JPH082919A - 強誘電体結晶薄膜及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び該強誘電体結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
強誘電体結晶薄膜及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び該強誘電体結晶薄膜の製造方法Info
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- JPH082919A JPH082919A JP13435994A JP13435994A JPH082919A JP H082919 A JPH082919 A JP H082919A JP 13435994 A JP13435994 A JP 13435994A JP 13435994 A JP13435994 A JP 13435994A JP H082919 A JPH082919 A JP H082919A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強誘電特性の信頼性を向上させたＢｉ4 Ｔｉ
3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜及びこの薄膜を用いたデバイス
の提供。 【構成】 Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12に、ストロンチウム又はバ
リウム元素を、好ましくはそれぞれ５〜１０モル％の範
囲で添加してなる強誘電体結晶薄膜を形成する。また、
この強誘電体結晶薄膜を単結晶半導体基板上に形成し、
こうして作成した基板を用いて強誘電体薄膜素子を形成
する。
3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜及びこの薄膜を用いたデバイス
の提供。 【構成】 Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12に、ストロンチウム又はバ
リウム元素を、好ましくはそれぞれ５〜１０モル％の範
囲で添加してなる強誘電体結晶薄膜を形成する。また、
この強誘電体結晶薄膜を単結晶半導体基板上に形成し、
こうして作成した基板を用いて強誘電体薄膜素子を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体結晶薄膜、該
強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び強誘電
体薄膜の製造方法に関する。より詳しくは、強誘電体不
揮発性メモリ素子、焦電赤外線センサ素子、オンチップ
薄膜コンデンサ、圧電素子等に用いられる強誘電体結晶
薄膜、及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素
子に関する。
強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び強誘電
体薄膜の製造方法に関する。より詳しくは、強誘電体不
揮発性メモリ素子、焦電赤外線センサ素子、オンチップ
薄膜コンデンサ、圧電素子等に用いられる強誘電体結晶
薄膜、及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電体結晶は、自発分極、高誘電率、
焦電効果、圧電効果、電気光学効果等の機能を持ち、従
来から、コンデンサ、赤外線センサ、超音波発振器、圧
力センサ、周波数フィルター、光スィッチ等の多くの素
子開発に応用されてきた。最近、強誘電体材料の薄膜化
技術の進展に伴い、各種の基板上に高品質の強誘電体薄
膜の形成が可能となり、シリコンプロセス等の多くの半
導体デバイス開発への応用が検討されている。特に、高
誘電率材料をＤＲＡＭのキャパシタに応用することで、
素子構造、製造工程の簡略化とコスト低下が可能とな
る。更に、この強誘電体キャパシタの持つ強誘電性（自
発分極）を利用した不揮発性メモリの開発が行われてい
る。
焦電効果、圧電効果、電気光学効果等の機能を持ち、従
来から、コンデンサ、赤外線センサ、超音波発振器、圧
力センサ、周波数フィルター、光スィッチ等の多くの素
子開発に応用されてきた。最近、強誘電体材料の薄膜化
技術の進展に伴い、各種の基板上に高品質の強誘電体薄
膜の形成が可能となり、シリコンプロセス等の多くの半
導体デバイス開発への応用が検討されている。特に、高
誘電率材料をＤＲＡＭのキャパシタに応用することで、
素子構造、製造工程の簡略化とコスト低下が可能とな
る。更に、この強誘電体キャパシタの持つ強誘電性（自
発分極）を利用した不揮発性メモリの開発が行われてい
る。
【０００３】このようなデバイス開発には、残留自発分
極（Ｐｒ）が大きく、かつ抗電界（Ｅｃ）が小さく、低
リーク電流であり、更に駆動電圧の低減と半導体プロセ
スとの整合のために膜厚２００ｎｍ以下の高品質薄膜が
必要となる。また、自発分極を利用したデバイス開発に
は、繰り返し分極反転を行った場合の強誘電特性の劣化
（疲労）の少ない、安定した自発分極特性を持つ高信頼
性材料の開発が不可欠となる。
極（Ｐｒ）が大きく、かつ抗電界（Ｅｃ）が小さく、低
リーク電流であり、更に駆動電圧の低減と半導体プロセ
スとの整合のために膜厚２００ｎｍ以下の高品質薄膜が
必要となる。また、自発分極を利用したデバイス開発に
は、繰り返し分極反転を行った場合の強誘電特性の劣化
（疲労）の少ない、安定した自発分極特性を持つ高信頼
性材料の開発が不可欠となる。
【０００４】多くの強誘電体材料の中でも、ペロブスカ
イト構造を持つＰｂ（Ｚｒ1-x Ｔｉx ）Ｏ3 （ＰＺＴ）
は、最も集中的に研究されている材料である。その薄膜
形成方法もスパッタ法、ゾルーゲル法、ＭＯＣＶＤ法等
により強誘電特性の良好な薄膜が得られており、その残
留自発分極も１０〜２６μＣ／ｃｍ2 と大きな値を示
す。しかしながら、その良好な初期特性にも拘わらず、
強誘電特性の繰り返し疲労耐性が約１０8 回程度であ
り、デバイスの長時間の安定動作は困難である。このよ
うな、強誘電特性の不安定性の原因としては、薄膜を構
成する強誘電体結晶における酸素欠損や空間電荷による
キャリアが電極と強誘電体の界面に移動し、トラップさ
れるために強誘電体中の分極が減少してしまうことが考
えられる。その理由は、もっと詳細に説明すると、電極
近傍にキャリアがトラップされることにより強誘電体薄
膜中に反電場が発生するために、実効的に強誘電体にか
かる電界強度が減少することから分極反転が十分に行え
なくなり、残留分極の値が減少してしまうのである。従
って、膜中のキャリアの発生、移動を如何にして抑制す
るかが問題となる。このため、疲労耐性を向上する手段
として、ＰＺＴへの異種元素の添加が試みられている。
例えば、ＬａやＺｎ等の添加により、残留自発分極の減
少はあるものの、疲労耐性が１０11回程度にまで向上す
ることが報告されている（岡田、富永：応用物理学会誌
第６１巻（１９９２年）１１５２、Ｍｅｌｎｉｃｋ
他：４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ（１９９２）
２２１）。
イト構造を持つＰｂ（Ｚｒ1-x Ｔｉx ）Ｏ3 （ＰＺＴ）
は、最も集中的に研究されている材料である。その薄膜
形成方法もスパッタ法、ゾルーゲル法、ＭＯＣＶＤ法等
により強誘電特性の良好な薄膜が得られており、その残
留自発分極も１０〜２６μＣ／ｃｍ2 と大きな値を示
す。しかしながら、その良好な初期特性にも拘わらず、
強誘電特性の繰り返し疲労耐性が約１０8 回程度であ
り、デバイスの長時間の安定動作は困難である。このよ
うな、強誘電特性の不安定性の原因としては、薄膜を構
成する強誘電体結晶における酸素欠損や空間電荷による
キャリアが電極と強誘電体の界面に移動し、トラップさ
れるために強誘電体中の分極が減少してしまうことが考
えられる。その理由は、もっと詳細に説明すると、電極
近傍にキャリアがトラップされることにより強誘電体薄
膜中に反電場が発生するために、実効的に強誘電体にか
かる電界強度が減少することから分極反転が十分に行え
なくなり、残留分極の値が減少してしまうのである。従
って、膜中のキャリアの発生、移動を如何にして抑制す
るかが問題となる。このため、疲労耐性を向上する手段
として、ＰＺＴへの異種元素の添加が試みられている。
例えば、ＬａやＺｎ等の添加により、残留自発分極の減
少はあるものの、疲労耐性が１０11回程度にまで向上す
ることが報告されている（岡田、富永：応用物理学会誌
第６１巻（１９９２年）１１５２、Ｍｅｌｎｉｃｋ
他：４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ（１９９２）
２２１）。
【０００５】一方、ＰＺＴ以外の強誘電体材料の探索も
行われている。Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12は、斜方晶系に属する
層状ペロブスカイト構造（格子常数：ａ＝５．４１００
Å、ｂ＝５．４４８９Å、ｃ＝３２．８１５Å）を持つ
強誘電体であり、その単結晶でのａ軸方向で自発分極Ｐ
ｒ＝ ５０μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃ＝５０ｋＶ／ｃ
ｍ、ｃ軸方向で自発分極Ｐｒ＝４μＣ／ｃｍ2 、抗電界
Ｅｃ＝４ｋＶ／ｃｍと、優れた強誘電特性を持つ。そし
て、白金被覆シリコン基板上に形成した膜厚５００ｎｍ
のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の強誘電特性につ
いて、Ｐｒ＝４．４μＣ／ｃｍ2 、及びＥｃ＝８４ｋＶ
／ｃｍとの結果が得られている。更に薄膜のリーク電流
も１０-7Ａ／ｃｍ以下で、疲労耐性も１０10回程度であ
るとの報告がされている（Ｐ．Ｃ．Ｊｏｓｈｉ ａｎｄ
Ｓ．Ｂ．Ｋｒｕｐａｎｉｄｈｉ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．７２（１９９２）５８２７）。
行われている。Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12は、斜方晶系に属する
層状ペロブスカイト構造（格子常数：ａ＝５．４１００
Å、ｂ＝５．４４８９Å、ｃ＝３２．８１５Å）を持つ
強誘電体であり、その単結晶でのａ軸方向で自発分極Ｐ
ｒ＝ ５０μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃ＝５０ｋＶ／ｃ
ｍ、ｃ軸方向で自発分極Ｐｒ＝４μＣ／ｃｍ2 、抗電界
Ｅｃ＝４ｋＶ／ｃｍと、優れた強誘電特性を持つ。そし
て、白金被覆シリコン基板上に形成した膜厚５００ｎｍ
のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の強誘電特性につ
いて、Ｐｒ＝４．４μＣ／ｃｍ2 、及びＥｃ＝８４ｋＶ
／ｃｍとの結果が得られている。更に薄膜のリーク電流
も１０-7Ａ／ｃｍ以下で、疲労耐性も１０10回程度であ
るとの報告がされている（Ｐ．Ｃ．Ｊｏｓｈｉ ａｎｄ
Ｓ．Ｂ．Ｋｒｕｐａｎｉｄｈｉ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．７２（１９９２）５８２７）。
【０００６】Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12は、次のような一般式で
表される一群のビスマス層状構造強誘電体に属する。
表される一群のビスマス層状構造強誘電体に属する。
【０００７】（Ｂｉ2 Ａm-1 Ｂm Ｏ3m+3） ここで、ＡはＮａ1+、Ｋ1+、Ｐｂ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、
Ｂａ2+、Ｂｉ3+、等、ＢはＦｅ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔ
ａ5+、Ｗ6+、Ｍｏ6+等で、ｍは１から８である。その結
晶構造の基本は、（ｍ−１）個のＡＢＯ3 からなるペロ
ブスカイト格子が連なった層状ペロブスカイト層の上下
を（Ｂｉ2 Ｏ2 ）2+層が挟み込んだ構造をなす。これら
の材料の中で、ＡがＳｒ、Ｂａ、ＢがＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ
の組み合わせに強誘電性を示すものが多い。また、Ｂｉ
2 Ｏ2 層の存在がキャリヤのバリアとして作用している
との指摘もあり、膜中のキャリア移動によるリーク電流
の発生や繰り返し疲労耐性の劣化の抑制にも効果が期待
される。事実、ストロンチウム元素を含んだ材料を用い
ることで低リーク電流や、繰り返し疲労耐性も１０12回
まで達成できることが示されている（Ａｒａｕｊｏ他：
ＰＣＴ／ＵＳ９２／１０６２７）。また、バリウム元素
を含んだ材料についても同様の結果が得られることが知
られている。
Ｂａ2+、Ｂｉ3+、等、ＢはＦｅ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔ
ａ5+、Ｗ6+、Ｍｏ6+等で、ｍは１から８である。その結
晶構造の基本は、（ｍ−１）個のＡＢＯ3 からなるペロ
ブスカイト格子が連なった層状ペロブスカイト層の上下
を（Ｂｉ2 Ｏ2 ）2+層が挟み込んだ構造をなす。これら
の材料の中で、ＡがＳｒ、Ｂａ、ＢがＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ
の組み合わせに強誘電性を示すものが多い。また、Ｂｉ
2 Ｏ2 層の存在がキャリヤのバリアとして作用している
との指摘もあり、膜中のキャリア移動によるリーク電流
の発生や繰り返し疲労耐性の劣化の抑制にも効果が期待
される。事実、ストロンチウム元素を含んだ材料を用い
ることで低リーク電流や、繰り返し疲労耐性も１０12回
まで達成できることが示されている（Ａｒａｕｊｏ他：
ＰＣＴ／ＵＳ９２／１０６２７）。また、バリウム元素
を含んだ材料についても同様の結果が得られることが知
られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】強誘電体材料を各種の
デバイスに応用するには、残留自発分極や抗電界のよう
な強誘電特性と共に、その疲労耐性とリーク電流の低減
といったデバイスの信頼性に係わる特性の向上が課題と
なる。このためには、高性能な強誘電体材料の開発と共
に、電極材料の開発及びこれらの材料の高品質薄膜形成
の技術を開発することが必要となる。上記のストロンチ
ウムやバリウム元素を含んだビスマス層状構造強誘電体
は高信頼性の材料として有望であるが、残留自発分極の
大きさはＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜に比べて約
１０分の１以下となるため、デバイスの微細化（キャパ
シタ面積の減少）には適応が困難となる。
デバイスに応用するには、残留自発分極や抗電界のよう
な強誘電特性と共に、その疲労耐性とリーク電流の低減
といったデバイスの信頼性に係わる特性の向上が課題と
なる。このためには、高性能な強誘電体材料の開発と共
に、電極材料の開発及びこれらの材料の高品質薄膜形成
の技術を開発することが必要となる。上記のストロンチ
ウムやバリウム元素を含んだビスマス層状構造強誘電体
は高信頼性の材料として有望であるが、残留自発分極の
大きさはＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜に比べて約
１０分の１以下となるため、デバイスの微細化（キャパ
シタ面積の減少）には適応が困難となる。
【０００９】本発明は上記の課題に鑑みなされたもので
あり、強誘電特性の信頼性を向上させたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜及びこの薄膜を用いたデバイスを提
供することを目的にしている。
あり、強誘電特性の信頼性を向上させたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜及びこの薄膜を用いたデバイスを提
供することを目的にしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明ではＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜に
ストロンチウム又はバリウム元素を添加することで、Ｂ
ｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜でのリーク電流の低減
と共に疲労耐性の改善を行った。
めに、本発明ではＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜に
ストロンチウム又はバリウム元素を添加することで、Ｂ
ｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜でのリーク電流の低減
と共に疲労耐性の改善を行った。
【００１１】本発明の強誘電体薄膜素子は、シリコンや
砒化ガリウム等の単結晶半導体基板の表面を二酸化ケイ
素や窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の絶縁膜で被覆した後、下
部薄膜電極を形成し、この下部電極上に強誘電体結晶薄
膜を形成し、その上に上部電極を形成してある。下部薄
膜電極としては、白金、金、ニッケル、クロム、窒化ケ
イ素タングステン（ＷＳｉＮ）等を用いることが好まし
い。更に、これらの電極と基板との間の密着性を向上す
るために、下地としてチタン、タンタル、モリブデン、
ニッケル、クロム等の層を形成することが好ましい。
砒化ガリウム等の単結晶半導体基板の表面を二酸化ケイ
素や窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の絶縁膜で被覆した後、下
部薄膜電極を形成し、この下部電極上に強誘電体結晶薄
膜を形成し、その上に上部電極を形成してある。下部薄
膜電極としては、白金、金、ニッケル、クロム、窒化ケ
イ素タングステン（ＷＳｉＮ）等を用いることが好まし
い。更に、これらの電極と基板との間の密着性を向上す
るために、下地としてチタン、タンタル、モリブデン、
ニッケル、クロム等の層を形成することが好ましい。
【００１２】本発明における酸化物強誘電体結晶薄膜の
形成方法としては、スパッタリング法、レーザーアブレ
ーション法、ゾルーゲル法、ＣＶＤ法等種々の方法が可
能である。更に、成膜原料としても、薄膜を構成する各
元素毎に独立した原料、或いは予め所定の組成比に調製
された混合原料を用いることが可能である。
形成方法としては、スパッタリング法、レーザーアブレ
ーション法、ゾルーゲル法、ＣＶＤ法等種々の方法が可
能である。更に、成膜原料としても、薄膜を構成する各
元素毎に独立した原料、或いは予め所定の組成比に調製
された混合原料を用いることが可能である。
【００１３】例えば、スパッタリング法、レーザーアブ
レーション法により、ストロンチウム元素を添加したＢ
ｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜を形成する場合、原料
ターゲットとして、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 及びＳｒＯの
それぞれ独立の焼結体原料、又はＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12粉末
に所定量のＳｒＯを混合した焼結体原料を用いることが
可能である。
レーション法により、ストロンチウム元素を添加したＢ
ｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜を形成する場合、原料
ターゲットとして、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 及びＳｒＯの
それぞれ独立の焼結体原料、又はＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12粉末
に所定量のＳｒＯを混合した焼結体原料を用いることが
可能である。
【００１４】一方、ゾルーゲル法では原理的に原料溶液
の組成と形成される薄膜の組成は一致するため、添加元
素量を調製するには適している。原料としては、硝酸ビ
スマス（Ｂｉ（ＮＯ3 ）3 ・５Ｈ2 Ｏ）、チタンイソプ
ロポキサイド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ）、硝酸スト
ロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ3 ）2 ）、酢酸バリウム（Ｂａ
（ＣＨ3 ＣＯＯ）2 ）等の他にも多くの化合物原料が使
用できる。これらの原料を溶媒として氷酢酸やアルコー
ル、水を用い所定の割合に混合することで、成膜用の透
明ゾル溶液を作成し、基板上にスピンコートした後に結
晶化熱処理を行う。
の組成と形成される薄膜の組成は一致するため、添加元
素量を調製するには適している。原料としては、硝酸ビ
スマス（Ｂｉ（ＮＯ3 ）3 ・５Ｈ2 Ｏ）、チタンイソプ
ロポキサイド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ）、硝酸スト
ロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ3 ）2 ）、酢酸バリウム（Ｂａ
（ＣＨ3 ＣＯＯ）2 ）等の他にも多くの化合物原料が使
用できる。これらの原料を溶媒として氷酢酸やアルコー
ル、水を用い所定の割合に混合することで、成膜用の透
明ゾル溶液を作成し、基板上にスピンコートした後に結
晶化熱処理を行う。
【００１５】また、ＣＶＤ法による成膜を行う場合、原
料としてビスマス、チタン、ストロンチウム、バリウム
の有機金属化合物を加熱気化し、キャリヤガスを用い
て、酸素ガスと共に加熱した基板上に供給することで結
晶薄膜が作成できる。原料としては、トリオルトトリル
ビスマス（Ｂｉ（ｏ−Ｃ7 Ｈ7 ）3 ）、トリフェニルビ
スマス（Ｂｉ（Ｃ5 Ｈ6 ）3 ）、チタンイソプロポキサ
イド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7 ）4 ）、ストロンチウムビ
スジピバロイルメタナート（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2）2 ）、バリウムビスジピバロイルメタナート
（Ｂａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）等が用いられる。
料としてビスマス、チタン、ストロンチウム、バリウム
の有機金属化合物を加熱気化し、キャリヤガスを用い
て、酸素ガスと共に加熱した基板上に供給することで結
晶薄膜が作成できる。原料としては、トリオルトトリル
ビスマス（Ｂｉ（ｏ−Ｃ7 Ｈ7 ）3 ）、トリフェニルビ
スマス（Ｂｉ（Ｃ5 Ｈ6 ）3 ）、チタンイソプロポキサ
イド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7 ）4 ）、ストロンチウムビ
スジピバロイルメタナート（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2）2 ）、バリウムビスジピバロイルメタナート
（Ｂａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）等が用いられる。
【００１６】このようにして形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜の上に、上記電極材料と同じ材料に
より、上部電極を形成することにより、強誘電体不揮発
性メモリ素子、焦電赤外線センサ素子、圧電素子、コン
デンサ、発振器等多くのデバイスに応用することができ
る強誘電体薄膜素子を得ることができる。
12強誘電体結晶薄膜の上に、上記電極材料と同じ材料に
より、上部電極を形成することにより、強誘電体不揮発
性メモリ素子、焦電赤外線センサ素子、圧電素子、コン
デンサ、発振器等多くのデバイスに応用することができ
る強誘電体薄膜素子を得ることができる。
【００１７】
【作用】本発明の強誘電体結晶薄膜は、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜にストロンチウム又はバリウム元素
を添加することで、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜
の持つ大きな残留自発分極を維持し、薄膜のリーク電流
及び繰り返し疲労耐性の改善が可能となった。この効果
の一つの解釈として、次のようなものが考えられる。リ
ーク電流は膜中のグレイン境界を通じて流れることが考
えられ、更に、添加した不純物元素はセラミックスの場
合と同様にグレイン境界に吐き出されると考えた場合、
この領域にストロンチウムやバリウム元素を含むリーク
電流の低いビスマス層状構造結晶が発生するため、薄膜
全体のリーク電流の抑制及び疲労耐性の向上が図れたも
のと解釈できる。その結果、優れた強誘電特性と低リー
ク電流特性及び高い繰り返し疲労耐性を兼ね備えた強誘
電体結晶薄膜が得られ、従来のＰＺＴ等では不十分であ
ったデバイスの信頼性確保が可能となる。
12強誘電体結晶薄膜にストロンチウム又はバリウム元素
を添加することで、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜
の持つ大きな残留自発分極を維持し、薄膜のリーク電流
及び繰り返し疲労耐性の改善が可能となった。この効果
の一つの解釈として、次のようなものが考えられる。リ
ーク電流は膜中のグレイン境界を通じて流れることが考
えられ、更に、添加した不純物元素はセラミックスの場
合と同様にグレイン境界に吐き出されると考えた場合、
この領域にストロンチウムやバリウム元素を含むリーク
電流の低いビスマス層状構造結晶が発生するため、薄膜
全体のリーク電流の抑制及び疲労耐性の向上が図れたも
のと解釈できる。その結果、優れた強誘電特性と低リー
ク電流特性及び高い繰り返し疲労耐性を兼ね備えた強誘
電体結晶薄膜が得られ、従来のＰＺＴ等では不十分であ
ったデバイスの信頼性確保が可能となる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の強誘電体結晶薄膜を有する強
誘電体薄膜素子の実施例を説明する。
誘電体薄膜素子の実施例を説明する。
【００１９】実施例１．図１に示したように、本実施例
ではシリコン単結晶ウェハ１の表面に膜厚２００ｎｍの
熱酸化膜２が形成され、その上に膜厚３０ｎｍのチタン
層３を介して２００ｎｍの白金下部電極４が形成された
ものに強誘電体結晶薄膜５を形成した。強誘電体結晶薄
膜５の形成方法としては、ゾルーゲル法を用いた。
ではシリコン単結晶ウェハ１の表面に膜厚２００ｎｍの
熱酸化膜２が形成され、その上に膜厚３０ｎｍのチタン
層３を介して２００ｎｍの白金下部電極４が形成された
ものに強誘電体結晶薄膜５を形成した。強誘電体結晶薄
膜５の形成方法としては、ゾルーゲル法を用いた。
【００２０】原料として、硝酸ビスマス（Ｂｉ（Ｎ
Ｏ3 ）3 ・５Ｈ2 Ｏ）とチタンイソプロポキサイド（Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ）、添加元素のストロンチウム
及びバリウムについては、それぞれ硝酸ストロンチウム
（Ｓｒ（ＮＯ3 ）2 ）及び酢酸バリウム（Ｂａ（ＣＨ3
ＣＯＯ）2 ）を用いた。まず、硝酸ビスマスを氷酢酸に
溶解した後、Ｂｉ／Ｔｉ＝４／３となるように適量のチ
タンイソプロポキサイドを混合し、さらに硝酸ストロン
チウム又は酢酸バリウムをＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12に対してモ
ル比でそれぞれ０、２、５、７、１０％となるように混
合溶解した後、２−メトキシエタノール（ＣＨ3 ＯＣＨ
2 ＣＨ2 ＯＨ）を添加して溶液の粘度を調整すること
で、成膜用原料溶液とした。このように調製したゾル溶
液を、基板１に形成した下部電極４上にスピンコート
（５０００ｒｐｍで２０秒間）した後、大気中で１１５
℃で１５分の乾燥と４００℃で６０分の仮焼成（有機成
分の除去）を行った。この１回のスピンコートで約５０
ｎｍの膜厚が得られたことから、これらの工程を４回繰
り返して全体の膜厚が２００ｎｍとなるようにした。次
にこの仮焼成膜を酸素雰囲気中で６５０℃で１５秒間の
高速熱処理（ＲＴＡ）による結晶化を行った。
Ｏ3 ）3 ・５Ｈ2 Ｏ）とチタンイソプロポキサイド（Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ）、添加元素のストロンチウム
及びバリウムについては、それぞれ硝酸ストロンチウム
（Ｓｒ（ＮＯ3 ）2 ）及び酢酸バリウム（Ｂａ（ＣＨ3
ＣＯＯ）2 ）を用いた。まず、硝酸ビスマスを氷酢酸に
溶解した後、Ｂｉ／Ｔｉ＝４／３となるように適量のチ
タンイソプロポキサイドを混合し、さらに硝酸ストロン
チウム又は酢酸バリウムをＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12に対してモ
ル比でそれぞれ０、２、５、７、１０％となるように混
合溶解した後、２−メトキシエタノール（ＣＨ3 ＯＣＨ
2 ＣＨ2 ＯＨ）を添加して溶液の粘度を調整すること
で、成膜用原料溶液とした。このように調製したゾル溶
液を、基板１に形成した下部電極４上にスピンコート
（５０００ｒｐｍで２０秒間）した後、大気中で１１５
℃で１５分の乾燥と４００℃で６０分の仮焼成（有機成
分の除去）を行った。この１回のスピンコートで約５０
ｎｍの膜厚が得られたことから、これらの工程を４回繰
り返して全体の膜厚が２００ｎｍとなるようにした。次
にこの仮焼成膜を酸素雰囲気中で６５０℃で１５秒間の
高速熱処理（ＲＴＡ）による結晶化を行った。
【００２１】こうして得られたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電
体結晶薄膜のＸ線回折パターンを図２に示す。層状ペロ
ブスカイト構造のランダム配向Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12結晶に
対応する（１１７）回折ピークが３０゜の位置に顕著に
認められる。なお、４０゜の位置に認められるピークは
白金電極の（１１１）反射である。
体結晶薄膜のＸ線回折パターンを図２に示す。層状ペロ
ブスカイト構造のランダム配向Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12結晶に
対応する（１１７）回折ピークが３０゜の位置に顕著に
認められる。なお、４０゜の位置に認められるピークは
白金電極の（１１１）反射である。
【００２２】これらの強誘電体結晶薄膜について、上部
電極６を１００ｎｍの白金の蒸着により形成して目的の
素子を得た。この素子について強誘電体結晶薄膜のリー
ク電流の測定を行った。５Ｖ印加でのリーク電流密度の
測定値は次のようになった。
電極６を１００ｎｍの白金の蒸着により形成して目的の
素子を得た。この素子について強誘電体結晶薄膜のリー
ク電流の測定を行った。５Ｖ印加でのリーク電流密度の
測定値は次のようになった。
【００２３】
【表１】
【００２４】上記の結果から、ストロンチウム又はバリ
ウム元素の添加によって、リーク電流が低減できたこと
が分かる。元素添加量５〜１０モル％で、特に好ましい
リーク電流低下の効果が得られた。元素添加量が１０モ
ル％を越えると、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12以外の相が出現して
きて好ましくない。その理由は、ＳｒＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15
やＢａＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15等の自発分極値が小さい成分の
発生により薄膜全体としての自発分極が低下してしまう
ためである。
ウム元素の添加によって、リーク電流が低減できたこと
が分かる。元素添加量５〜１０モル％で、特に好ましい
リーク電流低下の効果が得られた。元素添加量が１０モ
ル％を越えると、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12以外の相が出現して
きて好ましくない。その理由は、ＳｒＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15
やＢａＢｉ4 Ｔｉ4 Ｏ15等の自発分極値が小さい成分の
発生により薄膜全体としての自発分極が低下してしまう
ためである。
【００２５】これらの試料の内、元素添加量５、７、１
０モル％のリーク電流の小さい膜について、ヒステリシ
ス曲線の測定を行った所、全試料でヒステリシス曲線が
観察された。図３に７モル％ストロンチウム元素添加の
試料についての測定結果の例を示す。縦軸は残留分極
（Ｐｒ）、横軸は抗電界（Ｅｃ）を示す。良好なヒステ
リシス曲線が得られており、残留自発分極Ｐｒは約１２
μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約８４ｋＶ／ｃｍ、誘電率
εは１８０（測定周波数１０ｋＨｚ）である。
０モル％のリーク電流の小さい膜について、ヒステリシ
ス曲線の測定を行った所、全試料でヒステリシス曲線が
観察された。図３に７モル％ストロンチウム元素添加の
試料についての測定結果の例を示す。縦軸は残留分極
（Ｐｒ）、横軸は抗電界（Ｅｃ）を示す。良好なヒステ
リシス曲線が得られており、残留自発分極Ｐｒは約１２
μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約８４ｋＶ／ｃｍ、誘電率
εは１８０（測定周波数１０ｋＨｚ）である。
【００２６】次に、この試料について繰り返し疲労耐性
の測定を行った。電圧３Ｖ、パルス幅８．６μｓｅｃの
バイポール２連パルス印加による残留自発分極値の変化
の結果を図４に示す。縦軸は残留分極（Ｐｒ）、横軸は
分極反転回数を示す。ここで、白丸及び黒丸は、それぞ
れプラス方向及びマイナス方向の残留自発分極値を意味
する。１０11回までの分極反転回数での測定結果では、
殆ど残留自発分極の値に変化は見られていない。
の測定を行った。電圧３Ｖ、パルス幅８．６μｓｅｃの
バイポール２連パルス印加による残留自発分極値の変化
の結果を図４に示す。縦軸は残留分極（Ｐｒ）、横軸は
分極反転回数を示す。ここで、白丸及び黒丸は、それぞ
れプラス方向及びマイナス方向の残留自発分極値を意味
する。１０11回までの分極反転回数での測定結果では、
殆ど残留自発分極の値に変化は見られていない。
【００２７】以上の結果から、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12へのス
トロンチウム又はバリウム元素の添加により、従来の報
告にない２００ｎｍの薄い膜厚での強誘電体結晶薄膜の
リーク電流の低減と繰り返し疲労耐性の向上が得られ
た。
トロンチウム又はバリウム元素の添加により、従来の報
告にない２００ｎｍの薄い膜厚での強誘電体結晶薄膜の
リーク電流の低減と繰り返し疲労耐性の向上が得られ
た。
【００２８】実施例２．実施例１と同様の下部電極の形
成されたシリコン基板を用い、ゾルーゲル法によるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の形成を行った。原料ゾ
ル溶液の調製方法は実施例１と同様である。まず、基板
上に５モル％ストロンチウム元素添加の原料ゾル溶液を
塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理して形成した
膜厚５０ｎｍの薄膜上に、５モル％バリウム元素添加の
原料ゾル溶液を塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処
して膜厚５０ｎｍの薄膜を形成した。これらの工程を合
計２回繰り返し、全膜厚が２００ｎｍの強誘電体結晶薄
膜を作成した。ここで、塗布、乾燥、仮焼成、結晶化高
速熱処理は実施例１と同様の条件とした。
成されたシリコン基板を用い、ゾルーゲル法によるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の形成を行った。原料ゾ
ル溶液の調製方法は実施例１と同様である。まず、基板
上に５モル％ストロンチウム元素添加の原料ゾル溶液を
塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理して形成した
膜厚５０ｎｍの薄膜上に、５モル％バリウム元素添加の
原料ゾル溶液を塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処
して膜厚５０ｎｍの薄膜を形成した。これらの工程を合
計２回繰り返し、全膜厚が２００ｎｍの強誘電体結晶薄
膜を作成した。ここで、塗布、乾燥、仮焼成、結晶化高
速熱処理は実施例１と同様の条件とした。
【００２９】得られた強誘電体結晶薄膜を使用して実施
例１と同様にして得た素子について測定した強誘電体結
晶薄膜のリーク電流密度は、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 （５
Ｖ印加）であった。また、残留自発分極Ｐｒは約９μＣ
／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約７８ｋＶ／ｃｍ、誘電率εは
１８５であった。残留自発分極値の変化の結果を図５に
示す。繰り返し疲労耐性は１０11回以上を示した。
例１と同様にして得た素子について測定した強誘電体結
晶薄膜のリーク電流密度は、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 （５
Ｖ印加）であった。また、残留自発分極Ｐｒは約９μＣ
／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約７８ｋＶ／ｃｍ、誘電率εは
１８５であった。残留自発分極値の変化の結果を図５に
示す。繰り返し疲労耐性は１０11回以上を示した。
【００３０】なお、ここではストロンチウム元素を添加
した強誘電体結晶薄膜の形成を先に行ったが、バリウム
を添加した強誘電体薄膜の形成を先に行っても良い。
した強誘電体結晶薄膜の形成を先に行ったが、バリウム
を添加した強誘電体薄膜の形成を先に行っても良い。
【００３１】実施例３．実施例１と同様の下部電極の形
成されたシリコン基板を用い、ゾルーゲル法によるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の形成を行った。原料ゾ
ル溶液の調製方法は実施例１と同様である。まず、基板
上に７モル％ストロンチウム元素添加の原料ゾル溶液を
塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理して形成した
膜厚５０ｎｍの薄膜上に、ストロンチウム及びバリウム
のいずれの元素も添加していないＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12の原
料ゾル溶液を塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理
して膜厚１００ｎｍの薄膜を形成し、更にこの上に５モ
ル％バリウム元素添加の原料ゾル溶液を塗布し、乾燥、
仮焼成、結晶化高速熱処理して膜厚５０ｎｍの薄膜を形
成して、全膜厚が２００ｎｍの強誘電体結晶薄膜を作成
した。ここで、塗布、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理
の条件は実施例１と同様である。
成されたシリコン基板を用い、ゾルーゲル法によるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の形成を行った。原料ゾ
ル溶液の調製方法は実施例１と同様である。まず、基板
上に７モル％ストロンチウム元素添加の原料ゾル溶液を
塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理して形成した
膜厚５０ｎｍの薄膜上に、ストロンチウム及びバリウム
のいずれの元素も添加していないＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12の原
料ゾル溶液を塗布し、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理
して膜厚１００ｎｍの薄膜を形成し、更にこの上に５モ
ル％バリウム元素添加の原料ゾル溶液を塗布し、乾燥、
仮焼成、結晶化高速熱処理して膜厚５０ｎｍの薄膜を形
成して、全膜厚が２００ｎｍの強誘電体結晶薄膜を作成
した。ここで、塗布、乾燥、仮焼成、結晶化高速熱処理
の条件は実施例１と同様である。
【００３２】得られた強誘電体結晶薄膜を使用して実施
例１と同様にして得た素子について測定した作成した強
誘電体結晶薄膜のリーク電流密度は、７×１０-6Ａ／ｃ
ｍ2（５Ｖ印加）であった。また、残留自発分極Ｐｒは
約１０μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約１０５ｋＶ／ｃ
ｍ、誘電率εは１７０であった。残留自発分極値の変化
の結果を図６に示す。繰り返し疲労耐性は１０10回であ
った。
例１と同様にして得た素子について測定した作成した強
誘電体結晶薄膜のリーク電流密度は、７×１０-6Ａ／ｃ
ｍ2（５Ｖ印加）であった。また、残留自発分極Ｐｒは
約１０μＣ／ｃｍ2 、抗電界Ｅｃは約１０５ｋＶ／ｃ
ｍ、誘電率εは１７０であった。残留自発分極値の変化
の結果を図６に示す。繰り返し疲労耐性は１０10回であ
った。
【００３３】なお、ここではストロンチウム元素を添加
した強誘電体結晶薄膜の形成を先に行ったが、バリウム
を添加した強誘電体薄膜の形成を先に行っても良い。
した強誘電体結晶薄膜の形成を先に行ったが、バリウム
を添加した強誘電体薄膜の形成を先に行っても良い。
【００３４】以上の実施例では、ゾルーゲル法による成
膜法の結果を示したが、薄膜中の不純物量を制御して成
膜できる方法であれば、他の成膜方法を用いることも可
能である。更に、その元素添加量を薄膜中で連続的に変
化させることも可能なことは言うまでもない。
膜法の結果を示したが、薄膜中の不純物量を制御して成
膜できる方法であれば、他の成膜方法を用いることも可
能である。更に、その元素添加量を薄膜中で連続的に変
化させることも可能なことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】本発明の強誘電体結晶薄膜は、Ｂｉ4 Ｔ
ｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜にストロンチウム又はバリウ
ム元素を添加することで、従来のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘
電体結晶薄膜単独では得られなかった薄い膜厚での低リ
ーク電流及び高い繰り返し疲労耐性を有する高品質な強
誘電体結晶薄膜が得られる。従って、この強誘電体結晶
薄膜の上下を電極で挟んだキャパシタ構造を用いること
で、高信頼性を有する強誘電体不揮発性メモリ素子、各
種のＩＣ用のオンチップコンデンサ、焦電効果型赤外線
センサ等のデバイスを作成することが可能となる。
ｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜にストロンチウム又はバリウ
ム元素を添加することで、従来のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘
電体結晶薄膜単独では得られなかった薄い膜厚での低リ
ーク電流及び高い繰り返し疲労耐性を有する高品質な強
誘電体結晶薄膜が得られる。従って、この強誘電体結晶
薄膜の上下を電極で挟んだキャパシタ構造を用いること
で、高信頼性を有する強誘電体不揮発性メモリ素子、各
種のＩＣ用のオンチップコンデンサ、焦電効果型赤外線
センサ等のデバイスを作成することが可能となる。
【図１】本発明の強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄
膜素子の断面概略図。
膜素子の断面概略図。
【図２】実施例１において形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12
結晶薄膜のＸ線回折パターンを示す図。
結晶薄膜のＸ線回折パターンを示す図。
【図３】実施例１において形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12
結晶薄膜のヒステリシス曲線を示す図。
結晶薄膜のヒステリシス曲線を示す図。
【図４】実施例１において形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
【図５】実施例２において形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
【図６】実施例３において形成されたＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
結晶薄膜の繰り返し疲労耐性測定結果を示す図。
１ 半導体基板（シリコンウェハ） ２ 絶縁膜（シリコン熱酸化膜） ３ チタン膜 ４ 下部電極（白金） ５ 強誘電体結晶薄膜（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12薄膜） ６ 上部電極（白金）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 18/12 Ｃ３０Ｂ 29/32 Ｚ 9261−4Ｇ Ｈ０１Ｂ 3/00 Ｆ Ｈ０１Ｌ 27/04 21/822 21/8242 27/108 37/02 41/08 41/22 // Ｃ２３Ｃ 24/10 Ａ Ｈ０１Ｌ 27/10 ３２５ Ｊ 41/08 Ｚ 41/22 Ｚ
Claims (15)
- 【請求項１】 ストロンチウム元素を添加してなるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項２】 基板上に形成したストロンチウム元素を
添加してなるＢｉ4Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項３】 ストロンチウム元素の添加量の範囲が５
〜１０モル％であることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項４】 バリウム元素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ
3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項５】 基板上に形成したバリウム元素を添加し
てなるＢｉ4 Ｔｉ3Ｏ12強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項６】 バリウム元素の添加量の範囲が５〜１０
モル％であることを特徴とする請求項４又は請求項５記
載の強誘電体結晶薄膜。 - 【請求項７】 基板上に、ストロンチウム元素を添加し
てなるＢｉ4 Ｔｉ3Ｏ12強誘電体結晶薄膜及びバリウム
元素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜
を有することを特徴とする強誘電体薄膜素子。 - 【請求項８】 基板上に、ストロンチウム元素を添加し
てなるＢｉ4 Ｔｉ3Ｏ12強誘電体結晶薄膜を有すること
を特徴とする強誘電体薄膜素子。 - 【請求項９】 基板上に、バリウム元素を添加してなる
Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜を有することを特徴
とする強誘電体薄膜素子。 - 【請求項１０】 ストロンチウム及びバリウムのいずれ
の元素も添加しないＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜
を、ストロンチウム元素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜とバリウム元素を添加してなるＢｉ
4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の間に有することを特徴
とする請求項７記載の強誘電体薄膜素子。 - 【請求項１１】 ストロンチウム元素又はバリウム元素
の添加量の範囲がそれぞれ５〜１０モル％であることを
特徴とする請求項７、８、９又は１０記載の強誘電体結
晶薄膜素子。 - 【請求項１２】 ビスマス、チタン及びストロンチウム
元素の酸素含有化合物から調製した、ストロンチウム元
素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12薄膜の成膜用原料の
ゾル溶液を基板上に塗布し、乾燥し、次いで、結晶化高
速熱処理を行うことを特徴とするストロンチウム元素を
添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の製造
方法。 - 【請求項１３】 ビスマス、チタン及びバリウム元素の
酸素含有化合物から調製した、バリウム元素を添加して
なるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12薄膜の成膜用原料のゾル溶液を基
板上に塗布し、乾燥し、次いで、結晶化高速熱処理を行
うことを特徴とするバリウム元素を添加してなるＢｉ4
Ｔｉ3 Ｏ12強誘電体結晶薄膜の製造方法。 - 【請求項１４】 ビスマス、チタン、及びストロンチウ
ム元素の酸素含有化合物から調製した、ストロンチウム
元素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12薄膜の成膜用原料
のゾル溶液、又はビスマス、チタン、及びバリウム元素
の酸素含有化合物から調製した、バリウム元素を添加し
てなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12薄膜の成膜用原料のゾル溶液の
何れか一方を基板上に塗布し、乾燥、結晶化高速熱処理
を行って第１の薄膜を形成すること、次いで、この薄膜
の上に、第１の薄膜とは異なる種類の薄膜の成膜用原料
のゾル溶液を塗布し、乾燥、結晶化高速熱処理を行って
第２の薄膜を形成することを特徴とするストロンチウム
及びバリウム元素を添加してなるＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12強誘
電体結晶薄膜の製造方法。 - 【請求項１５】 第１の薄膜の上に、ストロンチウム及
びバリウムのいずれの元素も添加しないＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ
12強誘電体結晶薄膜の成膜用原料のゾル溶液を塗布し、
乾燥、結晶化高速熱処理を行って該強誘電体結晶薄膜を
形成してから第２の薄膜を形成することを特徴とする請
求項１４記載の強誘電体結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13435994A JPH082919A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 強誘電体結晶薄膜及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び該強誘電体結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13435994A JPH082919A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 強誘電体結晶薄膜及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び該強誘電体結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH082919A true JPH082919A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15126533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13435994A Pending JPH082919A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 強誘電体結晶薄膜及び該強誘電体結晶薄膜を有する強誘電体薄膜素子及び該強誘電体結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082919A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998008255A1 (fr) * | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication de dispositif a oxyde dielectrique et memoire et semi-conducteur utilisant ce dispositif |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13435994A patent/JPH082919A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998008255A1 (fr) * | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication de dispositif a oxyde dielectrique et memoire et semi-conducteur utilisant ce dispositif |
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