third intermediate electrode
A sixth contact hole is formed in the interlayer insulating film 39 on a part of 34c.
36f is provided, and the wiring electrode 40b is provided in the sixth contact hole 36f. Therefore, according to the above-mentioned embodiment, the area viewed from above the substrate is reduced, which is effective for miniaturization. Further, since the resistance of the electrode is reduced, the frequency characteristic, which is one of the electric characteristics of the capacitor, is improved, and it is possible to realize a ferroelectric capacitor that works effectively as a capacitance up to a high frequency band.

【0028】(実施例2)図4を参照する。但し、図3
と同部材は同符号を付して説明を省略する。図中の符号
43a,43b,43c,43dは、夫々高誘電体膜を構成する
第1層、第2層、第3層、第4層である。この高誘電体
膜は、金属−有機分解(MOD)法にて成膜した。高誘
電体材料は、酢酸鉛とチタンイソプロポキシド、ジルコ
ニウムイソプロポキシドを目標のPZT組成に対応して
2−メトキシエタノールに溶解させ、2−エチルヘキサ
ン酸と反応させたMOD溶液を調整した。目標膜組成
は、Pb1.0 (Zr0.55Ti0.45)O3 とした。
(Embodiment 2) Referring to FIG. However, FIG.
The same members as and are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Symbols in the figure
43a, 43b, 43c, and 43d are the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer, respectively, which form the high dielectric film. This high dielectric film was formed by a metal-organic decomposition (MOD) method. As the high dielectric material, lead acetate, titanium isopropoxide, and zirconium isopropoxide were dissolved in 2-methoxyethanol corresponding to the target PZT composition, and a MOD solution prepared by reacting with 2-ethylhexanoic acid was prepared. The target film composition was Pb 1.0 (Zr 0.55 Ti 0.45 ) O 3 .

【0029】前記高誘電体膜は次のようにして成膜す
る。つまり、前記MOD溶液に、2−エチルヘキサン酸
ストロンチウムを所定量加えて、目標組成Pb0.9 Sr
0.1 (Ti0.55Zr0.45)O3 溶液を作成した。この溶
液を、1)2500rpm,30秒のスピンコート、2)ホ
ットプレートにて乾燥,100℃3分,150℃3分,
250℃5分、3)RTPベーク,酸素雰囲気,昇温速度
125℃/秒,800℃,30秒間の手順で形成する。
なお、300nmの膜厚とするために、1)〜3)の工程を
3回繰り返した。次いで、電気炉内アニール(酸素雰囲
気2リットル/分、700℃、30分)を行い、高誘電
体膜を成膜する。
The high dielectric film is formed as follows. That is, a predetermined amount of strontium 2-ethylhexanoate was added to the MOD solution to obtain the target composition Pb 0.9 Sr.
A 0.1 (Ti 0.55 Zr 0.45 ) O 3 solution was prepared. This solution is 1) spin coated at 2500 rpm for 30 seconds, 2) dried on a hot plate, 100 ° C. for 3 minutes, 150 ° C. for 3 minutes,
250 ° C. 5 minutes, 3) RTP bake, oxygen atmosphere, temperature rising rate 125 ° C./second, 800 ° C., 30 seconds.
The steps 1) to 3) were repeated three times to obtain a film thickness of 300 nm. Then, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 2 liter / minute, 700 ° C., 30 minutes) is performed to form a high dielectric film.

【0030】上記実施例2によれば、第1層43a,第2
層43b,第3層43c,第4層43dにより高誘電体膜が構
成され、基板上部から見た時の面積が減少し、これによ
り微細化に対し有効である。また、電極の抵抗が小さく
なることにより、キャパシタの電気特性の一つである周
波数特性が改善され、高周波帯域まで容量として有効に
働く強誘電体キャパシタを実現することが可能である。
また、MOD法により高誘電体膜を形成することによ
り、上記MOD溶液は空気と反応することが無いので、
安定にMOD溶液をスピンコートすることができる。
According to the second embodiment, the first layer 43a, the second layer
The layer 43b, the third layer 43c, and the fourth layer 43d form a high dielectric film, and the area when viewed from the upper part of the substrate is reduced, which is effective for miniaturization. Further, by reducing the resistance of the electrode, the frequency characteristic, which is one of the electrical characteristics of the capacitor, is improved, and it is possible to realize a ferroelectric capacitor that works effectively as a capacitance up to a high frequency band.
Further, since the high dielectric film is formed by the MOD method, the MOD solution does not react with air.
The MOD solution can be spin-coated stably.

【0031】(実施例3)図5を参照する。但し、図3
と同部材は同符号を付して説明を省略する。図中の符号
53a,53b,53c,53dは、夫々強誘電体膜を構成する
第1層(厚さ200nm)、第2層(厚さ200n
m)、第3層(厚さ600nm)、第4層(厚さ600
nm)である。前記強誘電膜は、酢酸鉛とチタンイソプ
ロキシド、ジルコニウムイソプロポキシドを目標のPZ
T組成に対応して2−メトキシエタノールに溶解してゾ
ルーゲル前駆体溶液を調整した。目標膜組成は、Pb
1.0(Zr0.4 Ti0.6 )O3 とした。
(Embodiment 3) Referring to FIG. However, FIG.
The same members as and are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Symbols in the figure
53a, 53b, 53c, and 53d are the first layer (thickness 200 nm) and the second layer (thickness 200 n, respectively) forming the ferroelectric film.
m), the third layer (thickness 600 nm), the fourth layer (thickness 600)
nm). The ferroelectric film is made of lead acetate, titanium isopropoxide, and zirconium isopropoxide for the PZ target.
A sol-gel precursor solution was prepared by dissolving in 2-methoxyethanol corresponding to the T composition. The target film composition is Pb
It was 1.0 (Zr 0.4 Ti 0.6 ) O 3 .

【0032】前記強誘電体膜は次のようにして成膜す
る。つまり、前記前駆体溶液に水と酢酸を所定量加えて
溶液の加水分解を行った。加水分解後の溶液を、1)15
00rpm,30秒のスピンコート、2)ホットプレート
にて乾燥,180℃,5分、3)RTPベーク,酸素雰囲
気,昇温速度125℃/秒,650℃,30秒間の手順
で形成する。なお、200nmの膜厚とするために、1)
〜3)の工程を3回繰り返した。次いで、電気炉内アニー
ル(酸素雰囲気1リットル/分,700℃,30分)を
行い強誘電体膜を成膜する。
The ferroelectric film is formed as follows. That is, a predetermined amount of water and acetic acid were added to the precursor solution to hydrolyze the solution. The solution after hydrolysis is 1) 15
Spin coating at 00 rpm for 30 seconds, 2) drying on a hot plate, 180 ° C. for 5 minutes, 3) RTP baking, oxygen atmosphere, temperature rising rate of 125 ° C./second, 650 ° C. for 30 seconds. In addition, in order to obtain a film thickness of 200 nm, 1)
The process of ~ 3) was repeated 3 times. Then, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 700 ° C., 30 minutes) is performed to form a ferroelectric film.

【0033】また、前記第3層53c、第4層53dの成膜
に際しては、加水分解後の溶液を1)1500rpm,3
0秒のスピンコート、2)ホットプレートにて乾燥,18
0℃,5分、3)RTPベーク,酸素雰囲気,昇温速度1
25℃/秒,650℃,30秒間、の手順で形成する1)
〜3)の工程を6回繰り返し、膜厚を600nmとなるよ
うにした。
When the third layer 53c and the fourth layer 53d are formed, the solution after hydrolysis is 1) 1500 rpm at 3 rpm.
Spin coating for 0 seconds, 2) Dry on hot plate, 18
0 ℃, 5 minutes, 3) RTP bake, oxygen atmosphere, heating rate 1
Formed by the procedure of 25 ℃ / sec, 650 ℃, 30sec 1)
The steps 3 to 3) were repeated 6 times so that the film thickness became 600 nm.

【0034】上記のように、膜厚の異なる強誘電体膜を
積層することによって、容量の異なるキャパシタが並列
に接続されることになるので、そのヒステリシス特性は
図7に示すようにな変極点を有する曲線となり、非破壊
読み出しや多値記録が可能となる。
As described above, by stacking the ferroelectric films having different thicknesses, the capacitors having different capacitances are connected in parallel, so that the hysteresis characteristics thereof are as shown in FIG. This makes it possible to perform nondestructive read-out and multilevel recording.

【0035】(実施例4)次に、図6に基づいて第4の
実施例を説明する。図3と同じ部材には、同じ符号を付
して、詳細な説明は省略する。まず、p型Si基板上を
熱酸化することによって、SiO2 を200nm成膜し
(31)、この上に下部電極32を形成した。下部電極32の
形成は、スパッタ法により、200nmの膜厚でSiO
2 上に白金を成膜した。このあと、基板に酸素雰囲気で
700℃、30分間のプリベーク処理を施し、次に前記
下部電極32上に、金属−有機分解(MOD)法を用いて
高誘電体膜63aを成膜した。高誘電体膜63aの成膜は、
具体的には以下のように行った。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same members as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. First, a p-type Si substrate was thermally oxidized to form a SiO 2 film with a thickness of 200 nm (31), and a lower electrode 32 was formed thereon. The lower electrode 32 is formed by sputtering with a thickness of 200 nm of SiO 2.
A platinum film was formed on 2 . Then, the substrate was pre-baked at 700 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere, and then a high dielectric film 63a was formed on the lower electrode 32 by a metal-organic decomposition (MOD) method. The high dielectric film 63a is formed by
Specifically, it carried out as follows.

【0036】高誘電体材料は、酢酸鉛とチタンイソプロ
ポキシド、ジルコニウムイソプロポキシドを目標のPZ
T組成に対応して2−メトキシエタノールに溶解させ、
2−エチルヘキサン酸と反応させたMOD溶液を調整し
た。目標膜組成は、Pb1.0(Zr0.55Ti0.45)O3
とした。前記MOD溶液に、2−エチルヘキサン酸スト
ロンチウムを所定量加えて、目標膜組成Pb0.9 Sr
0.1 (Ti0.55Zr0.45)O3 の溶液を作成した。この
溶液を用いて、1)2500rpm,30秒のスピンコー
ト、2)ホットプレートにて乾燥(100℃で3分、15
0℃で3分、250℃で5分)、3)RTPベーク(酸素
雰囲気,昇温速度125℃/秒,800℃,30秒
間)、の手順で高誘電体膜を形成した。なお、300n
mの膜厚とするために、1)〜3)の工程を3回繰り返し
た。
The high dielectric materials are lead acetate, titanium isopropoxide, and zirconium isopropoxide for the PZ target.
Dissolve in 2-methoxyethanol corresponding to T composition,
A MOD solution reacted with 2-ethylhexanoic acid was prepared. The target film composition is Pb 1.0 (Zr 0.55 Ti 0.45 ) O 3
And A predetermined amount of strontium 2-ethylhexanoate was added to the MOD solution to obtain a target film composition Pb 0.9 Sr.
A solution of 0.1 (Ti 0.55 Zr 0.45 ) O 3 was prepared. Using this solution, 1) spin coating at 2500 rpm for 30 seconds, 2) drying on a hot plate (3 minutes at 100 ° C., 15 seconds)
A high dielectric film was formed by the procedure of 3 minutes at 0 ° C., 5 minutes at 250 ° C.), and 3) RTP baking (oxygen atmosphere, temperature rising rate 125 ° C./second, 800 ° C., 30 seconds). In addition, 300n
The steps 1) to 3) were repeated three times to obtain a film thickness of m.

【0037】次に、電気炉内アニール(酸素雰囲気2リ
ットル/分,700℃,30分)を行い、組成式Pb
1.0 (Ti0.55Zr0.45)O3 を有する強誘電体膜63a
を成膜した。つづいて、スパッタ法により、200nm
の膜厚で高誘電体膜63a上に白金を成膜し、第1中間電
極34bを形成した。さらに、酸素雰囲気で700℃,3
0分間のプリベーク処理を行なった。
Next, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 2 liters / minute, 700 ° C., 30 minutes) is performed, and the composition formula Pb
Ferroelectric film 63a containing 1.0 (Ti 0.55 Zr 0.45 ) O 3
Was deposited. Then, 200 nm by sputtering method
A platinum film was formed on the high dielectric film 63a to form the first intermediate electrode 34b. Furthermore, in an oxygen atmosphere, 700 ° C, 3
A pre-bake treatment for 0 minutes was performed.

【0038】このあと、第1中間電極34b上に以下のよ
うにして、高誘電体膜63bを形成した。まず、前記MO
D溶液に、2−エチルヘキサン酸バリウムを所定量加え
て、目標膜組成Pb0.9 Ba0.1 (Ti0.55Zr0.45
3 の溶液を作成した。この溶液を用いて、1)2500
rpm,30秒のスピンコート、2)ホットプレートにて
乾燥(1O0℃で3分,150℃で3分,250℃で5
分)、3)RTPベーク(酸素雰囲気,昇温速度125℃
/秒,800℃,30秒間)、の手順で高誘電体膜形成
する。なお、300nmの膜厚とするために、1)〜3)の
工程を3回繰り返した。次に、電気炉内アニール(酸素
雰囲気2リットル/分,700℃,30分)を行い、高
誘電体膜63aの2倍程度の誘電率をもつ高誘電体膜63b
を成膜した。
After that, a high dielectric film 63b was formed on the first intermediate electrode 34b as follows. First, the MO
A predetermined amount of barium 2-ethylhexanoate was added to the solution D to obtain a target film composition Pb 0.9 Ba 0.1 (Ti 0.55 Zr 0.45 ).
A solution of O 3 was made. 1) 2500 using this solution
Spin coating at rpm for 30 seconds, 2) Dry on hot plate (1O0 ° C for 3 minutes, 150 ° C for 3 minutes, 250 ° C for 5 minutes)
Min), 3) RTP bake (oxygen atmosphere, heating rate 125 ° C)
/ Sec, 800 ° C., 30 seconds) to form a high dielectric film. The steps 1) to 3) were repeated three times to obtain a film thickness of 300 nm. Next, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 2 liter / minute, 700 ° C., 30 minutes) is performed, and the high dielectric film 63b having a dielectric constant about twice that of the high dielectric film 63a.
Was deposited.

【0039】ここで、イオンミリングにより高誘電体膜
63b、第1中間電極34a、高誘電体膜63aをエッチング
し、下部電極32表面までコンタクトホール36aを形成
し、絶縁膜37aを成膜する。これは、SOGを1)スピン
コートにて塗布した後、次の条件で乾燥することによっ
て成膜する。即ち、2)ホットプレートにて、100℃5
分,200℃5分,280℃5分で順次ベーキングす
る。そして、所望の厚みになるまで1),2)の工程を繰り
返した後、電気炉内アニール(酸素雰囲気1リットル/
分,400℃,30分)を行い、炉内温度を10℃/分
で昇温し、更に、電気炉内アニール(酸素雰囲気1リッ
トル/分,600℃,30分)を行った後、炉内温度を
10℃/分で昇温し、更に、電気炉内アニール(酸素雰
囲気1リットル/分,600℃,30分)を行う。そし
て、絶縁膜成膜後RIEにてコンタクトホールを形成
し、コンタクト38a並びに第2中間電極34bをスパッタ
で白金を成膜することによって形成した。
Here, the high dielectric film is formed by ion milling.
63b, the first intermediate electrode 34a, and the high dielectric film 63a are etched to form a contact hole 36a up to the surface of the lower electrode 32, and an insulating film 37a is formed. This is formed by applying SOG by 1) spin coating and then drying it under the following conditions. That is, 2) 100 ° C 5 on a hot plate
Baking at 200 ° C. for 5 minutes and 280 ° C. for 5 minutes. After repeating steps 1) and 2) until the desired thickness is reached, annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter /
Min., 400 ° C., 30 minutes), the temperature inside the furnace is raised at 10 ° C./minute, and further annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 600 ° C., 30 minutes) is performed. The internal temperature is raised at 10 ° C./minute, and further annealing in an electric furnace (oxygen atmosphere 1 liter / minute, 600 ° C., 30 minutes) is performed. Then, after forming the insulating film, a contact hole was formed by RIE, and the contact 38a and the second intermediate electrode 34b were formed by forming platinum by sputtering.

【0040】この後、同様のプロセスを繰り返し、高誘
電体膜63b、コンタクトホール36b、絶縁膜37b、コン
タクト38b、第3中間電極34c、高誘電体膜63d、コン
タクトホール37c、絶縁膜36c、コンタクト38c、上部
電極35を形成する。なお、高誘電体膜63cは高誘電体膜
63aと同様の材料(組成式:Pb1.0 (Zr0.55Ti
0.45)O3 )および方法で、高誘電体膜63dは高誘電体
膜63bと同様の材料(組成Pb0.9 Ba0.1 (Ti0.55
Zr0.45)O3 )および方法で成膜した。
Thereafter, the same process is repeated, and the high dielectric film 63b, contact hole 36b, insulating film 37b, contact 38b, third intermediate electrode 34c, high dielectric film 63d, contact hole 37c, insulating film 36c, contact. 38c, the upper electrode 35 is formed. The high dielectric film 63c is a high dielectric film.
Material similar to 63a (compositional formula: Pb 1.0 (Zr 0.55 Ti
0.45 ) O 3 ) and the method, the high dielectric film 63d is made of the same material (composition Pb 0.9 Ba 0.1 (Ti 0.55) as the high dielectric film 63b.
Zr 0.45 ) O 3 ) and method.

【0041】上記工程で電極及び高誘電体膜を形成した
後、配線電極用のコンタクトホール36dを前記イオンミ
リングを用いて形成する。さらに層間絶縁膜39を、前記
SOG膜と、LPCVDによるNSG膜の重ね膜で形成
する。その後コンタクトホール36e、36fをRIEで形
成し、さらに配線電極層をスパッタで白金を成膜した
後、イオンミリングを用いてパターニングすることで配
線電極40a,40bを形成した。
After forming the electrodes and the high-dielectric film in the above process, contact holes 36d for wiring electrodes are formed by using the ion milling. Further, the interlayer insulating film 39 is formed by stacking the SOG film and the NSG film by LPCVD. After that, contact holes 36e and 36f are formed by RIE, platinum is formed on the wiring electrode layer by sputtering, and then patterned by using ion milling to form wiring electrodes 40a and 40b.

【0042】以上、詳述したように高誘電体膜63a及び
63cは組成式Pb1.0 (Zr0.55Ti0.45)O3 を有し
ており、高誘電体膜63b及び63dは組成式Pb0.9 Ba
0.1(Ti0.55Zr0.45)O3 を有しており、互いに誘
電率が異なる。このように、誘電率の異なる高誘電体膜
を積層することによって、容量の異なるキャパシタが並
列に接続されることになるので、そのヒステリシス特性
は図7に示すように、通常の誘電体のヒステリシスカー
ブにおいて印加される電界に対して分極が立ち上がりま
ては立ち下がる部分に相当する部分に変極点を有する、
いわゆるツイストティッドヒステリシス曲線となり、非
破壊読み出しや多値記録が可能となる。
As described above in detail, the high dielectric film 63a and
63c has the composition formula Pb 1.0 (Zr 0.55 Ti 0.45 ) O 3 , and the high dielectric constant films 63b and 63d have the composition formula Pb 0.9 Ba.
It has 0.1 (Ti 0.55 Zr 0.45 ) O 3 and has different dielectric constants. As described above, by stacking high-dielectric-constant films having different permittivities, capacitors having different capacities are connected in parallel. Therefore, the hysteresis characteristic thereof is as shown in FIG. In the curve, there is an inflection point in the portion corresponding to the portion where the polarization rises and falls with respect to the applied electric field,
This is a so-called twisted hysteresis curve, which enables nondestructive read-out and multilevel recording.

【0043】以上、実施例に基づいて説明したが、本明
細書には以下の発明が含まれる。 1.(構成) 複数の電極層と複数の強誘電体層を有し
ている誘電体キャパシタにおいて、前記複数の電極層と
前記複数の強誘電体層が交互に積層され、前記複数の電
極層のうち偶数番目同士、奇数番目同士が互いに電気的
に接続され、偶数番目と奇数番目の電極層は電気的に絶
縁されていることを特徴とする誘電体キャパシタ。
Although the description has been given based on the embodiments, the present invention includes the following inventions. 1. (Configuration) In a dielectric capacitor having a plurality of electrode layers and a plurality of ferroelectric layers, the plurality of electrode layers and the plurality of ferroelectric layers are alternately laminated, and A dielectric capacitor, wherein even-numbered electrodes and odd-numbered electrodes are electrically connected to each other, and even-numbered and odd-numbered electrode layers are electrically insulated.

【0044】(作用)複数のキャパシタが並列に接続さ
れることになり、最上層の電極と最下層の電極間に電圧
を印加することによって、電荷が複数の強誘電体層の各
層に蓄積され、キャパシタとして機能する。
(Function) Since a plurality of capacitors are connected in parallel, by applying a voltage between the uppermost layer electrode and the lowermost layer electrode, charges are accumulated in each of the plurality of ferroelectric layers. , Functions as a capacitor.

【0045】(効果)キャパシタを積層し、これらを並
列接続することによって、大容量キャパシタを小面積で
実現でき、またキャパシタが小面積になることによって
電極の抵抗が小さくなるので、高周波帯域まで容量とし
て有効に機能する誘電体キャパシタを提供することが可
能となる。
(Effect) By stacking capacitors and connecting them in parallel, a large-capacity capacitor can be realized in a small area, and since the capacitor has a small area, the resistance of the electrode becomes small, so that the capacitance up to a high frequency band is obtained. It is possible to provide a dielectric capacitor that effectively functions as.

【0046】2.(構成) 前記複数の強誘電体層のう
ち少なくとも1層の膜厚が他の強誘電体層の膜厚とは異
なっていることを特徴とする上記1に記載の誘電体キャ
パシタ。
2. (Structure) The dielectric capacitor according to the above 1, wherein the film thickness of at least one of the plurality of ferroelectric layers is different from the film thickness of the other ferroelectric layers.

【0047】(作用)膜厚が異なる強誘電体層が並列に
接続される結果、キャパシタのヒステリシスカーブは、
通常の誘電体のヒステリシカーブの印加する電界に対す
る分極の立ち上がり部分および立ち下がり部分に相当す
る部分に変極点を有するような、いわゆるツイスティッ
ドヒステリシスカーブとなる。
(Operation) As a result of the ferroelectric layers having different film thicknesses being connected in parallel, the hysteresis curve of the capacitor is
It becomes a so-called twisted hysteresis curve having inflection points at portions corresponding to rising and falling portions of polarization with respect to an applied electric field of a normal hysteresis curve of a dielectric.

【0048】(効果)キャパシタのヒステリシス特性が
ツイスティッドヒステリシスカーブとなるので、非破壊
読み出し、多値記録が可能な強誘電体キャパシタを提供
することが可能となる。
(Effect) Since the hysteresis characteristic of the capacitor has a twisted hysteresis curve, it is possible to provide a ferroelectric capacitor capable of nondestructive read and multi-value recording.

【0049】3.(構成) 前記複数の強誘電体層のう
ち少なくとも1層の誘電率が他の強誘電体層の誘電率と
は異なることを特徴とする上記1または2いずれか1項
に記載の誘電体キャパシタ。
3. (Structure) The dielectric capacitor according to any one of 1 or 2 above, wherein at least one of the plurality of ferroelectric layers has a dielectric constant different from that of other ferroelectric layers. .

【0050】(作用)誘電率が異なる強誘電体層が並列
に接続される結果、キャパシタのヒステリシスカーブ
は、通常の誘電体のヒステリシカーブの印加する電界に
対する分極の立ち上がり部分および立ち下がり部分に相
当する部分に変極点を有するような、いわゆるツイステ
ィッドヒステリシスカーブとなる。
(Operation) As a result of the ferroelectric layers having different permittivities being connected in parallel, the hysteresis curve of the capacitor corresponds to the rising and falling portions of the polarization with respect to the applied electric field of the hysteresis curve of the normal dielectric. This is a so-called twisted hysteresis curve having an inflection point in the part to be turned.

【0051】(効果)キャパシタのヒステリシス特性が
ツイスティッドヒステリシスカーブとなるので、非破壊
読み出し、多値記録が可能な強誘電体キャパシタを提供
することが可能となる。
(Effect) Since the hysteresis characteristic of the capacitor has a twisted hysteresis curve, it is possible to provide a ferroelectric capacitor capable of nondestructive read and multi-value recording.

【0052】4.(構成) 前記複数の電極層のうち偶
数番目同士、奇数番目同士は前記電極層および強誘電体
層に設けられた開口を介して電気的に接続されており、
前記開口内には偶数番目と奇数番目の電極を電気的に絶
縁するための絶縁層が設けられていることを特徴とする
上記1から3のいずれか1項記載の誘電体キャパシタ。
4. (Structure) Even-numbered ones among the plurality of electrode layers, odd-numbered ones are electrically connected through openings provided in the electrode layer and the ferroelectric layer,
4. The dielectric capacitor according to any one of 1 to 3 above, wherein an insulating layer for electrically insulating even-numbered electrodes and odd-numbered electrodes is provided in the opening.

【0053】(作用)複数のキャパシタが並列に接続さ
れることになり、最上層の電極と最下層の電極間に電圧
を印加することによって、電荷が複数の強誘電体層の各
層に蓄積され、キャパシタとして機能する。
(Function) Since a plurality of capacitors are connected in parallel, by applying a voltage between the uppermost layer electrode and the lowermost layer electrode, charges are accumulated in each of the plurality of ferroelectric layers. , Functions as a capacitor.

【0054】(効果)キャパシタを積層し、これらを並
列接続することによって、大容量キャパシタを小面積で
実現でき、またキャパシタが小面積になることによって
電極の抵抗が小さくなるので、高周波帯域まで容量とし
て有効に機能する誘電体キャパシタを提供することが可
能となる。
(Effect) By stacking capacitors and connecting them in parallel, a large-capacity capacitor can be realized in a small area, and the small area of the capacitor reduces the resistance of the electrodes, so that the capacitance up to the high frequency band is obtained. It is possible to provide a dielectric capacitor that effectively functions as.

【0055】5.(構成) 複数の電極層と複数の高誘
電体層を有している誘電体キャパシタにおいて、前記複
数の電極層と前記複数の高誘電体層が交互に積層され、
前記複数の電極層のうち偶数番目同士、奇数番目同士が
互いに電気的に接続さ、偶数番目と奇数番目の電極層は
電気的に絶縁されていることを特徴とする誘電体キャパ
シタ。
5. (Configuration) In a dielectric capacitor having a plurality of electrode layers and a plurality of high dielectric layers, the plurality of electrode layers and the plurality of high dielectric layers are alternately laminated,
A dielectric capacitor, wherein even-numbered electrodes and odd-numbered electrodes of the plurality of electrode layers are electrically connected to each other, and even-numbered and odd-numbered electrode layers are electrically insulated.

【0056】(作用)複数のキャパシタが並列に接続さ
れることになり、最上層の電極と最下層の電極間に電圧
を印加することによって、電荷が複数の高誘電体層の各
層に蓄積され、キャパシタとして機能する。
(Function) A plurality of capacitors are connected in parallel, and a voltage is applied between the uppermost layer electrode and the lowermost layer electrode, whereby charges are accumulated in each of the plurality of high dielectric layers. , Functions as a capacitor.

【0057】(効果)キャパシタを積層し、これらを並
列接続することによって、大容量キャパシタを小面積で
実現でき、またキャパシタが小面積になることによって
電極の抵抗が小さくなるので、高周波帯域まで容量とし
て有効に機能する誘電体キャパシタを提供することが可
能となる。
(Effect) By stacking the capacitors and connecting them in parallel, a large-capacity capacitor can be realized in a small area, and the small area of the capacitor reduces the resistance of the electrodes, so that the capacitance up to a high frequency band is obtained. It is possible to provide a dielectric capacitor that effectively functions as.

【0058】6.(構成) 前記複数の高誘電体層のう
ち少なくとも1層の膜厚が他の高誘電体層の膜厚とは異
なっていることを特徴とする上記5に記載の強誘電体キ
ャパシタ。
6. (Structure) The ferroelectric capacitor according to the above 5, wherein the film thickness of at least one of the plurality of high dielectric layers is different from the film thickness of the other high dielectric layers.

【0059】(作用)膜厚が異なる高誘電体層が並列に
接続される結果、キャパシタのヒステリシスカーブは、
通常の誘電体のヒステリシスカーブの印加する電界に対
する分極の立ち上がり部分および立ち下がり部分に相当
する部分に変極点を有するような、いわゆるツイスティ
ッドヒステリシスカーブとなる。
(Function) As a result of the high dielectric layers having different film thicknesses being connected in parallel, the hysteresis curve of the capacitor is
The so-called twisted hysteresis curve has an inflection point at a portion corresponding to a rising portion and a falling portion of polarization with respect to an applied electric field of a hysteresis curve of a normal dielectric.

【0060】(効果)キャパシタのヒステリシス特性が
ツイスティッドヒステリシスカーブとなるので、非破壊
読み出し、多値記録が可能な高誘電体キャパシタを提供
することが可能となる。
(Effect) Since the hysteresis characteristic of the capacitor becomes a twisted hysteresis curve, it is possible to provide a high dielectric capacitor capable of nondestructive read and multi-value recording.

【0061】7.(構成) 前記複数の高誘電体層のう
ち少なくとも1層の誘電率が他の高誘電体層の誘電率と
は異なることを特徴とする上記5または6のいずれか1
項に記載の強誘電体キャパシタ。
7. (Structure) At least one of the plurality of high dielectric layers has a dielectric constant different from that of other high dielectric layers.
A ferroelectric capacitor according to item.

【0062】(作用)誘電率が異なる高誘電体層が並列
に接続される結果、キャパシタのヒステリシスカーブ
は、通常の誘電体のヒステリシスカーブの印加する電界
に対する分極の立ち上がり部分および立ち下がり部分に
相当する部分に変極点を有するような、いわゆるツイス
ティッドヒステリシスカーブとなる。
(Function) As a result of the high-dielectric layers having different dielectric constants being connected in parallel, the hysteresis curve of the capacitor corresponds to the rising portion and the falling portion of the polarization with respect to the electric field applied by the hysteresis curve of the normal dielectric. This is a so-called twisted hysteresis curve having an inflection point in the part to be turned.

【0063】(効果)キャパシタのヒステリシス特性が
ツイスティッドヒステリシスカーブとなるので、非破壊
読み出し、多値記録が可能な高誘電体キャパシタを提供
することが可能となる。
(Effect) Since the hysteresis characteristic of the capacitor becomes a twisted hysteresis curve, it is possible to provide a high dielectric capacitor capable of nondestructive read and multi-value recording.

【0064】8.(構成) 前記複数の電極層のうち偶
数番目同士、奇数番目同士は前記電極層および高誘電体
層に設けられた開口を介して電気的に接続されており、
前記開口内には偶数番目と奇数番目の電極を電気的に絶
縁するための絶縁層が設けられていることを特徴とする
上記5から7いずれか1項に記載の誘電体キャパシタ。
8. (Structure) Even-numbered ones among the plurality of electrode layers, odd-numbered ones are electrically connected through openings provided in the electrode layer and the high dielectric layer,
8. The dielectric capacitor as described in any one of 5 to 7 above, wherein an insulating layer for electrically insulating even-numbered electrodes and odd-numbered electrodes is provided in the opening.

【0065】(作用)複数のキャパシタが並列に接続さ
れることになり、最上層の電極と最下層の電極間に電圧
を印加することによって、電荷が複数の高誘電体層の各
層に蓄積され、キャパシタとして機能する。
(Operation) A plurality of capacitors are connected in parallel, and a voltage is applied between the uppermost layer electrode and the lowermost layer electrode, whereby charges are accumulated in each of the plurality of high dielectric layers. , Functions as a capacitor.

【0066】(効果)キャパシタを積層し、これらを並
列接続することによって、大容量キャパシタを小面積で
実現でき、またキャパシタが小面積になることによって
電極の抵抗が小さくなるので、高周波帯域まで容量とし
て有効に機能する誘電体キャパシタを提供することが可
能となる。
(Effect) By stacking the capacitors and connecting them in parallel, a large-capacity capacitor can be realized in a small area, and the small area of the capacitor reduces the resistance of the electrodes, so that the capacitance up to a high frequency band is obtained. It is possible to provide a dielectric capacitor that effectively functions as.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
極材料の抵抗成分を小さくすることにより、誘電体材料
固有の周波数特性を有効に活用し得る誘電体キャパシタ
を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, by reducing the resistance component of the electrode material, it is possible to provide a dielectric capacitor which can effectively utilize the frequency characteristic peculiar to the dielectric material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る薄膜キャパシタの説明図で、図1
(A)は断面図、図1(B)は図1(A)の回路図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a thin film capacitor according to the present invention.
1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a circuit diagram in FIG.

【図2】従来の薄膜キャパシタの説明図で、図2(A)
は断面図、図2(B)は図2(A)の回路図。
2 is an explanatory view of a conventional thin film capacitor, FIG.
Is a cross-sectional view and FIG. 2B is a circuit diagram of FIG.

【図3】本発明の実施例1に係る強誘電体キャパシタの
断面図。
FIG. 3 is a sectional view of the ferroelectric capacitor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2に係る高強誘電体キャパシタ
の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a high-ferroelectric capacitor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3に係る強誘電体キャパシタの
断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a ferroelectric capacitor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4に係る強誘電体キャパシタの
断面図。
FIG. 6 is a sectional view of a ferroelectric capacitor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】実施例4に係る強誘電体キャパシタのヒステリ
シス特性図。
FIG. 7 is a hysteresis characteristic diagram of the ferroelectric capacitor according to the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31…基板、 32…下部電極、
33a,43a,53a…第1層、 33b,43b,53
b…第2層、33c,43c,53c…第3層、 33
d,43d,53d…第4層、34a…第1中間電極、 34b
…第2中間電極、 34c…第3中間電極、35…上部電
極、36a,36b,36c,36d,36e…コンタクトホー
ル、37a,37b,37c,37d…絶縁層、 38a,38
b,38c,38d…導電体、39…層間絶縁膜、
40a,40b…配線電極。
31 ... Substrate, 32 ... Bottom electrode,
33a, 43a, 53a ... First layer, 33b, 43b, 53
b ... 2nd layer, 33c, 43c, 53c ... 3rd layer, 33
d, 43d, 53d ... fourth layer, 34a ... first intermediate electrode, 34b
... second intermediate electrode, 34c ... third intermediate electrode, 35 ... upper electrode, 36a, 36b, 36c, 36d, 36e ... contact hole, 37a, 37b, 37c, 37d ... insulating layer, 38a, 38
b, 38c, 38d ... conductor, 39 ... interlayer insulating film,
40a, 40b ... Wiring electrodes.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の電極層と複数の強誘電体層を有し
ている誘電体キャパシタにおいて、前記複数の電極層と
前記複数の強誘電体層が交互に積層され、前記複数の電
極層のうち偶数番目同士、奇数番目同士が互いに電気的
に接続され、偶数番目と奇数番目の電極層は電気的に絶
縁されていることを特徴とする誘電体キャパシタ。
1. A dielectric capacitor having a plurality of electrode layers and a plurality of ferroelectric layers, wherein the plurality of electrode layers and the plurality of ferroelectric layers are alternately stacked, and the plurality of electrode layers are provided. A dielectric capacitor, wherein even-numbered electrodes and odd-numbered electrodes are electrically connected to each other, and even-numbered and odd-numbered electrode layers are electrically insulated.
【請求項2】 前記複数の強誘電体層のうち少なくとも
1層の膜厚が他の強誘電体層の膜厚とは異なっているこ
とを特徴とする誘電体キャパシタ。
2. The dielectric capacitor, wherein the film thickness of at least one of the plurality of ferroelectric layers is different from the film thickness of the other ferroelectric layers.
【請求項3】 前記複数の強誘電体層のうち少なくとも
1層の誘電率が他の強誘電体層の誘電率とは異なること
を特徴とする請求項1または請求項2いずれか1項に記
載の誘電体キャパシタ。
3. The dielectric constant of at least one of the plurality of ferroelectric layers is different from the dielectric constant of another ferroelectric layer. The dielectric capacitor described.
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