JPH08502628A - 層状超格子物質を作製し、それを含む電子デバイスを作製する方法 - Google Patents

層状超格子物質を作製し、それを含む電子デバイスを作製する方法

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JPH08502628A JP6511140A JP51114093A JPH08502628A JP H08502628 A JPH08502628 A JP H08502628A JP 6511140 A JP6511140 A JP 6511140A JP 51114093 A JP51114093 A JP 51114093A JP H08502628 A JPH08502628 A JP H08502628A
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Abstract

(57)【要約】 金属を含む液体前駆体を基板（１８）に塗布し、ＲＴＰベークし、そしてアニールすることにより層状超格子物質（３０）を形成する。良好な電気特性を得るためには、高ビスマス量の前駆体以外の場合は、ＲＴＰおよびアニールにおいて基板（１８）を酸素中でプリべークすることが必要である。化学量論比の１１０％〜１４０％の過剰ビスマスと７５０℃のＲＴＰ温度が最適である。この膜は２層構造（３０Ａ，３０Ｂ）に形成され、その第１層には化学量論組成の前駆体を用い、第２層には過剰ビスマスの前駆体を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】 層状超格子物質を作製し、それを含む電子デバイスを作製する方法 １．発明の分野 本発明は、一般的には層状超格子物質の作製に関し、詳細には疲労し難く信頼 性が有り、非常に劣化し難い強誘電性の高誘電率集積回路装置の作製方法に関す る。 ２．問題点の説明 同じ出願人による米国特許出願第07/965,190号（1992/10/23出願）には、G.A. Smolenskii，V.A.Isupov，and A.I.Agronvskaya（参考文献：“Ferroelectrics and Related Materials”のChapter15，ISSN 0275-9608，［シリーズ：Ferroele ctrics and Related Phenomena，1984のV.3］G.A.Smolenskii編）が発見した層 状超格子物質は、強誘電性高誘電率集積回路用途において、従来その用途に用い られていたどの物質よりも適していることが開示されている。これら層状超格子 物質は、ストロンチウム、カルシウム、バリウム、ビスマス、カドミウム、鉛、 チタン、タンタル、ハフニウム、タングステン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマ ス、スカンジウム、イットリウム、ランタン、アンチモン、クロム、およびタリ ウムのような金属の複合酸化物を含み、これらは層状超格子、すなわち強誘電物 質のサブ格子と非強誘電物質のサブ格子のように、全く異種のサブ格子が交互に 積層した結晶格子を自然に形成する複合酸化物である。一般に、個々の層状超格 子物質は上記金属の２種以上を含んでおり、例えば、ストロンチウム、ビスマス 、およびタンタルは層状超格子物質タンタル酸ストロンチウムビスマスＳｒＢｉ2 Ｔａ2Ｏ9 がある。同じ出願人による米国特許出願第07/981,133号には、従来知られてい るものよりも電子特性が数倍良好な層状超格子薄膜を作製する方法が記載されて いる。本発明は、前記出願中のある部分を更に発展させたものであり、本発明の 作製方法と組み合わせると分極率等の臨界強誘電性パラメータの値が第981,133 号出願に記載された基本的方法で得られる値のほぼ２倍になる。 良好な強誘電性パラメータを有することに加えて、もう一つ重要なことは、強 誘電性膜の物理的品質が生産プロセスで用いるのに適していることである。例え ば、膜の結晶粒サイズをより均一にして、結晶の品質を高め、膜に亀裂等の欠陥 か無いようにする必要がある。膜の結晶粒サイズは膜厚に比べて小さいことも必 要である。そうでないと、膜の粗さが膜厚や他のデバイス素子の寸法と同等にな って、デバイスを許容限度内で作製することが困難または不可能になり、結局は 短絡等の電子的ブレークダウンを引き起こすことがある。もう一つ重要なことは 、作製プロセスが高速にでき、設備および人員の面で費用が増加しないようにす ることである。 酸素雰囲気中での高速の熱処理および炉内アニール処理は、薄膜作製技術にお いて良く知られている多くのプロセスの幾つかにある。例えば、“Ferroelectri cs”，Vol．109，pp.1-23（1990）の“Process Optimization and Characteriza tion of Device Worthy Sol-GelBased PZT for Ferroelectric Memories”，B.M ．Melnick，J.D．Cuchiaro，L.D．McMillan，C.A．Paz De Araujo，and J.F．Sc ottを参照。また、ＰＺＴを作製する際に、作製プロセスで酸化鉛蒸気として失 われる鉛の損失を相殺するために、スピン・オン＋アニール処理を用いて過剰の 鉛を添加することも知られている。William D. Miller et al．の米国特許第5,0 28,455号を参照。また、チタン酸ビスマス薄膜を作製する際に、スパッタ処理中 に失われるビスマス を相殺するために、過剰のＢｉ2Ｏ3を添加することも知られている。Shu-Yau Wu による“A New Ferroelectric Memory Device，Metal-Ferroelectric-Semicondu ctor Transistor”（IEEE Transactions On Electron Devices,August 1974，pp ．499-504を参照。E.C． Subbaraoは“A Family of Ferroelectric Bismuth Com pounds”，J．Phys．Chem．Solids，V．23，pp．665-676（1962）において、幾 種類かの層状超格子物質の固溶体を作り出すこと、それらの物理的パラメータの 幾つか、すなわち誘電率およびキューリー温度が、固溶体を構成する種々の元素 の比率が変わるのに伴って変わることを開示している。しかし、これらは層状超 格子物質の品質に影響を及ぼす潜在的な可能性がある数百の工程およびパラメー タのうちのほんの幾つかに過ぎず、本発明者の仕事以前には、層状超格子物質に おいて疲労速度が非常に遅く且つ分極率が２５という高い値となるような強誘電 特性を達成するために、上記およびその他の作製工程をどのように用いるかは未 知であったのであり、ただこのような特性を持つ物質を３０年以上にわたって探 し求めていただけというのが現実である。 ３．問題点の解決策 本発明は、前駆体を急速熱処理（rapid thermal processing：ＲＴＰベーク） することにより上記の問題を解決する。ＲＴＰベークは５００℃〜８５０℃で行 う。ＲＴＰベークの次に、温度７００℃〜８５０℃で炉内アニールを行う。ＲＴ Ｐベークおよび炉内アニールはいずれも酸素濃化雰囲気中で行うのが最も良い。 層状超格子物質が、２つのキャパシタ電極層の間の材料を構成する強誘電薄膜 を含む場合は、層状超格子物質を形成した後に第１回炉内アニールを行い、第２ 電極を堆積させた後に第２回アニールを行うと、最良の結果が得られる。第２回 アニールをキャパシタのパ ターニング前または後に行ってもよいし、あるいはパターニング前に第２回アニ ールを行い、パターニング後に第３回アニールを行ってもよい。第２回および第 ３回のアニールは第１回のアニールよりも低温で行う。 物質が式SrBi4-2x+a｛(Tay,Tb1-y)x,(Tiz,Zr1-z)2-2x｝22O15-6x、ここで０≦ ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦１．０且つｘ−２≦ａ≦１．６（２−ｘ ）、望ましくは０．７≦ｘ≦１．０、０．８≦ｙ≦１．０、０．６≦ｚ１．０且 つ０≦ａ≦０．８（２−ｘ）、で表されるものである場合には、高い分極率を持 つ強誘電物質を得るためにはＲＴＰベークが必要である。前駆体が高ビスマス量 である場合すなわち物質の組成が下記の組成：SrBi4-2x+a｛(Tay,Tb1-y)x,(Tiz, Zr1-z)2-2x｝ 22O15-6X、ここで０≦ｘ≦１．０、０≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦１ ．０且つ０≦ａ≦１．６（２−ｘ）、望ましくは０．７≦ｘ≦１．０、０．８≦ ｙ≦１．０、０．６≦ｚ１．０且つ０≦ａ≦１．２（２−ｘ）、で表されるもの である場合には、ＲＴＰベークは必ずしも必要ではない。 基板に前駆体を塗布する工程の前に急速アニール工程の温度より高温にまで基 板をプリベークすることも、高性能の強誘電物質を得る上で重要である。 金属のうちの１種類がビスマスである場合、ビスマス添加量を正常な化学量論 的な量の約１２５％にすると、強誘電物質の分極率が非常に高まる。 本発明はまた、未硬化膜内にビスマスの勾配を生成させる方法をも提供し、こ の方法においては基板から最も遠い層のビスマス量を多くし、膜の結晶相を生成 する加熱工程中にこの層が露出するようにする。この方法によれば、平均結晶粒 サイズが２０〜２００ｎｍである層状超格子物質が得られる。先行技術と比較す ると、本発明 の方法は物質の結晶粒サイズが小さくなると同時に結晶粒サイズの分布も狭くな るので、膜の結晶性が向上する。同時に、本発明の方法は、短時間の炉内アニー ルで物質が高２Ｐｒ値に達するので、製造時間が短縮する。 上記本発明の方法により、優れた電子特性を持つ層状超格子物質が得られる。 例えば、２５マイクロクーロン／ｃｍ2を超える高い値の分極率２Ｐｒを持つ強 誘電性層状超格子物質をこれまでに作製した。以下に、本発明の上記以外の多く の特徴、目的および利点について、添付図面を参照して説明する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明により層状超格子物質の薄膜を作製する方法の望ましい態様を 示すフローチャートであり、 図２は、本発明の方法によりウェハ上に作製した薄膜キャパシタを非常に拡大 して示すウェハの上面図であり、 図３は、本発明の方法により作製した薄膜キャパシタデバイスを示す、図２の 線３−３における部分断面図であり、 図４は、本発明の方法を用いて作製した集積回路の一部を示す断面図であり、 図５は、本発明の方法により作製した１０％過剰のビスマスを含むＳｒＢｉ2 Ｔａ2Ｏ9のサンプルについて±２、±４、±６および±８ボルトでのヒステレシ ス曲線を示し、 図６は、本発明による物資の優れた耐疲労性を示す、図５のサンプルについて ２Ｐｒとサイクル数との関係のグラフであり、 図７は、化学量論組成の前駆体溶液と一連の異なるＲＴＰベーク温度とを用い たタンタル酸ストロンチウムビスマスのサンプルについて各ヒステレシス曲線を 示し、 図８は、１０％過剰ビスマスの前駆体溶液と一連の異なるＲＴＰベーク温度と を用いたタンタル酸ストロンチウムビスマスのサンプルについて各ヒステレシス 曲線を示し、 図９は、図７および図８のヒステレシス曲線の各組について２ＰｒとＲＴＰベ ーク温度との関係のグラフを示し、 図１０は、種々のビスマス量の前駆体溶液を用いて作製したタンタル酸ストロ ンチウムビスマスのサンプルについて２、４および６ボルトでのヒステレシス曲 線を示し、 図１１は、図１０の６ボルトでのヒステレシス曲線について２Ｐｒおよび２Ｅ ｃのグラフを示し、 図１２は、図１０のサンプルについて２Ｐｒとサイクル数との関係のグラフを 示し、 図１３は、タンタル酸ストロンチウムビスマスの各サンプルについて２Ｐｒお よび２Ｅｃと第１回アニール温度との関係のグラフを示し、 図１４は、第１回アニール温度８００℃で作製したタンタル酸ストロンチウム ビスマスのサンプルについて２Ｐｒおよび２Ｅｃと第１回アニール時間との関係 のグラフと示し、 図１５は、ビスマスを１０％過剰にして、種々の第２回アニール温度で作製し たタンタル酸ストロンチウムビスマスのサンプルについて２Ｐｒと２Ｅｃとの関 係のグラフを示し、 図１６は、ビスマスを１０％過剰にして、酸素雰囲気および窒素雰囲気中で作 製したタンタル酸ストロンチウムビスマスのサンプルについて２Ｐｒと第２回ア ニール時間との関係のグラフを示し、 図１７は、タンタル酸ストロンチウムビスマスおよびニオブ酸ストロンチウム ビスマスの種々の固溶体を含んで構成したサンプルについて２、４および６ボル トでのヒステレシス曲線を示し、 図１８は、タンタル酸ストロンチウムビスマスおよびニオブ酸ストロンチウム ビスマスの種々の固溶体を含んで構成したサンプルについて２Ｐｒおよび２Ｅｃ のグラフを示し、 図１９は、タンタル酸ストロンチウムビスマスおよびニオブ酸ストロンチウム ビスマスの種々の固溶体を含んで構成したサンプルについて２Ｐｒとサイクル数 との関係のグラフを示し、 図２０は、タンタル酸ストロンチウムビスマスとニオブ酸ストロンチウムビス マスとを５０／５０にして化学量論組成の前駆体溶液を用いて作製したサンプル について２、４および６ボルトでのヒステレシス曲線を示し、 図２１は、タンタル酸ストロンチウムビスマスとニオブ酸ストロンチウムビス マスとを５０／５０にして化学量論組成に対して１０％過剰のビスマス含有量の 前駆体溶液を用いて作製したサンプルについて２、４および６ボルトでのヒステ レシス曲線を示し、 図２２は、チタン酸ストロンチウムビスマスとタンタル酸ストロンチウムビス マスの種々の固溶体を含んで構成したサンプルについて２、４、６および８ボル トでのヒステレシス曲線を示し、 図２３は、チタン酸ストロンチウムビスマスとニオブ酸ストロンチウムビスマ スの種々の固溶体を含んで構成したサンプルについて２、４および６ボルトでの ヒステレシス曲線を示し、 図２４は、チタン酸ストロンチウムビスマスと、タンタル酸ストロンチウムビ スマスと、ニオブ酸ストロンチウムビスマスの種々の固溶体を含むサンプルにつ いて２、４および６ボルトでのヒステレシス曲線を示し、 図２５は、チタン酸ストロンチウムビスマスと、タンタル酸ストロンチウムビ スマスと、ニオブ酸ストロンチウムビスマスとの異種の固溶体を種々に含むサン プルについて２Ｐｒを示す三角形グラフ を示し、 図２６は、チタン酸ストロンチウムビスマスと、タンタル酸ストロンチウムビ スマスと、ニオブ酸ストロンチウムビスマスとの固溶体について、タンタルとニ オブの相対量を変えた場合の２Ｐｒとチタン％との関係のグラフを示し、 図２７は、チタン酸ストロンチウムビスマスと、タンタル酸ストロンチウムビ スマスと、ニオブ酸ストロンチウムビスマスとの種々の固溶体について２Ｐｒお よび２Ｅｃをまとめた表を示し、 図２８は、図２２〜図２４のサンプルのうち幾つかについて２Ｐｒとサイクル 数との関係のグラフを示し、 図２９は、層状超格子物質を用いた電子デバイスを設計するためのコンピュー タ化したシステムを示し、 図３０は、チタン酸ストロンチウムビスマスとジルコニウム酸ストロンチウム ビスマスの種々の固溶体を含むサンプルについて２、４および６ボルトでのヒス テレシス曲線を示し、 図３１は、図３０のサンプルについて２Ｐｒおよび２Ｅｃとジルコニウム％と の関係のグラフを示し、 図３２は、チタン酸ストロンチウムビスマスとジルコニウム酸ストロンチウム ビスマスの固溶体の２種類のサンプルについて２Ｐｒとサイクル数との関係のグ ラフを示し、 図３３は、蒸発し易い元素の比率に勾配をつけた層状超格子物質場合の図３の ウェハの一部を示し、 図３４は、２０％過剰のビスマスを含む前駆体から作製したタンタル酸ストロ ンチウムビスマスのサンプルについて２Ｐｒとアニール時間（単位：分）との関 係のグラフと、化学量論組成の前駆体から作製したサンプルについての同様なグ ラフとの比較であり、図３５は、前駆体が７％過剰のビスマスを含むタンタル酸 ストロンチ ウムビスマスのサンプルと、ビスマスに勾配を持つサンプルと、前駆体が化学量 論組成のサンプルとについて、ビスマス含有量とアニール時間との関係のグラフ を示し、 図３６は、前駆体が７％過剰のビスマスを含むタンタル酸ストロンチウムビス マスのサンプルと、ビスマスに勾配を持つサンプルと、前駆体が化学量論組成の サンプルとについて、２Ｐｒとアニール時間との関係のグラフを示す。 望ましい態様の説明 図２および図３に、多数のキャパシタ１２、１４、１６等を含むウェハ１０を 示す。図２は、本発明によりウェハ１０上に作製した薄膜キャパシタ１２、１４ 、１６等を非常に拡大して示すウェハ１０の上面図である。図３は、キャパシタ １６と交差する線３−３での図２の断面図の一部である。図３において、ウェハ １０は、シリコン基板２２と、酸化シリコンの絶縁層２４と、次層の白金電極２ ８を酸化シリコン２４に接合する補助をするチタンの薄層２６と、層状超格子物 質の層３０と、もう一方の白金電極３２とを含む。層２４、２６、２８、３０お よび３２を堆積させた後に、ウェハ１０を層２８までエッチングで掘り下げるこ とにより、底部電極２８で相互に接続された個々のキャパシタ１２、１４、１６ 等を形成する。本発明は主として、層状超格子物質の層３０を生成する方法を含 む。前記のように、これらの層状超格子物質は、ストロンチウム、カルシウム、 バリウム、ビスマス、カドミウム、鉛、チタン、タンタル、ハフニウム、タング ステン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、スカンジウム、イットリウム、ラン タン、アンチモン、クロム、およびタリウムのような金属の複合酸化物、すなわ ち全く異なるサブ格子が交互に積層した結晶格子を含んで構成される。一般に、 個々の 層状超格子物質は上記金属の２種以上を含む。例えば、バリウム、ビスマスおよ びニオブは層状超格子物質ニオブ酸バリウムビスマスＢａＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9形成す る。物質３０は誘電性、強誘電性、あるいは両方であってよい。誘電性であれば キャパシタ１６は誘電性キャパシタであり、物質３０が強誘電性であればキャパ シタ１６は強誘電性キャパシタである。層状超格子物質は一般的な形として下記 の式で一括して表せる。 ここで、A1，A2...Ajはペロブスカイト型構造中のＡサイト元素、例えばスト ロンチウム、カルシウム、バリウム、ビスマス、鉛等を表し、S1，S2...Skは超 格子生成元素、すなわち通常はビスマスであるがその他イットリウム、スカンジ ウム、ランタン、アンチモン、クロム、タリウム等の原子価が＋３の元素を表し 、B1，B2...B1はペロブスカイト型構造中のＢサイト元素、例えばチタン、タン タル、ハフニウム、タングステン、ニオブ、ジルコニウム等の元素を表し、Ｑは アニオン、すなわち一般には酸素であるがその他フッ素、塩素の元素またはこれ らの合成物、例えばオキシフロライド、オキシクロライド等を表している。式（ １）中の上添字は各元素の原子価を示し、下添字は化合物１モル中のその物質の モル数、あるいは単位セルで表示した場合は、単位セル中のその元素の平均原子 個数を示す。下添字は整数または分数である。すなわち、式（１）は単位セルが 材料内で変動する場合を含んでおり、例えばＳｒ．75Ｂａ．25Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ9は 、平均でＳｒが７５％の頻度でＡサイト原子でありＢａが２５％の頻度でＡサイ ト原子である。化合物中のＡサイト元素が１種類のみである場合、それは“Al” 元素で表示され、w2...wjは全て０である。化合物中のＢサイト元素が１種類の みである場合、 それは“Bl”元素で表示され、y2...y1は全て０であり、そして超格子生成元素 についても同様である。通常は、Ａサイト元素が１種類、超格子生成元素が１種 類、Ｂサイト元素が１種類または２種類であるが、本発明は両サイトおよび超格 子生成元素が多種類になり得る場合も含むことを意図しているので、式（１）は より一般的な形で表示した。ｚの値は次式から求まる。 （２）（alwl + a2w2...+ ajwj）＋（slxl + s2x2...+ skxk）＋（blyl+ b2y2 ...+ bjwj）＝ 2z 式（１）はSmoleskii型化合物の３種類を全て含んでいる。層状超格子物質は式 （１）を満たす物質を全て含むわけではなく、異種の層が交互に積層した結晶構 造を自然に形成するもののみを含む。式（１）中の符号ｘ，ｙ，ｚを、後出の式 （Ｉ）および（I'）中で用いている符号ｘ，ｙ，ｚと混同しないように注意を要 する。式（１）は層状超格子物質の一般式であるのに対し、式（Ｉ）および（I' ）は特定の層状超格子物質の固溶体についての式である。 また、ここで用いる層状超格子物質はドープした層状超格子物質も含む意味で ある。すなわち、式（１）に含まれる物質であれば、種々の物質、シリコン、ゲ ルマニウム、ウラン、ジルコニウム、錫、ハフニウム等をドープしたものでもよ い。例えば、タンタル酸ストロンチウムビスマスに下式で表される種々の元素を ドープすることができる。 （２）(Sr1-xM1x)Bi2(Nb1-yM2y)09＋αM30 ここで、Ｍ１はＣａ、Ｂａ、Ｍｇ、またはＰｂであってよく、M2はＴａ、Ｂｉ、 またはＳｂであってよく、Ｘおよびｙは０〜１の数値で望ましくは０≦ｘ≦０． ２、０≦ｙ≦０．２、Ｍ３はＳｉ、Ｇｅ、Ｕ、Ｚｒ、Ｓｎ、またはＨｆであって よく、望ましくは０≦α≦０．０５である。この式に含まれる物質は、ここで用 いている層状超格子物質 という用語にも含まれる。 同様に、比較的少量の第２成分を層状超格子物質に添加してもよく、その結果 得られる物質も本発明の範囲内である。例えば、式ＡＢＯ3の酸素８面体物質を 、下式に示したようにタンタル酸ストロンチウムビスマスに少量添加してもよい 。 （３）(1-x)SrBi2Ta209＋xABO3 ここで、ＡはＢｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｙ、Ｂａ、およびＬｎであってよ く、ＢはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、およびＣｏであってよく、ｘは ０〜１の数値であり、望ましくは０≦ｘ≦0.2である。 同様に、層状超格子物質を少量のＡＢＯ3とドープ成分とによって改変しても よい。例えば下式による物質 （３）(1-x)SrBi2Ta209＋ xAB03，＋αMeO， ここで、ＡはＢｉ、Ｓｂ、ＹおよびＬｎであってよく、ＢはＮｂ、Ｔａ、および Ｂｉであってよく、ＭｅはＳｉ、Ｇｅ、Ｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＺｒであってよく 、ｘは０〜１の数値であり、望ましくは０≦ｘ≦0.2であることを本発明では考 慮している。 図４に、本発明を用いて作製できるような集積回路７０を形成するために層状 超格子物質キャパシタ７２をＤＲＡＭ記憶装置に組み入れた例を示す。メモリセ ル５０は、シリコン基板５１と、フィールド酸化領域５４と、電気的に相互接続 された２個の電子デバイスと、トランジスタ７１と、強誘電物質スイッチングキ ャパシタ７２とを含む。トランジスタ７１は、ゲート７３と、ソース７４と、ド レイン７５とを含む。キャパシタ７２は、第１電極５８と、強誘電性層状超格子 物質６０と、第２電極７７とを含む。トランジスタ７１のドレイン７５がキャパ シタ７２の第１電極５８に接続しているところ以外は、５６のような絶縁体がデ バイス７１と７２を分離し ている。４７および７８のようなの電気的コンタクト部が、デバイス７１および ７２を集積回路７０の他の部分に電気的に接続している。図４に示した集積回路 メモリセルの作製プロセス全体の詳細な例は、米国特許出願第919,186号に示さ れているので、参考としてここに引用した。図２、３、４は、キャパシタ１２、 １４、１６等および集積回路７０は現実の電子デバイスの特定の部分の現実の断 面図ではなく、本発明の構造および方法を他の形式よりも明瞭かつ十分に描写す るために用いた単なる理想的な表現形式であることをここに確認しておく。 本明細書においては、層２２、２４、２６、２８、３０および３２を有し上記 物質で作られた多数のキャパシタ１２、１４、１６の作製および試験について説 明し、本発明の作製方法の種々の態様と、種々の層状超格子物質３０とを開示す る。更に、層状超格子物質を用いた電子デバイスの設計および生産に本発明をい かにして適用するかも開示する。しかし、本明細書中に記載した特定のプロセス および電子デバイスは一つの典型例であること、すなわち、図３および図４の各 層は前述しまた後述する以外の物質で作製してもよく、本明細書中に含まれる以 外にも本発明の方法は多数の異なる態様を持ち、１２、１４、１６のようなキャ パシタや集積回路７０以外の多数の電子デバイスに用いられ得る方法および物質 があることを本発明は考慮していることをここに確認しておく。更に、本明細書 中で用語「基板」は特定の意味と一般的な意味の両方に用いていることも確認し ておく。特定な意味では、特定なシリコン層２２を指し、これは従来からシリコ ン基板と呼称されており、その上に本明細書記載の典型的な電子デバイスを作製 する。一般的な意味では、単一または複数の別の層をその上に形成する物質、対 象物、または層を指す。この意味では、例えば層２２、２４、２６および２８は 、層 状超格子物質３０である層３０に対する基板１８を構成している。 本明細書中で頻繁に用いる用語に「化学量論」あるいは「化学量論的な」があ る。本明細書中での用語「化学量論的な」は、前駆体溶液と最終的な層状超格子 膜３０と関係を概略的に表現する。「化学量論的な前駆体」は、前駆体中の種々 の金属の相対的な比率が、目的とする最終的な層状超格子薄膜３０の均一な試料 中での比率と同一である前駆体である。この比率は、最終的な薄膜３０について の組成式によって規定される。 以下、本発明を更に詳細に説明するために、図１に、３０および６０のような 層状超格子物質の薄膜を、そして物質３０および６０を組み込んだ１０および７ ０のようなデバイスを作製する本発明の方法の望ましい態様のフローチャートを 示す。先ず最初に望ましい方法の各工程を簡単に概観した後、次に個々の工程に ついて説明し、望ましい方法の実施例を示す。望ましい方法の第１工程８０は前 駆体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３等の作成である。この望ましい方法においては、前駆体は 層状超格子物質３０を構成する金属の化合物が溶解している液体である。各前駆 体を工程８１で混合し、混合された前駆体を工程８２に蒸留する。次は溶媒調整 および／または濃度調整工程８３である。大概この工程は２段階に別れており、 段階同士は時間的にかなり間隔が開いてもよい。第１段階では、混合済みの前駆 体を適当な溶媒に溶解し濃縮して長期保存に備える。使用直前に、溶媒および濃 度を調整することにより、この方法で得られる電子デバイスを最適化することが できる。 この溶媒・濃度調整工程８３と並行して、基板１８を準備する。基板が基板１ ８のようにメタライズ（金属被覆した）基板であれば、工程８５Ａで層２２、２ ４、２６および２８を形成して基板とした後に工程８６Ａでプリベークする。基 板がシリコン単結晶やガリウ ム砒素単結晶のようなノンメタライズ（金属被覆していない）基板であれば、工 程８５Ｂで基板を準備し工程８６Ｂで脱水処理する。工程８７で基板に前駆体を 被覆する。後述の実施例では、この被覆をスピン・オン法で行ったが、ここに参 考として引用する米国特許出願第993,380号に記載されている噴霧堆積法（miste d deposition process）や、浸漬法等の適当な被覆方法を用いてもよい。被覆し た基板を工程８８で乾燥し、ＲＴＰ（rapid thermal processing：急速熱処理） 装置内でベークする。層３０が望みの厚さにならない場合は、一連の被覆、乾燥 、ＲＴＰベークの工程８７、８８、８９を必要回数だけ繰り返して望みの厚さに する。次に工程９２でウェハ１０をアニールし、工程９３でスパッタ等の適当な 方法により上部電極すなわち第２電極３２を堆積させ、工程９４でウェハ１０を 再度アニールする。次に工程９５でイオンエッチング、化学エッチング等の適当 な方法でキャパシタ１６を成形する。次は工程９６で３回目のアニールである。 図２のようなキャパシタデバイスが望みの最終結果であれば工程９６で処理プロ セスは完了であり、図４のような集積回路の場合には更に工程９７でコンタクト 部のメタライゼーション、キャップ層形成等を行って処理プロセスが完了する。 詳しく後述するように、上記概観した工程全てがどのようなデバイスにも必要な わけではなく、工程のうち幾つかは任意であるし、特定の層状超格子物質のため にのみ必要な工程もある。 望ましい前駆体溶液および工程８０でのその作成方法についての詳細は、米国 特許出願第981,133号に説明されているので、ここに参考として引用しておく。 概略は、金属または金属化合物を２−エチルヘキサン酸のようなカルボン酸と反 応させて金属ヘキサン酸塩を生成させ、これをキシレンのような適当な単一また は複数の溶媒に溶解させる。２−エチルヘキサン酸塩の他、金属と化合して適当 な前駆体を形成するものは、アセテートおよびアセチルアセトン酸塩である。チ タンのようなある種の金属については、前駆体金属化合物はチタン２−メトキシ エトキシドのような金属アルコキシドを含んで構成されてもよい。この他に、金 属と化合して前駆体化合物として用いることができるものとしては、メトキシド 、エトキシド、ｎ−プロポキシド、イソープロポキシド、ｎ−ブトキシド、イソ −ブトキシド、テルト−ブトキシド（tert-butoxides）、２−メトキシエトキシ ド、および２−エトキシエトキシドがある。前駆体金属化合物は、水の沸点すな わち１００℃よりも高い沸点を持つ溶媒中に溶解させることが望ましい。キシレ ン溶媒はほとんどの金属に用いることができる。陽性の強い金属については、溶 媒は２−メトキシメタノールまたはｎ−ブチルアセテートを含むことが望ましい 。沸点の観点で使用可能な幾つかの溶媒として、アルコールの例としては１−ブ タノール（１１７℃）、１−ペンタノール（１１７℃）、２−ペンタノール（１ １９℃）、１−ヘキサノール（１５７℃）、２−ヘキサノール（１３６℃）、３ −ヘキサノール（１３５℃）、２−エチル−１−ブタノール（１４６℃）、２− メトキシエタノール（１２４℃）、２−エトキシエタノール（１３５℃）、およ び２−メチル−１−ペンタノール（１４８℃）があり、ケトンの例としては２− ヘキサノン（メチルブチルケトン）（１２７℃）、４−メチル−２−ペンタノン （メチルイソブチルケトン）（１１８℃）、３−ヘプタノン（ブチルエチツケト ン）（１２３℃）、およびシクロヘキサノン（１５６℃）があり、エステルの例 としてはブチル褪せてーと（１２７℃）、２−メトキシエチルアセテート（１４ ５℃）、および２−エトキシエチルアセテート（１５６℃）があり、エーテルの 例としては２−メトキシエチルエーテル（１６２℃）および２−エトキシエチツ エーテル（１９０℃）があり、芳香族炭化 水素の例としては各種キシレン（１３８℃〜１４３℃）、トルエン（１１１℃） 、およびエチルベンゼン（１３６℃）がある。 個々の金属の前駆体を別々に作成した後に混合してもよいが、一般的には同一 の容器内で全部一緒に作成しながら混合する。混合した後、前駆体溶液を脱水処 理して水分およびその他不要な不純物および作成過程で生ずる副生成物を除去す ることができるが、前駆体および溶液が十分に純粋な状態で準備できるのなら脱 水処理工程８１は省略してもよい。次に工程８１で溶媒の種類と濃度を調整する 際に、被覆をすぐに行うなら被覆用に調整し、そうでなければ長期保存用に調整 する。溶媒調整工程を溶液の長期保存用に行った場合には、薄膜を最適化するた めに通常はもう１回調整を行う。長期保存用の調整方法および高品質膜形成用の 調整方法については、米国特許出願第981,133号に記載されている。本発明の特 徴は、先行出願において溶媒として記載したキシレンを用いた前駆体のような単 一溶媒の前駆体に長期保存性があり、被覆を行う直前に単一または複数の第２の 溶媒を加えると薄膜の品質が非常に向上することを見出した点にある。 ほとんどの単一の溶媒は、溶解度、粘性、および沸点が最適にはならないこと が分かった。溶媒中の金属化合物の溶解度は微細な析出が発生するか否かを決定 し、粘性は被覆処理が円滑に行えるか否かを決定し、沸点は乾燥処理で溶媒がい かに速く蒸発するか、その結果乾燥処理中に欠陥が生ずるか否かを決定する。上 記所望特性の全てを最適化するために、望ましい態様においては、被覆処理の直 前に１種またはそれ以上の別の溶媒を添加し、濃度を通常は蒸留により調整する 。前出の沸点に関する情報を利用して、より沸点の高い溶媒を加えることにより 乾燥処理全体を遅らせることもできるし、より沸点の低い溶媒を加えることによ り乾燥処理を速めることもで きる。ｎ−ブチルアセテートを加えて溶解度を高めることもできる。例えば、キ シレンおよび２−メトキシエタノールを両方含む前駆体に、望ましくは５０％の キシレン、２０％のメトキシエタノール、および３０％のｎ−ブチルアセテート の概略比で、ｎ−ブチルアセテートを第３の溶媒として加えた場合、形成される 薄膜は表面の平坦性が向上し、亀裂やスパッツ（spats）が減少し、微小粒子の 析出が減少する。メトキシエタノールは２−エチルヘキサン酸塩のような金属エ ステルに対して良好な溶媒ではないので、これら物質の溶媒としては５０％キシ レンと５０％ｎ−ブチルアセテートが推奨される。前駆体中の金属の１種がスト ロンチウムである場合に、特に向上が著しい。一般に、沸点が２００℃より高い 溶媒は、例え溶解度が良好であっても、蒸発温度が高く蒸気圧が低いことが本発 明の望ましい態様において用いるスピン・オン処理および乾燥処理には適さない ため、適当な溶媒ではない。エチレングリコールおよびフォルムアミドを蒸発ス ピード制御剤として添加することが、亀裂問題を抑制する上で有効であることも 分かった。 工程８５Ａと工程８６Ａ、または工程８５Ｂと工程８６Ｂにおいて、基板を準 備し被覆処理用に備える。薄膜を支持し且つ本明細書記載の物質および処理工程 に有害でない基板のほとんど全ては用いることができる。そのような基板の幾つ かとしては、酸化または非酸化のシリコンまたはガリウム砒素の半導体ウェハで 、集積回路および／またはメタライズ層を備えたまたは備えていないものや、シ リコンまたはガラスの板、およびその他の電子デバイスチップがある。本明細書 の典型的な装置については、基板は図３に示すようなメタライズ基板１８であっ た。基板１８の作製については前出の先行出願第981,133号に詳細に記載されて いるので、ここでは繰り返さない。チタン接合層を持つ白金を実施例中でメタラ イゼーション に用いたが、白金に接合層としてタンタル、タングステン、モリブデン、クロム 、ニッケル、またはこれらの合金、および窒化チタン等を用いることもできる。 スパッタまたは真空蒸着が堆積法として望ましいが、その他のメタライゼーショ ン法を用いてもよい。メタライゼーション用堆積処理中の基板の加熱は、接合を 向上させるのに有効である。メタライズした基板を、ウェハ１０上で行う次工程 以降の処理の温度以上の温度でプリベークすることが、薄膜３０の電子特性を最 適化するために通常は必要であることを見出した。プリベーク工程８６Ａは酸素 雰囲気中でのベーキングであり、被覆工程８７の前に５００℃〜１０００℃の範 囲の酸素濃度で行うことが望ましい。ウェハ１０を拡散炉内でベークすることが 望ましい。基板プリベークエ程８６Ａは基板表面から水分と有機不純物を除去す る。更に重要なことは、プリベーク処理は、そのアニール作用により、そして接 合層２６の金属の部分酸化と相互拡散により、金属層２８の内部応力を減少させ ることである。これら全てにより、基板１８と層状超格子膜３０との接合を向上 させ、剥離問題を低減する。更に、接合層２６が遷移金属である場合は、部分酸 化により金属が化学的にする。したがって、白金層２８を貫通して層状超格子層 ３０に侵入する可動原子の数が顕著に減少し、層状超格子物質３０が拡散イオン 起因の欠陥を生ぜずに円滑に結晶化する。基板がメタライズされていない場合に は、シリコン等のウェハを低温で脱水処理する。 簡潔にするために、前駆体の混合、蒸留、溶媒調整、および濃度調整の各工程 ８１、８１、および８３を別々に且つ直線的に説明した。しかし、用いる前駆体 液に応じ、前駆体を保存しておくか直ちに使用するかによって、これらの工程を 組み合わせたり別の順序にしたりすることができる。例えば、蒸留処理は通常、 溶媒濃度調整 処理の一部であるが、同時に不要な副生成物の除去にも有用であるから、これら を一緒に機能させることが多い。別の例として、混合と溶媒処理とは同じ機械的 操作を共有することが多く、例えば特定の反応体と溶媒を所定の順序で前駆体溶 液に添加する。第三の例として、これら混合、蒸留および溶媒・濃度調整の各工 程を、前駆体準備の処理全体の中で数回繰り返すこともできる。 次いで、混合、蒸留および調整済の前駆体溶液を基板１８に被覆する。この被 覆処理はスピン・オン法で行うことが望ましい。望ましい前駆体溶液濃度は0.01 〜0.50Ｍ（モル／ｌ）であり、望ましいスピン速度は５００ｒｐｍ〜５０００ｒ ｐｍである。 スピン・オン処理と噴霧堆積処理により溶媒の一部は除去されるが、溶媒の一 部は被覆処理後に残存する。乾燥工程８８で、この溶媒を湿った膜から除去する 。同時に、加熱により薄膜中の有機成分が熱分解し、これも蒸発して薄膜から除 去される。その結果、結晶化前のアモルファス状態の層状超格子物質３０の固体 薄膜が得られる。この乾燥膜は次のスピン・オン被覆を支持するのに十分な剛性 を持っている。乾燥温度は溶媒の沸点より高温でなくてはならず、前駆体溶液中 の有機物の熱分解温度より高温であることが望ましい。望ましい乾燥温度は１５ ０℃〜４００℃であり、用いる前駆体によって異なる。乾燥工程は、単一温度で の単一段階でもよいし、数水準の温度での多段階乾燥処理として例えば温度の昇 降を行うようにしてもよい。多段階乾燥処理は、昇温が急速過ぎる際の過剰な体 積収縮により発生する薄膜の亀裂や気泡を防止するのに有用である。乾燥工程８ ８を行うために電気ホットプレートを用いることが望ましい。 乾燥工程８８に次いで、ＲＴＰベーク工程８９を任意に行う。ハロゲンランプ 、赤外線ランプ、または紫外線ランプからの照射をＲ ＴＰベーク工程の加熱源とする。実施例においては、ハロゲン光源を利用したAG Associates model 410 Heat Pulserを用いた。望ましいＲＴＰベーク条件は、 ２０％〜１００％酸素の酸素雰囲気中、温度５００〜８５０℃、昇温速度１℃／ 秒〜２００℃／秒、保持時間５秒〜３００秒である。ＲＴＰ処理中に、残留有機 物があっても完全に燃焼し蒸発する。同時に、ＲＴＰベークの急速昇温により核 生成が促進される。すなわち、固体膜３０中で層状超格子物質の小さな結晶粒が 多数発生する核生成が促進される。これらの結晶粒は結晶化の進行を可能にする 核として作用する。ベーク処理時に酸素が存在することは、これらの結晶粒が生 成するのに必要である。 スピン法その他による一回の被覆厚さは、続く加熱工程８８、８９、９２での 体積収縮による亀裂を防止するために、非常に重要である。亀裂の無い膜を得る ためには、１回分のスピン・コート層は ベーク工程８９後に２０００Å未満でなくてはならない。したがって、２０００ Åより厚い膜を得るには多数回の被覆が必要である。望ましい膜形成工程ではス ピン・オン被覆１回毎にＲＴＰベークを行う。すなわち、図１に示したように、 基板を被覆、乾燥、およびＲＴＰベークした後、所望厚さを得るのに必要な回数 だけ工程９０を繰り返す。しかし、被覆各回毎にＲＴＰベークを行うことは必ず しも必要ではない。被覆２回毎にＲＴＰベーク１回というのが実際的であり、一 連の複数回被覆の最後にＲＴＰベークを１回行うだけでも、ほとんどの層状超格 子強誘電物質について電子特性向上に対して非常に有効である。限られた数の特 定の前駆体と層状超格子物質組成の組み合わせについては、特に化学量論組成よ り過剰のビスマス濃度を用いたものについては、ＲＴＰベーク工程８９は不要で ある。 所望の膜厚が得られたら、乾燥し望ましいベークを施した膜を工 程９２でアニールする。このアニールを、後の工程で行うアニールと区別するた めに第１アニールと呼ぶ。この第１アニールは炉内において酸素雰囲気中で行う ことが望ましい。酸素濃度は望ましくは２０％〜１００％であり、温度は特定の 層状超格子物質３０の結晶化温度よりも高温にする。一般に、本発明の物質につ いては、この温度は７００℃より高温である。層状超格子物質３０から元素が蒸 発するのを防止するために、且つ既存の集積回路の損傷を含めて基板の熱損傷を 防止するために、アニール温度は８５０℃未満に保つのが望ましい。望ましくは 、タンタル酸ストロンチウムビスマスのためのアニールは約８００℃で３０〜９ ０分行い、これは他のほとんどの層状超格子物質についても同じ範囲である。こ の場合にも、第１アニールにおいて酸素の存在は重要である。酸素に富んだ雰囲 気下では、多数の核、すなわちＲＴＰベーク工程で生じた小さな結晶粒が成長す ることによって、十分に結晶化した強誘電物質膜が形成される。 第１アニール後に、第２のすなわち上部の電極３２を形成する。この電極は白 金を１層ＲＦスパッタして形成するのが望ましいが、ＤＣスパッタ、イオンビー ムスパッタ、真空蒸着、等の他の適当な堆積法で形成してもよい。電子デバイス の設計上必要であれば、金属の堆積前に、従来のフォトリソグラフィーおよびエ ッチングにより層状超格子物質３０をパターニングした後、堆積後の第２工程に おいて上部電極３２をパターニングする。本明細書中に記載した実施例において は、従来のフォトリソグラフィー技術およびイオンビームエッチングにより上部 電極３２と層状超格子物質３０を一緒にパターニングする。 通常、上部電極３２は堆積したままの状態では層状超格子物質との接合が弱い 。熱処理により接合を向上させることが望ましい。上 部電極３２で覆われた層状超格子膜３０を含むウェハ１０をアニールするが、こ のアニールは、パターニング工程９５の前の図１中に第２アニール（１）工程９ ４で、またはパターニング工程９５の後に図１中に第２アニール（２）工程９６ で、またはパターニング工程９５の前後の両方で、のうちのいずれで行ってもよ い。第２アニールは電気炉内において５００℃から第１アニール温度までの温度 で行うことが望ましい。第２アニールが５００℃未満であると電極３２の接合が 向上せず、得られたキャパシタデバイスは場合によっては非常にリークし易く、 最悪の場合には短絡する。 第２アニールは、上部電極３２内の内部応力と電極３２と層状超格子物質３０ との界面の内部応力を解消する。同時に、第２アニール工程９４，９６は、上部 電極のスパッタにより生じた層状超格子物質３０のミクロ組織を再構成し、その 結果層状超格子物質の性質を向上させる。この効果は、第２アニールの実行をパ ターニングの前にしても後にしても同じである。第２アニール中の酸素雰囲気の 効果については、層状超格子物質３０が上部電極で覆われていて外囲雰囲気に曝 されていないため、ＲＴＰベーク８９や第１アニール９２の場合のようには明白 ではない。大部分の電気特性については、ヘリウム、アルゴン、窒素のような不 活性ガスを用いても酸素の場合とほとんど同じ結果が得られる。しかし、第２ア ニールを酸素雰囲気中で行うと、ヒステレシス曲線の対称性と共に、電極３２と 層状超格子物質３０との界面での結晶学的な規則性が向上することが分かった。 以下に、図２および図３に示したウェハ１０に本発明の作製方法を適用した実 施例を説明する。各実施例に沿って、図示した電気特性および電子特性の説明を 行う。図としては図５のようなヒステレシス曲線と、図６のような物質の耐久性 すなわち「疲労」曲線とを 示した。ヒステレシス曲線は、例えば図５のように印加電圧（単位：ボルト）に 対して、または例えば図７のように電界（単位：キロボルト／ｃｍ）に対して、 分極電荷（マイクロクーロン／ｃｍ2）を示した。一般に、ヒステレシスは３水 準の電圧（または電界）２ボルト、４ボルト、６ボルトについて示した。良く知 られているように、強誘電特性が良好な場合には、ヒステレシス曲線は分極方向 に伸びた箱型になる傾向があり、細く直線的にはならない。ヒステレシス測定は 特に断らない限り全て非補償型Sawyer-Tower回路で行った。耐久性または「疲労 」曲線は、分極電荷２Ｐｒ（単位：マイクロクーロン／ｃｍ2）とサイクル数と の関係を示す。分極電荷２Ｐｒは、１６で示したようなキャパシタを、一つの向 き例えば図３の上向きに完全に分極した状態から、逆向き例えば図３の下向きに 完全に分極した状態にスイッチングした際に生成する電荷である。ここで「完全 に分極した」という意味は、強誘電物質を完全に分極させて電界を取り除いた状 態である。これを図５に示したようなヒステレシス曲線で説明すると、ヒステレ シス曲線が正の分極化軸（ｙ軸）と交差する点Ｐｒ+と、ヒステレシス曲線が負 の分極化軸と交差する点Ｐｒ-との差になる。特に断らない限り、記載した２Ｐ ｒの値はヒステレシス曲線の最大電圧のところから求めたものである。２Ｐｒの 値が大きい程、強誘電物質メモリ等の用途における物質の性能が高くなる。１サ イクルは、１６で示したようなキャパシタを１個の方形パルスでスイッチングし た場合と定義する。この分極２Ｐｒは残留分極Ｐｒのほぼ２倍である。その他の 、図１１等の図には、２Ｅｃ（単位：キロボルト／ｃｍ）と化学量論的なビスマ スの量（図１１）のような他の幾つかのパラメータとの関係も示した。パラメー タ２Ｅｃは、記載した図については−６ボルトから＋６ボルトまでの電圧変化の 際の、正側の抗電界Ｅｃ＋と負側の抗 電界Ｅｃ−との合計値に等しい。抗電界は、物質を一つの分極状態から別の分極 状態にスイッチングするのに必要な電界の大きさの尺度である。実際の電子デバ イスについては、抗電界は漂遊電界によって分極のスイッチングが起きないよう に十分大きくなくてはならないが、あまり大き過ぎるとデバイスの作動に大きな 電圧が必要になる。図中および説明で用いたその他のパラメータおよび用語につ いては、各図についての説明に際に説明するか、説明の流れから明瞭になるよう にした。 第１の実施例として、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含み層状超格子 物質３０がタンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）であるウ ェハ１０を作製した。前駆体溶液はストロンチウム２−エチルヘキサン酸塩、ビ スマス２−エチルヘキサン酸塩、およびタンタル２−エチルヘキサン酸塩をキシ レン溶媒中に溶解したものであった。市販のキシレンは３種類のことなるキシレ ンを含んでいるので、単数形「xylene」の代わりに複数形「xylenes」を用いる 。上記３種類の２−エチルヘキサン酸塩を、混合後の前駆体中でストロンチウム とタンタルが化学量論比で存在し且つビスマスは化学量論比の１１０％存在する ような配合で混合した。この溶液のモル濃度は約０．２モル／ｌであった。この 前駆体にｎ−ブチルアセテートを加えて０．１３モル／ｌに希釈した。単結晶シ リコン層２２、厚さ５０００Åの二酸化シリコン層２４、厚さ２００Åのチタン 層２６、および厚さ２０００Åの白金層２８を備えた基板１８を、拡散炉内にお いて酸素流量６ｌ／分にして８００℃で３０分プリベークした。点眼器を用いて 基板１８上に１ｍのＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9を載せた。ウェハを１５００ＲＰＭで４ ０秒間スピンさせた。次いで、ウェハ１０をホットプレートの載せ大気中におい て約１７０℃で５分間、次に２５０℃で５分間それぞれベークし た。次に、ウェハ１０を、昇温速度１２５℃／秒、保持時間３０秒、自然冷却時 間６分、雰囲気酸素流量約１００〜２００ｃｃ／分の条件で、７２５℃−ＲＴＰ ベークした。点眼器を用いて溶液をウェハ上に載せる工程からＲＴＰベーク工程 までの工程を繰り返してもう１層被覆した。次に、ウェハを拡散炉に移して酸素 流量６ｌ／分で８００℃で６０分間アニールした。２０００Åの白金上層３２を スパッタし、レジストを塗布した後、標準的なフォトマスク処理を行い、イオン エッチングし、ＩＰＣストリップ（IPC strip）を行い、そして酸素流量約６ｌ ／分で８００℃で３０分間第２アニールを行た。層状超格子膜３０の最終厚さは ２０００Åであった。 図５に、図１で作製したＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9サンプルについての初期ヒステレ シス曲線を示す。図６は、図５のサンプルについて図５のような一連のヒステレ シス曲線２０個から求めた２Ｐｒとサイクル数との関係のグラフである。この図 は、スイッチングのサイクル数に対する物質の疲労の量であると考えられる２Ｐ ｒの低下を表すので、耐久性または「疲労」曲線と呼ぶ。図６は、２×１０10サ イクルの疲労が１０％未満であることを示している。その上、２Ｐｒの値は約１ ７Ｃ／ｃｍ2である。 同じ出願人による米国特許出願第981,133号に記載され請求の範囲とされてい るような物質を利用した疲労し難い層状超格子物質およびデバイスを作製する基 本的方法により、図４および図５に示したように同様の優れた耐疲労特性を得ら れる。先行出願の基本的方法により作製した物質でも、本願の改良を加えて作製 した物質でも、集積回路の標準的な範囲である２〜１０ボルトの範囲で作動する 電子デバイスが作製できる抗電界が得られる。本願の改良方法を用いれば、１５ Ｃ／ｃｍ2から２５Ｃ／ｃｍ2を超える範囲の分極率を得ることができ、同時に先 行出願と同じ優れた耐疲労特性と優れた 抗電界サイズが確保できる。 ＲＴＰベーク温度を調べるために、保持温度を種々変えた他は実施例１に記載 のようにしてサンプルを作製した。１組のサンプルについてはストロンチウム、 ビスマスおよびタンタルが化学量論比になるように混合し、他の１組のサンプル については１０％過剰のビスマスを加えた。化学量論比のサンプルは、層状超格 子層３０の厚さが２１００Å〜２２００Åであった。１０％過剰ビスマスのサン プルはこの厚さが２０００Åであった。両方の組について、２、４、６ボルトで ヒステレシス曲線を測定した。測定結果を、化学量論比のサンプルについては図 ７に、１０％過剰ビスマスのサンプルについては図８に示す。図９は、図７およ び図８の６ボルトでのヒステレシス曲線から測定した２Ｐｒのグラフである。化 学量論比のサンプルおよび１０％過剰ビスマスのサンプルのいずれも、２Ｐｒは ５００℃より高温で劇的に増加し、約７２５℃±２５℃で最大になる。最適ＲＴ Ｐベーク温度は個々の層状超格子物質によって変わることが分かった。 図８からは、１０％過剰ビスマスの場合に、２ボルトでのヒステレシス曲線が ４ボルトおよび６ボルトでのヒステレシス曲線とほとんど重なることも分かる。 この性質は、この範囲の印加電圧でほぼ同じ電子的応答が得られ、ある電圧範囲 全体で同等の特性を発揮する電子デバイスが設計可能になるため、非常に有用で ある。更に、図９から、１０％過剰ビスマスのサンプルは２Ｐｒの値が安定して おり且つ化学量論比のサンプルよりもかなり高いことが分かる。図３４に、２Ｐ ｒとアニール時間との関係を、化学量論比の前駆体を用いたタンタル酸ストロン チウムビスマスのサンプルと、２０％過剰ビスマスの前駆体を用いたサンプルと を比較して示す。２０％過剰ビスマス量の物質は化学量論比のサンプルおよび図 ９の１０％過 剰ビスマスのサンプルのどちらよりも２Ｐｒの最高値が高いが、最高値に達する アニール時間は長い。ただし、どのアニール時間でも２０％過剰ビスマスのサン プルの２Ｐｒは化学量論比のサンプルより高い。前駆体溶液を過剰ビスマスにし たサンプルがこのように優れた性能を発揮するのは、ビスマスおよびビスマス酸 化物は層状超格子物質中の他の金属およびその酸化物よりも蒸気圧が高い（蒸発 点が低い）ためであると考えられる。薄膜の形成プロセスでは、幾つかの加熱工 程があり、高温で行う工程もあるので、ビスマスおよびビスマス酸化物は薄膜形 成プロセスで蒸発し易い。その結果、このプロセス中にビスマスの一部が失われ るので、混合済前駆体中にビスマスが化学量論比で存在すると、形成された薄膜 中では化学量論比よりも少なくなり、得られる層状超格子物質は欠陥が特に表面 で多くなるため、結晶状態が劣化し、結晶状態に依存している強誘電特性が劣化 する。過剰ビスマスが作製中のビスマスの損失を補うので、より化学量論組成に 近い薄膜が得られ、強誘電特性が向上する。タンタル酸ストロンチウムビスマス の性質に対する過剰ビスマスの影響をより詳細に検討するために、本発明方法の 第２態様としてビスマス勾配を用いることについて後に説明する。そこで説明に するように、この態様は過剰ビスマスのサンプルについて２Ｐｒ最高値に達する のに長時間のアニールを要するという問題を解消するものである。 図７、図８、図９のデータから、もう一つの事実が分かる。すなわち、化学量 論組成の前駆体から形成した物質について、ＲＴＰベークにより２Ｐｒを１００ ％以上向上させる。過剰ビスマスによる物質の性能も２Ｐｒにより向上するが、 ３０％程度に過ぎない。したがって、化学量論組成の前駆体から形成した物質に はＲＴＰベークが必要であるが、過剰ビスマスを含む前駆体から形成した物質に は必要層状超格子化合物の組成式で表すと、ＲＴＰベーク工程は前駆体溶液が下 記の組成である場合に必要である。 （Ｉ）SrBi4-2x+a｛(Tay,Nb1-y)x,(TizZr1-z)2-2x｝2O15-6x ここで、０≦ｘ≦１．０，０≦ｙ≦１．０，０≦ｚ≦１．０， 且つｘ−２≦ａ≦１．６（２−ｘ） パラメータａは物質中のビスマス量を表す。ここに規定したａの範囲は化学量論 比の５０％〜１８０％のビスマスの範囲に相当する。望ましくは、０．７≦ｘ≦ １．０，０．８≦ｙ≦１．０，且つ０≦ａ≦０．８（２−ｘ）であり、これは化 学量論比の１００％〜１４０％のビスマス量に相当する。ＲＴＰベークは、下記 組成の前駆体を用いる場合には必ずしも必要ではない。 （I'）SrBi4-2x+a｛(Tay,Nb1-y)x,(Tiz,Zr1-z)2-2x｝2O15-6x ここで、０≦ｘ≦１．０，０≦ｙ≦１．０，０≦ｚ≦１．０， 且つ０≦ａ≦１．６（２−ｘ） この範囲は化学量論比の１００％〜１８０％のビスマス量に相当する。望ましく は、０．７≦ｘ≦１．０，０．８≦ｙ≦１．０，０．６≦ｚ≦１．０，且つ０≦ ａ≦１．２（２−ｘ）であり、この範囲は化学量論比の１００％〜１６０％のビ スマス量に相当する。 最後に、前述のデータからもう一つ分かることは、前駆体のビスマス量を制御 することによって、２Ｐｒ）２Ｅｃのような電子特性と耐疲労特性を制御できる ということである。これにより、以下に更に詳細に説明するように、前述のよう な記録されたデータを利用して電子デバイスを設計できる。 第２の実施例として、層状超格子物質３０をタンタル酸ストロンチウムビスマ ス（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）とし、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含む一 組のウェハ１０を１０枚製造した。前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチルヘ キサン酸塩、ビスマス２ −エチルヘキサン酸塩、およびタンタル２−エチルヘキサン酸塩をキシレン溶媒 に溶解したものであった。３種類の金属２−エチルヘキサン酸塩を混合した。混 合比率は、混合後の前駆体中にストロンチウムおよびタンタルが化学量論比で存 在し、且つビスマスが１０枚のウェハに１枚毎に化学量論比に対して異なるパー センテージ、すなわち化学量論比の５０％、８０％、９５％、１００％、１０５ ％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、および１５０％となるような混 合比率とした。溶液のモル濃度は約０．０９モル／ｌであった。単結晶シリコン 層２２、厚さ５０００Åの二酸化シリコン層２４、厚さ２００Åのチタン層２６ 、および厚さ２０００Åの白金層２８を備えた基板１８を、拡散炉内において酸 素流量を６ｌ／分にして８００℃Ｃで３０分間プリベークした。点眼器を用いて １ｍｌのＳｒＢｉ2Ｔ2Ｏ9前駆体溶液を基板１８上に載せた。ウェハを２０００ ＲＰＭで４０秒間スピンさせた。次に、ウェハ１０をホットプレート上に載せて 大気中で約１８０℃で５分間、次いで２５０℃で５分間それぞれベークした。次 に、ウェハ１０を、昇温速度１２５℃／秒、保持時間３０秒、自然冷却時間６分 、雰囲気酸素流量約１００〜２００ｃｃ／分で、７２５℃でＲＴＰベークした。 点眼器を用いて溶液をウェハ上に載せる工程からＲＴＰベーク工程までの工程を 繰り返して更に１層被覆した。次に、ウェハを拡散炉に移し、酸素流量６ｌ／分 、８００℃で３０分間アニールした。スパッタにより２０００Åの白金の上層３ ２を形成し、レジストを塗布した後、標準的なフォトマスク処理を行い、イオン エッチングし、ＩＰＣストリップ（IPC strip）を行い、そして酸素流量６ｌ／ 分、８００℃で３０分間の第２アニールを行った。層状超格子膜３０の最終的な 厚さは１９００Å〜２１００Åであった。 実施例２により作製した１０個のサンプルの各々についてヒステ レシス曲線を図１０に示す。上記のとおり、全て約７２５℃でのＲＴＰベークを 行って作製したものである。ヒステレシス曲線から求めた２Ｐｒおよび２Ｅｃの 値を図１１にプロットしてある。このグラフは、化学量論比の５０％を超えると 物質は明瞭に強誘電性になることを示している。ビスマス量が増加するのに伴い 、２Ｐｒおよび２Ｅｃも増加する。化学量論比の約１００％のところで２Ｅｃは ピークになり、以降は単純に減少し、化学量論比の１３０％のところで比較的平 らになる。２Ｐｒは化学量論比の約１２０％のところ〔式（Ｉ）または（I'）で α＝０．４〕でピークになり、以降は徐々に減少する。ビスマス濃度の上限は、 過剰な粒成長あるいは過剰ビスマスのマイグレーションに起因する膜質の劣化に よる薄膜の電気的な短絡によって規定される。図１２はビスマス濃度の異なる実 施例２の各サンプルの疲労を示すグラフである。いずれのサンプルも優れた耐疲 労特性を示しており、この性質は物質が強誘電性である限りビスマス量には依存 しない。 過剰ビスマスを有する膜の優れた性質は、層状超格子物質の作製工程中に高蒸 気圧化合物を形成する他の元素にも適用できる。ビスマスの他にこのような元素 としては、鉛、タリウム、およびアンチモンがある。 第３の実施例として、層状超格子物質３０をタンタル酸ストロンチウムビスマ ス（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）とし、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含む１ 組のウェハ１０を３枚作製した。前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチルヘキ サン酸塩、ビスマス２−エチルヘキサン酸塩、およびタンタル２−エチルヘキサ ン酸塩をキシレン溶媒中に溶解したものであった。３種類の金属２−エチルヘキ サン酸塩を、混合済前駆体中にストロンチウム、ビスマスおよびタンタルが化学 量論比で存在するような混合比率で混合した。第２ 溶媒による希釈は行わなかった。溶液のモル濃度は約０．１１モル／ｌであった 。単結晶シリコン層２２、厚さ５０００Åの二酸化シリコン層２４、厚さ２００ Åのチタン層２６、および厚さ２０００Åの白金層２８を備えた基板１８を、拡 散炉内において酸素流量を６ｌ／分にして８００℃で３０分間プリベークした。 点眼器を用いて１ｍｌのＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9前駆体溶液を基板１８上に載せた。 このウェハを１５００ＲＰＭで４０秒間スピンさせた。次に、ウェハ１０をホッ トプレート上に載せ、大気中で約１８０℃で３分間、次に２５０℃で５分間それ ぞれベークした。次に、ウェハ１０を、昇温速度１２５℃／秒、保持時間３０秒 、自然冷却時間６分、雰囲気酸素流量１００〜２００ｃｃ／分で、７００℃でＲ ＴＰベークした。点眼器を用いて溶液をウェハ上に載せる工程からＲＴＰベーク 工程までの工程を繰り返して更に２層被覆し、合計３層被覆した。次にウェハを 拡散炉に移してアニールした。第１のサンプルについてはアニール温度７００℃ で１２０分間、第２サンプルはアニール温度７５０℃で１２０分間、第３のサン プルはアニール温度８００℃で３０分間とした。アニールは全て酸素流量６ｌ／ 分、３０分間とした。スパッタにより２０００Åの白金の上層３２を形成し、レ ジストを塗布した後、標準的なフォトマスク処理を行い、イオンエッチングを行 い、ＩＰＣストリップ（IPC strip）を行い、そして８００℃で酸素流量６ｌ／ 分で３０分間の第２アニールを行った。各場合に層状超格子物質３０の最終的な 厚さは３３００Åであった。 図１３に、実施例３のサンプルについて２Ｐｒお よび２Ｅｃと第１アニール温度との関係を示す。８００℃でアニールしたサンプ ルは、アニール時間が非常に短いにもかかわらず、強誘電特性が向上している。 このようにアニール温度が決定的に影響する。６５０℃より低温の場合は、前も って膜が高温でＲＴＰベークされているに もかかわらず、結晶化が進行しない。 別の１組のＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9サンプルを５個、実施例３のようにして作製し た。ただし、第１アニールを全サンプルについて８００℃で行い、アニール時間 を３０分、４５分、６０分、９０分、および１４０分とした。サンプルの最終的 な厚さは約２２００Åであった。個々のサンプルについて６ボルトでのヒステレ シス曲線から測定した２Ｐｒおよび２Ｅｃを図１４にプロットした。２Ｐｒは６ ０分でほぼ飽和し、約１２０分以降に減少する。２Ｅｃは６０分以降ほんの僅か 減少する。この結果から、アニール時間を約９０分より長くすることは有利では ない上、ビスマスの蒸発と基板の損傷により性能が劣化する可能性すらある。８ ００℃では、アニール時間を３０分〜９０分にすべきである。 １組のサンプルを１２個、実施例１のようにして作製した。ただし、ホットプ レート上での乾燥温度を１８０℃とし、第２アニールを以下の温度と時間の組み 合わせそれぞれで行った。すなわち、４５０℃、６００℃、および８００℃と、 １５分、３０分、６０分および１２０との組み合わせである。各温度で上記一連 の時間について２Ｐｒの測定値を図１５にプロットした。６００℃のアニールは ４５０℃のアニールに対してどのアニール時間についてもほぼ等しい向上を示し ている。６００℃のアニールは約４５分より長時間では８００℃のアニールと等 しい結果を示している。 別の１組のサンプルを８個、上記パラグラフで説明したようにして作製した。 ただし、第２アニールを全てのサンプルについて８００℃で行い、４個１組のサ ンプルは酸素雰囲気中で、他の４個１組のサンプルは窒素雰囲気中でアニールし た。結果を図１６にグラフで示す。酸素雰囲気中で作製したサンプルは窒素雰囲 気中で作製したサンプルよりも２Ｐｒが明らかに良好であるが、温度の差による ほどは顕著でない。これは、酸素は主として物質の表面に影響するからであると 考えられる。 この節では、タンタル酸ストロンチウムビスマス、ニオブ酸ストロンチウムビ スマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、およびジルコニウム酸ストロンチウ ムビスマスの種々の固溶体について説明する。以下、技術的な説明を簡潔にし、 図を読み取り易くするために、タンタル酸ストロンチウムビスマスはタンタル酸 塩または簡略にＴａ、ニオブ酸ストロンチウムビスマスはニオブ酸塩または簡略 にＮｂ、チタン酸ストロンチウムビスマスはチタン酸塩または簡略にＴｉ、ジル コニウム酸ストロンチウムビスマスはジルコニウム酸塩または簡略にＺｒと表記 する場合がある。この表記はコンテクストから必ず明瞭になるはずである。層状 超格子物質をこの表記法で表すことにより、電子デバイスを設計する上での本発 明方法の有用性が照らし出される。 以下の実施例においては、タンタル酸ストロンチウムビスマス（Ｔａ）とニオ ブ酸ストロンチウムビスマス（Ｎｂ）の固溶体で構成された層状超格子物質につ いて検討した。 第４の実施例として、層状超格子物質３０をニオブタンタル酸ストロンチウム ビスマス〔ＳｒＢｉ2（Ｔａy，Ｎｂ1-y），Ｏ9〕すなわちＴａとＮｂの固溶体と し、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含む１組のウェハ１０を作製した。 前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチルヘキサン酸塩、ビスマス２−エチルヘ キサン酸塩、タンタル２−エチルヘキサン酸塩、およびニオブ２−エチルヘキサ ン酸塩をキシレン溶媒中に溶解したものであった。これら４種類の金属２−エチ ルヘキサン酸塩を、ｙを０から１の値として、混合後の前駆体中にストロンチウ ム、ビスマス、タンタルおよびニオブが化学量論比で存在するような比率で混合 した。溶液のモル濃度は約 ０．１０モル／ｌであった。第２の溶媒による希釈は行わなかった。単結晶シリ コン層２２、厚さ５０００Åの二酸化シリコン層２４、厚さ２００Åのチタン層 ２６、および厚さ２０００Åの白金層２８を備えた基板１８を、拡散炉内におい て酸素流量６ｌ／分、８００℃で３０分間プリベークした。点眼器を用いて１ｍ ｌの〔ＳｒＢｉ2（Ｔａy，Ｎｂ1-y）2Ｏ9〕前駆体溶液を基板１８上に載せた。 ウェハを１５００ＲＰＭで４０秒間スピンさせた。次にウェハ１０をホットプレ ート上に載せて大気中で、約１８０℃で５分間、次に２５０℃で更に５分間ベー クした。次にウェハ１０を、７２５℃、昇温速度１２５℃／秒、保持時間３０秒 、自然冷却時間６分、および雰囲気酸素流量１００〜２００ｃｃ／分の条件でＲ ＴＰベークした。点眼器を用いて溶液をウェハ上に載せる工程からＲＴＰベーク 工程までの工程を繰り返してもう１層被覆した。次にウェハは拡散炉に移し、酸 素流量６ｌ／分、８００℃で６０分間アニールした。スパッタにより２０００Å の白金の上層３２を形成し、レジストを塗布した後、標準的なフォトマスク処理 と、イオンエッチングと、ＩＰＣストリップを行い、そして酸素流量６ｌ／分、 ８００℃で３０分間の第２アニールを行った。膜３０の最終的な厚さはサンプル によって１４００Åから２１００Åまでの範囲であった。 図１７に、Ｔａのパーセンテージが、１００％（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）、７０ ％、５０％、３０％、および０％（ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9）であるニオブタンタル 酸ストロンチウムビスマス（ＴａＮｂ）のサンプル５個についてヒステレシス曲 線のグラフを示す。ヒステレシス曲線を求めた電圧は前述と同じく２、４、６ボ ルトであった。図１８に、２Ｐｒおよび２Ｅｃと〔ＳｒＢｉ2（Ｔａy，Ｎｂ1-y ）2Ｏ9〕中のＮｂのパーセンテージ（Ｔａとの対比で）との関係を示す。２Ｐｒ および２Ｅｃは前述と同じく±６ボルトでのヒ ステレシス曲線から測定した。タンタルをニオブで代替することにより、２Ｐｒ および２Ｅｃは劇的に増加した。図１９に、Ｎｂに対するＴａの比を５水準に変 えた５種類のＴａＮｂサンプルについて２×１０10までの疲労曲線を示す。各サ ンプルを３００ｋＶ／ｃｍで疲労を与え、各疲労曲線についてのデータを求める に用いた各ヒステレシス曲線は２５０ｋＶ／ｃｍで行った。また、前駆体溶液を 同じモル濃度にした場合、溶液の粘性はＴａ／Ｎｂ比と共に変化し、Ｔａ前駆体 はＮｂ前駆体よりも粘性が高い。その結果、１００％Ｔａによる膜の最終厚さは １００％Ｎｂによる膜の厚さのほぼ２倍である。更に、Ｔａ濃度を高くした場合 の膜はＮｂ濃度を高くした膜よりも低い電圧でヒステレシスの飽和が起きる。そ のため、図１９中の２Ｐｒの各値は、図１８中の値と異なっている。耐疲労特性 は各サンプル共に優れている。しかし、高Ｎｂ％のサンプルは抗電界が大きいの で、デバイスの作動に大きな電圧が必要になる。したがって、実際の電子デバイ ス用途の観点では、ＳｒＢｉ2（Ｔａy，Ｎｂ1-y）2Ｏ9中のタンタル量はｙの値 で０．５〜１．０の範囲にすることが推奨される。 タンタル／ニオブ比を１にした２個のＳｒＢｉ2（Ｔａy，Ｎｂ1-y）2Ｏ9サン プルを実施例４と同じ方法で作製した。ただし、ｎ−ブチルアセテートを第２溶 媒として加え、工程９０（図１）で被覆を３層行い、得られた膜３０の厚さは１ ８５０Åであった。１個のサンプルについては、混合済前駆体中のビスマス濃度 を化学量論比とし、もう１個の方は１０％過剰ビスマスとした。これら２個のサ ンプルについて２ボルト、４ボルト、６ボルトでのヒステレシス曲線を図２０お よび図２１に示す。これらの曲線を図１０の１．００の曲線および１．１０の曲 線と比較すると、ビスマス量の影響は同等である。ここで分かったことは、全般 的に、本明細書中に記載した 全ての組成において過剰ビスマスによる影響が同等であること、２Ｐｒが、前駆 体溶液中のビスマス量の関数としてピーク値まで増加し、その後は徐々に減少し 、ビスマスが多すぎて物質が劣化した状態に到ることである。 ニオブ酸ストロンチウムビスマスの結晶構造中で、ニオブはタンタル酸ストロ ンチウムビスマス中のタンタルと同じ原子価およびほぼ同じイオン半径を持って いる。したがって、タンタルとニオブとは結晶構造内において制限を受けること 無く互いに置換可能である。その結果得られる物質は全て優れた強誘電性を持つ 。次の実施例は、結晶構造がかなり異なる２種類の層状超格子物質を混合した固 溶体で得られた結果を示す。 第５の実施例として、層状超格子物質３０をチタンタンタル酸ストロンチウム ビスマス〔ＳｒＢｉ4-2y（Ｔａy，Ｔｉ2-2y），Ｏ15-6y〕すなわちＴｉとＴａの 固溶体とし、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含む１組のウェハ１０を作 製した。この前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチルヘキサン酸塩、ビスマス ２−エチルヘキサン酸塩、タンタル２−エチルヘキサン酸塩、およびチタン２− エチルヘキサン酸塩をヘキサン溶媒に溶解したものであった。これら４種類の金 属２−エチルヘキサン酸塩を、ｙを０から１の一連の値にして、混合済前駆体中 にストロンチウム、ビスマス、タンタル、およびチタンが化学量論比で存在する ような比率で混合した。この溶液のモル濃度は約０．０７モル／ｌであった。第 ２溶媒による希釈は行わなかった。単結晶シリコン層２２、厚さ５０００Åの二 酸化シリコン層２４、厚さ２００Åのチタン層２６、および厚さ２０００Åの白 金層２８を備えた基板１８を、拡散炉内において酸素流量６ｌ／分にして８００ ℃で３０分間プリベークした。点眼器を用いて１ｍｌのＳｒＢｉ4-2y（Ｔａy， Ｔｉ2-2y）2Ｏ15-6y前駆体溶液 を基板１８上に載せた。このウェハを１５００ＲＰＭで４０秒スピンさせた。次 に、ウェハ１０をホットプレート上に載せ、大気中で、約１８０℃で５分間、次 に２５０℃で５分間ベークした。次に、ウェハ１０を昇温速度１２５℃／秒、保 持時間３０秒、自然冷却時間６分、雰囲気酸素流量１００〜２００ｃｃ／分の条 件で、７２５℃でＲＴＰベークした。点眼器を用いて溶液をウェハ上に載せる工 程からＲＴＰベーク工程までの工程を繰り返して、被覆を３層行った。次に、ウ ェハを拡散炉に移し、酸素流量６ｌ／分、８００℃で３０分間アニールした。ス パッタにより２０００Åの白金の上層３２を形成し、レジストを塗布した後、標 準的なフォトマスク処理と、イオンエッチングと、ＩＰＣストリップとを行い、 そして酸素流量６ｌ／分、８００℃で３０分間の第２アニールを行った。層状超 格子物質３０の最終厚さはサンプルにより２０００Å〜３５００Åであった。 図２２に、Ｔｉ％を１００％（ＳｒＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15）、８０％、５０％、３３ ％、２０％、および０％（ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）にした６種類の異なるチタンタ ンタル酸ストロンチウムビスマス（ＴｉＴａ）についてヒステレシス曲線のグラ フを示す。ヒステレシス曲線を描かせた電圧は前述と同様に２、４、６ボルトで あった。この場合には、チタン酸ストロンチウムビスマスおよびタンタル酸スト ロンチウムビスマスはどちらも優れた強誘電特性を持つが、両者をほぼ５０／５ ０の比にした固溶体はそうではない。更に、２Ｐｒおよび２Ｅｃのような強誘電 特性の広い範囲は、元の各固溶体に近いところで発揮されている。 第６の実施例として、層状超格子物質３０を〔ＳｒＢｉ4-2z（Ｎｂz，Ｔｉ2-2 z ）2Ｏ15-6y〕すなわちＴｉとＮｂの固溶体とし、多数のキャパシタ１２、２４ 、１６等を含む別の１組のウェハ１０を 作製した。この前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチルヘキサン酸塩、ビスマ ス２−エチルヘキサン酸塩、ニオブ２−エチルヘキサン酸塩、およびチタン２− エチルヘキサン酸塩をキシレン溶媒中に溶解したものであった。これら４種類の 金属２−エチルヘキサン酸塩を、Ｚを０から１までの一連の値として、混合後の 前駆体中にストロンチウム、ビスマス、ニオブおよびチタンが化学量論比で存在 するような比率で混合した。この溶液のモル濃度はサンプルによって約０．０７ モル／ｌ〜０．０９モル／ｌの範囲であった。その他の作製プロセスは前記の実 施例５と同じであった。膜３０の最終的厚さはサンプルによって２２００Å〜２ ６５０Åであった。 図２３に、チタン％が１００％（ＳｒＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15）、８０％、５０％、３ ３％、２０％、および０％（ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9）とした６種類の異なるニオブ タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＴｉＮｂ）サンプルについてヒステレシス 曲線のグラフを示す。ヒステレシス曲線を描かせた電圧は前述と同じく２、４、 ６ボルトであった。この場合にも、チタン酸ストロンチウムビスマスおよびニオ ブ酸ストロンチウムビスマスはどちらも優れた強誘電特性を持つのに対し、両者 がほぼ５０／５０の比である固溶体ではそうではない。また、２Ｐｒおよび２Ｅ ｃのような強誘電特性の広い範囲は、元の各固溶体に近いところで発揮されてい る。 第７の実施例として、層状超格子物質３０をニオブタンタルチタン酸ストロン チウムビスマス〔ＳｒＢｉ4-2x｛（Ｔａy，Ｎｂ1-y），Ｔｉ2-2x｝2Ｏ15-6x〕す なわちＴｉ、Ｔａ、Ｎｂの固溶体として、多数のキャパシタ１２、２４、１６等 を含む別の１組のウェハ１０を作製した。この前駆体溶液は、ストロンチウム２ −エチルヘキサン酸塩、ビスマス２−エチルヘキサン酸塩、タンタル２−エチル ヘキサン酸塩、ニオブ２−エチルヘキサン酸塩、およびチタン ２−エチルヘキサン酸塩をキシレン溶媒中に溶解したものであった。これら５種 類の金属２−エチルヘキサン酸塩を、ｘおよびｙを０から１までの一連の値にし て、混合後の前駆体中にストロンチウム、ビスマス、ニオブ、およびチタンが化 学量論比で存在するような比率で混合した。それ以外は上記の実施例６と同じ作 製プロセスであった。膜３０の最終厚さはサンプルによって１８５０Å〜２４０ ００Åであった。 ３種類の物質、タンタル酸ストロンチウムビスマス（Ｔａ）、ニオブ酸ストロ ンチウムビスマス（Ｎｂ）、およびチタン酸ストロンチウムビスマス（Ｔｉ）を 任意の比率で混合して固溶体とし、一般式ＳｒＢｉ4-2x｛（Ｔａy，Ｎｂl-y）， Ｔｉ2-2x｝2Ｏ15-6x（ここでｘおよびｙは０から１までの全ての値をとれる）で 表現できる単一の強誘電性混合相を作成することができる。図２４に、Ｔｉ％／ Ｔａ％／Ｎｂ％を、１００％／０％／０％（ＳｒＢｉ4Ｔａ4Ｏ15）、８１％／１ ０％／０９％、５２％／２５％／２３％、３５％／３４％／３１％、１４％／４ ５％／４１％、および０％／５０％／５０％（ＳｒＢｉ2ＴａＮｂＯ9）にした６ 種類の異なるＴｉＴａＮｂサンプルについてヒステレシス曲線のグラフを示す。 ヒステレシス曲線を描かせた電圧は前述と同じく２、４、６ボルトであった。こ の場合にも、チタン酸ストロンチウムビスマスおよびタンタルニオブ酸ストロン チウムビスマスはどちらも優れた強誘電特性を示すが、両者の比率をほぼ５０／ ５０にした固溶体はそうではない。また、２Ｐｒおよび２Ｅｃの値のような強誘 電特性の広い範囲は、元の各固溶体に近いところで発揮されている。 図２５に、以上の実施例において作成し説明した種々の層状超格子物質および 各固溶体のほとんどについて２Ｐｒを示す３次元ダイアグラム（２次元で表現し てあるが）を示す。このダイアグラムに は多くのパターンが表出されており、例えば図１８に関連して説明した１００％ Ｔａから１００％Ｎｂまで２Ｐｒが増加すること、ダイアグラムの中心に近くな るほど一般に２Ｐｒ値が低くなること、その他に個々のデータからは分からない こととして、例えば５０％Ｔｉの線上で５０％Ｔａから５０％Ｎｂに移動するに したがって２Ｐｒが増加することなどが分かる。これらのパターンにより、図２ ５のような記録を用いて、特定の特性が予測可能な強誘電デバイスの設計が可能 になる。 図２６は、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂの固溶体で構成され、ＴａおよびＮｂも種々の含 有量で含む各層状超格子物質の各組成中におけるＴｉの含有量と２Ｐｒとの関係 を示すグラフである。図示した曲線群は図２５の３次元ダイアグラムのＴｉ軸に 平行な「切断面」を表している。このような「切断面」を用いると、設計の方向 性と利点を示すパターンを知ることができる。 図２７は、既に説明したデータのうちサンプル厚さ等の幾つかをグループ分け して、グループ毎のパターンが分かるようにした表である。この表は、電子デバ イスの設計を支援するために、記録されているデータを配列するもう一つの方法 を示している。 図２８は、既に説明した種々のＴｉＴａＮｂ層状超格子組成についての疲労曲 線を示すグラフである。このデータから、高Ｔｉ量（０．０≦ｘ≦０．２）の組 成は２Ｐｒは大きいが１０9サイクル以降の耐疲労特性が低いことが分かる。こ れに対して、ＴｉとＮｂがほぼ等量である組成はＴａＮｂ組成に匹敵する優れた 耐疲労特性を示している。このように、この曲線は、電子デバイス設計に有用な パターンを浮かび上がらせることができるもう一つのデータ記録方法を示してい る。 他にも多くの層状超格子物質があるし、タンタル、ニオブ、チタ ン以外の元素を、既に説明した層状超格子固溶体やそれ以外の多くの層状超格子 固溶体に含有させることもできる。その可能性はあまりに多すぎて本明細書中で 全て説明することはできない。しかし、その一例として、次の実施例においてジ ルコニウムを含有する固溶体について説明する。 第８の実施例として、層状超格子物質３０を〔ＳｒＢｉ4（Ｔｉz，Ｚｒ1-z）4 Ｏ15〕すなわちＺｒとＴｉの固溶体とし、多数のキャパシタ１２、２４、１６等 を含む１組のウェハ１０を作製した。前駆体溶液は、ストロンチウム２−エチル ヘキサン酸塩、ビスマス２−エチルヘキサン酸塩、チタン２−エチルヘキサン酸 塩、およびジルコニウム２−エチルヘキサン酸塩をキシレン溶媒中に溶解したも のであった。これら４種類の金属２−エチルヘキサン酸塩を、Ｚを０から１まで の一連の値として、混合後の前駆体中のストロンチウム、ビスマス、ニオブ、お よびチタンが化学量論比で存在するような比率で混合した。この溶液に第２溶媒 としてｎ−ブチルアセテートを加え、モル濃度を約０．０７モル／ｌに希釈した 。ＲＴＰベーク工程８９（図１）を保持温度７５０℃にて行った。それ以外は上 記の実施例７と同じ作製プロセスであった。膜３０の最終厚さはサンプルによっ て３０００Å〜３５００Åであった。 ジルコニウムは、元素の周期律表でチタンと同じく遷移金属に属しているので 、層状超格子結晶構造内において任意の量でチタンと容易に置換できる。図３０ は、Ｚｒ％を０％（ＳｒＢｉ4Ｔａ4Ｏ15）、２０％、４０％、５０％、および６ ０％にした６種類の異なるＺｒＴｉサンプルについてのヒステレシス曲線のグラ フである。ヒステレシス曲線を描かせた電圧は前述と同じく２、４、６ボルトで あった。この場合、５０％を超えるＺｒを添加すると強誘電特性は消失する。し かしこのことは５０％を超えるＺｒを含有する物質 が層状超格子物質でないことを意味するものではなく、単に強誘電性遷移温度が 変わり室温では強誘電性でなくなったことを意味するか、あるいは層状超格子誘 電物質になったか、またはこれら両方を意味する。図３１は、２Ｐｒおよび２Ｅ ｃをＺｒ％の関数として示し、図３２は１０％Ｚｒと１０％Ｚｒの物質について 疲労曲線を示す。これらの図から、２Ｐｒおよび２ＥｃはＺｒ添加によりほぼ直 線的に減少するのに対して、耐疲労特性は少なくとも２０％までのＺｒ添加で向 上することが分かる。したがってＺｒもデバイス設計に使える。 ＺｒＴｉ化合物は、既に説明した層状超格子物質およびその固溶体のどれとも 任意の比率で組み合わせることが可能である。このような固溶体の電子特性は既 に説明した電子特性と一体のものである。すなわち層状超格子物質を形成する個 々の金属は図２５に示したようなダイアグラムに新たな次元を文字通り加える。 層状超格子物質を形成し新たな次元を加える他の金属としては、本明細書に記載 した全ての化合物中に存在するストロンチウムおよびビスマスはもちろんである が、それ以外にカルシウム、バリウム、カドミウム、鉛、ハフニウム、タングス テン、スカンジウム、イットリウム、ランタン、アンチモン、クロム、およびタ リウムがある。 以上説明したように、ビスマス、鉛、タリウムおよびアンチモンのようなある 種の元素は、層状超格子物質作製プロセス中に行うアニール等の加熱処理中に容 易に蒸発する高蒸気圧化合物を形成する傾向がある。本願の新規な作製方法には 、容易に蒸発するこのような元素を含む層状超格子物質についての対策が織り込 まれている。図３および図３３において、この作製方法にしたがって、ウェハ１ ０は既に説明したプロセスと同様にして作製される。ただし、層状超格子物質３ ０は、異なる前駆体を用いた少なくとも２つの薄膜部 分すなわち第１薄膜３０Ａおよび第２薄膜として作製される。基板１８から遠い 方の第２薄膜３０Ｂは、基板に近い方の第１薄膜３０Ａよりも、容易に蒸発する 元素の濃度を高くしておくことが望ましい。すなわちこの方法の特徴は、未硬化 膜中の容易蒸発元素の比率に膜厚方向の勾配をつけることであり、望ましくは、 層状超格子物質３０のアニール時に露出している、膜３０の部分３０Ｂにおいて その元素の量を多くしておくことである。この方法を以下の実施例により説明す る。 第９の実施例として、層状超格子物質３０をタンタル酸ストロンチウムビスマ スとし、多数のキャパシタ１２、２４、１６等を含む多数のウェハ１０を作製し た。２種類の前駆体溶液を作製した。これらはどちらの溶液も、タンタル２−エ チルヘキサン酸塩、ストロンチウム２−エチルヘキサン酸塩およびビスマスｎ− アセテートをキシレン溶媒中に溶解したものである。第１溶液はストロンチウム 、ビスマス、およびタンタルをモル比１．０：２．０：２．０で含む化学量論組 成溶液である。第２溶液はストロンチウム、ビスマスおよびタンタルのモル比が １．０：２．４：２．０で、ビスマスを２０％富化した溶液である。化学量論組 成溶液には、キシレンを加えて約０．０６モル／ｌの濃度まで希釈した。〔１０ ０〕方位の単結晶シリコン層２２、熱酸化により形成した厚さ５０００Åの二酸 化シリコン層２４、厚さ２００Åのチタン層２６、および厚さ２０００Åの白金 層２８を備えた基板１８を、拡散炉内において酸素流量を６ｌ／分にして８００ ℃で３０分間プリベークした。１ｍｌの第１溶液を基板１８上に載せた。このウ ェハを２０００ＲＰＭで４０秒間スピンさせた。次に、ウェハ１０をホットプレ ート上に載せ、大気中において、約１７０℃で５分間、次いで２５０℃で５分間 ベークした。次に、ウェハ１０を、昇温速度１２５℃／秒、保持時間３０秒、お よび雰囲 気酸素流量１００〜２００ｃｃ／分の条件で、７２５℃でＲＴＰベークした。溶 液をウェハ上に載せる工程からＲＴＰベーク工程までの工程を再度繰り返して合 計２層の被覆とし、第１薄膜３０Ａを形成した。次いで、過剰ビスマス量の第２ 前駆体溶液をウェハ上の上記化学量論組成膜上に塗布した。第２薄膜の形成プロ セス条件は、もちろんその組成は異なるが、それ以外は第２薄膜の形成プロセス 条件と同じであった。これにより第２薄膜３０Ａが形成された。次に、ウェハを 拡散炉に移し、酸素流量６ｌ／分、８００℃で３０分間アニールした。スパッタ により２０００Åの白金の上層３２を形成し、レジストを塗布した後、標準的な フォトマスク処理と、イオンエッチングと、ＩＰＣストリップとを行い、そして 酸素流量６ｌ／分、８００℃で３０分間の第２アニールを行った。層状超格子物 質３０の最終厚さは約２０００Åであった。 これとは別に比較のために、３種類のタンタル酸ストロンチウムビスマス薄膜 サンプルを比較サンプルとして作製した。第１比較サンプルは、第１薄膜３０Ａ も第２薄膜３０Ｂも化学量論組成の第１溶液のみを用いて作製した以外は、実施 例９と全く同じプロセスを行った。すなわち、４回の被覆全てについて前駆体は 化学量論組成であった。第２比較サンプルは、第１薄膜３０Ａも第２薄膜３０Ｂ も、すなわち４回の被覆全てについて、７％過剰ビスマスの前駆体を用いた以外 は、上記と同じであった。第３比較サンプルは、第２比較サンプルと同じく７％ 過剰ビスマスの前駆体溶液を用いて膜を形成したが、ＲＴＰベークを行わなかっ た点で異なる。すなわち、被覆のいずれもＲＴＰベークを施さなかった。これら ３種類の比較サンプルはいずれも最終的な薄膜３０が約２０００Åであった。 実施例９で作製した薄膜および３種類の比較サンプルのミクロ組織をＳＥＭ（ 走査電子顕微鏡）を用いて観察した。各サンプルの表 面粗さを距離５００ｍにわたって測定した。各サンプルの１００ｍ×１００ｍの キャパシタについてヒステレシス曲線を５Ｋｈｚ印加電圧±６ボルトで測定した 。各薄膜の一部を希釈フッ酸中に溶解させ、ＩＣＰ分析法によりビスマス含有量 を求めた。各結果を表１に示す。 この結果から、ビスマス勾配を用いた方法で作製シタサンプルは、 平均粒サイズがサンプル厚さより小さいこと、表面粗さがサンプル厚さの１０％ 未満であることが分かる。最終的な膜のビスマス含有量はほぼ丁度化学量論比で あり、２Ｐｒの値が優れている。それに比べて、化学量論組成の前駆体を用いて 作製した比較サンプル＃１は粒サイズおよび表面粗さが僅かに小さいが、ビスマ ス量が化学量論比より１５％低いので２Ｐｒの値が約１８％低い。７％過剰ビス マスの前駆体を用い勾配をつけていない比較サンプル＃２の場合は、粒サイズお よび表面粗さが実施例９と同じである。ビスマス量が化学量論比に対して僅かに 過剰であり、２Ｐｒが単に６％だけ低い。ＲＴＰ無しである以外は比較サンプル ２と全く同じく作製した比較サンプル３は、粒サイズがサンプル厚さより大きく 、表面粗さが実施例９のサンプルの２倍を超えている上、ビスマス量が化学量論 比に近いにもかかわらず、２Ｐｒの値が５４％低い。 図３５に、実施例９のサンプルと比較サンプル＃１および＃２についてビスマ ス含有量とアニール時間との関係のグラフを示す。ビスマス含有量はＩＣＰ分析 法により求めた。図３６に同じサンプルについて２Ｐｒとアニール時間との関係 のグラフを示す。２Ｐｒ値は、±６ボルト、５ｋＨｚの正弦波で測定したヒステ レシスから求めた。図３５によると、２０％ビスマス勾配をつけて作製した膜に ついてのビスマス含有量は、４回の被覆全てを７％過剰ビスマスにした方法で作 製した膜についてのビスマス含有量よりも常に僅かに低い値になっている。Ｂｉ 勾配膜についての結果はサンプルが短時間で１００％ビスマスに達するので望ま しい。このことは図３６で更に明瞭である。Ｂｉ勾配サンプルは、均一に７％過 剰ビスマスのサンプルよりも、アニール時間が約４０分少なくてピーク分極率に 達している。これによりデバイス生産時間が大幅に節減される。化学量論組成の 前駆体を用いたサンプルはビスマス含有量が他のサン プルよりかなり急速に低下する上、ピーク分極率に達するのも遅い。 第２薄膜３０Ｂが厚くなる程、過剰金属／金属酸化物についての拡散時間が長 くなり、ピーク分極率に達するのに必要なアニール時間が長くなる。したがって 、第２層３０Ｂの厚さは薄膜３０の総厚さの５０％以下にすることが望ましい。 粒サイズが２００〜２０００Åであると品質の良好な層状超格子薄膜が得られ ることが分かった。このような粒サイズを得るには、通常はＲＴＰ工程が必要で あり、容易蒸発元素に勾配をつけた方法を用いる場合には尚更である。層状超格 子物質がタンタル酸ストロンチウムビスマスである場合には、第２薄膜３０Ｂは 化学量論比に対して２ｍｏｌ％〜７０ｍｏｌ％過剰、望ましくは５ｍｏｌ％〜５ ０ｍｏｌ％過剰のビスマスを含有すべきである。 前述のとおり、鉛、タリウムおよびアンチモンも、容易に蒸発する化合物を形 成する。チタン酸鉛ビスマスおよびタンタル酸鉛ビスマスは、優れた電子特性を 持つことを本発明者が見出した層状超格子物質である。第２薄膜３０Ｂ中の過剰 鉛の望ましい量は、化学量論に対して３ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％過剰の範囲であ る。層状超格子物質中のビスマス過剰量の許容限度は、鉛についての許容限度よ り大きい。その理由は、鉛／鉛酸化物は層状超格子物質の強誘電層内にのみ含ま れているのに対し、ビスマス／ビスマス酸化物は強誘電層と非強誘電層の両方に 含まれているからである。すなわち、ビスマスは物質全体に分布しているのに対 し、鉛は１層おきに分布しているに過ぎないからである。 上記の説明は、蒸発し易い元素に勾配をつけた作製方法の利点を示すだけでは なく、乾燥または硬化工程でＲＴＰを用いる利点についても示すものである。表 １に示されているように、ＲＴＰの有無により、粒サイズを小さく粒サイズ分布 を狭く維持する点、結晶性 を向上させる点、亀裂等の欠陥を防止する点、短絡の発生を低減する点、および ２Ｐｒ等の優れた電子パラメータを得る点で、非常に大きな差が生ずる。前記第 ２節で説明したように、これはＲＴＰにより核生成が促進することに起因してい る。先行技術の方法においては、核生成場所の数は比較的少ない。そのため、ア ニール工程中に粒成長が起きる場所の数が少ないので、大きい粒が多数存在し、 粒サイズ分布も広い。その結果、粒が異常成長し、亀裂等の欠陥が発生し、短絡 が発生し易く、電気特性値が低下することになる。粒サイズの制御により、薄膜 組成の制御全般が良好になり、その結果として物質の設計能力が向上する。 以上の説明において、特に図５のＴｉＴａＮｂの３次元ダイアグラムの説明と 、ダイアグラムの切断面を見てパターンを発見する説明において、層状超格子物 質を用いた電子デバイスを設計するための強力なツールが開示されていることが 明らかである。このツールは図２９に示したようなコンピュータ１００上で利用 するように改変可能である。すなわち、本明細書に記載したデータをコンピュー タメモリ１０２内のデータベース内に記録し、その際にＴｉ、ＴａおよびＮｂな ら３次元、Ｔｉ、Ｔａ、ＮｂおよびＺｒなら４次元というように空間における次 元で識別した「基本」層状超格子物質の形にしておき、そしてコンピュータ支援 設計（ＣＡＤ：computer assisted design）技術を利用して、コンピュータ１０ ０を用いて特定な設計仕様を満たす物質を選択することができる。 図２５、図２６、および図２７に示したように、本発明の特徴は１５クーロン ／ｃｍ2からほぼ２５クーロン／ｃｍ2の範囲の高い２Ｐｒを持つ層状超格子物質 を作製したことである。実施例４〜７、特に前駆体中に過剰ビスマスを含む場合 は、高い分極率を得るのに有用である。 以上、層状超格子物質を用いた電子デバイスを作製するための最適化した方法 および組成を説明し、方法および組成に対する電子特性の依存性を示し、電子デ バイスを作製するために電子特性データと層状超格子物質の作製方法および組成 との関係を説明した。図面に示し明細書に記載した特定の実施態様は例であり、 本発明を限定するものではなく、本発明は請求の範囲に記載されたとおりである ことをここに確認しておく。更に、当業者が本発明の趣旨を逸脱することなく本 明細書の各実施態様を種々改変できることは明らかである。例えば、基板のプリ ベーク、ＲＴＰベーク、およびビスマス含有量は層状超格子物質の最適化に決定 的な影響をもっているので、従来の処理方法をこれらと組み合わせて記載の処理 方法の改変を行うことができる。また記載した各工程は場合によりその順序を変 更可能であることも明らかである。あるいは、記載した種々の構造および処理方 法の代わりに同等の構造および処理方法を用いることもできる。あるいは種々の 異なる寸法および物質を用いることもできる。更に、層状超格子物質の特性が規 則的であることおよび物質が多種多様であることが電子デバイスの設計および生 産に対してインパクトを与えることを指摘したように、本発明の考え方を利用し た設計および生産プロセスが多数考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ３０Ｂ 29/30 Ｃ 9261−4Ｇ 29/32 Ｃ 9261−4Ｇ Ｈ０１Ｌ 21/316 Ｓ 8719−4Ｍ Ｕ 8719−4Ｍ Ｐ 8719−4Ｍ 21/822 21/8242 27/04 27/10 ４５１ 7735−4Ｍ 29/40 Ｚ 8932−4Ｍ (31)優先権主張番号 ０７／９８１，１３３ (32)優先日 1992年11月24日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／０６５，６６６ (32)優先日 1993年５月21日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＤＥ，ＪＰ，ＫＲ (72)発明者 パズ デ アローホ，カーロス エー. アメリカ合衆国，コロラド 80909，コロ ラド スプリングス，イースト サンバー ド クリフス レーン 215 (72)発明者 マクミラン，ラリー ディー. アメリカ合衆国，コロラド 80909，コロ ラド スプリングス，ロッチ ロマンド レーン 4255 (72)発明者 カチャロ，ジョセフ ディー. アメリカ合衆国，コロラド 80918，コロ ラド スプリングス，ウォッドランド ヒ ルズ ドライブ 2830 (72)発明者 スコット，マイケル シー. アメリカ合衆国，コロラド 80918，コロ ラド スプリングス，＃ケー305，ナイテ ィンゲール ドライブ 4730

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．基板（１８）と金属を含む前駆体とを準備する工程、および該前駆体を該 基板（１８）に塗布する工程を含んで成る、層状超格子物質（３０）を作製する 方法において、該基板（１８）上の該前駆体を急速熱処理することにより該基板 （１８）上に該金属を含む層状超格子物質（３０）を形成することを特徴とする 層状超格子物質の作製方法。 ２．請求項１記載の方法において、該前駆体を該基板（１８）に塗布する工程 の前に、該基板（１８）を該急速熱処理の温度より高い温度にまでプリベークす ることを更に特徴とする方法。 ３．請求項１または２記載の方法において、該基板（１８）は第１電極（２８ ）を含み、該急速熱処理工程の次に該物質（３０）を炉内アニールする工程、該 炉内アニールエ程の後で該層状超格子物質（３０）上に第２電極（３２）を形成 してキャパシタ（１６）を構成する工程、および次に第２の炉内アニールを行う 工程を更に特徴とする方法。 ４．請求項１、２、または３記載の方法において、該前駆体が更にｎ−ブチル アセテートを含むことを更に特徴とする方法。 ５．基板（１８）上に、ビスマスおよびその他の金属を含む層状超格子物質（ ３０）を作製する方法であって、前駆体を該基板（１８）に塗布する工程、およ び該前駆体を処理して層状超格子物質（３０）生成させる工程を含んで成る方法 において、該前駆体が、ビスマスおよびその他の金属を含む層状超格子物質の化 学量論組成におけるビスマス比率に対して、該その他の金属に比較して過剰な量 のビスマスを含むことを特徴とする方法。 ６．請求項５記載の方法において、該ビスマス量が、正常な化学 量論比のビスマス量の１０５〜１４０％であることを特徴とする方法。 ７．請求項５または６記載の方法において、該層状超格子物質（３０）が、組 成SrBi4-2x+a｛(Tay,Nb1-y)x，(Tiz,Zr1-z)2-2x｝2O15-6x、ここで０≦ｘ≦１． ０、０≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦１．０、且つ０≦ａ≦１．６（２−ｘ）、を有す る物質であることを特徴とする方法。 ８．基板（３０）上に層状超格子薄膜（３０）を作製する方法において、下記 の工程： 該基板（１８）上に第１薄膜（３０Ａ）を形成する工程であって、この工程は 層状超格子物質用の第１前駆体溶液を該基板（１８）に塗布する工程を含み、該 前駆体溶液が該層状超格子物質の第１元素を該層状超格子物質の第２元素に対す る第１相対量で含む工程、 該第１薄膜（３０Ａ）上に第２薄膜（３０Ｂ）を形成する工程であって、この 工程は該層状超格子物質用の第２前駆体溶液を塗布する工程を含み、該第２前駆 体溶液が該層状超格子物質の第１元素を該第２元素に対する第２相対量で含み、 該第２相対量は該第１相対量とは異なる工程、および 該第１および第２薄膜（３０Ａ）（３０Ｂ）を加熱することにより該層状超格 子薄膜（３０）を形成する工程 を特徴とする方法。 ９．請求項８記載の方法において、該第１前駆体溶液は化学量論組成の溶液か ら成り、該第２前駆体溶液は過剰量の該第１元素を有する溶液から成り、該第１ 元素はビスマス、鉛、タリウムおよびアンチモンから成る群から選択した元素で あることを特徴とする方法。 １０．請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または９記載の方法において 、該層状超格子物質（３０）は平均粒サイズが２００ Å〜２０００Åであり、分極率２Ｐｒが１５マイクロクーロン／ｃｍ2より大き いことを特徴とする方法。 １１．請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、および１０記載の方法に おいて、該層状超格子物質（３０）が、タンタル酸ストロンチウムビスマス、ニ オブ酸ストロンチウムビスマス、およびチタン酸ストロンチウムビスマスから成 る群から選択した２種以上の物質の固溶体から成ることを特徴とする方法。 １２．請求項１、２、３、４、５、６、８、９、１０、または１１記載の方法 により作製された電子デバイス（１６）（７０）。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10219460A (ja) * 1997-02-04 1998-08-18 Seiko Epson Corp セラミックス薄膜及びその製造方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072207A (en) * 1991-02-25 2000-06-06 Symetrix Corporation Process for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
US5508226A (en) * 1991-12-13 1996-04-16 Symetrix Corporation Low temperature process for fabricating layered superlattice materialsand making electronic devices including same
US6133050A (en) * 1992-10-23 2000-10-17 Symetrix Corporation UV radiation process for making electronic devices having low-leakage-current and low-polarization fatigue
US5426075A (en) * 1994-06-15 1995-06-20 Ramtron International Corporation Method of manufacturing ferroelectric bismuth layered oxides
JP3363301B2 (ja) * 1995-03-08 2003-01-08 シャープ株式会社 強誘電体薄膜被覆基板及びその製造方法及び強誘電体薄膜被覆基板によって構成された不揮発性メモリ
JP3480624B2 (ja) 1995-06-09 2003-12-22 シャープ株式会社 強誘電体薄膜被覆基板、その製造方法、及びキャパシタ構造素子
JP3133922B2 (ja) 1995-06-09 2001-02-13 シャープ株式会社 強誘電体薄膜被覆基板、その製造方法、及びキャパシタ構造素子
JP3188179B2 (ja) * 1995-09-26 2001-07-16 シャープ株式会社 強誘電体薄膜素子の製造方法及び強誘電体メモリ素子の製造方法
US5804823A (en) * 1995-10-10 1998-09-08 Raytheon Company Bismuth layered structure pyroelectric detectors
JP3891603B2 (ja) * 1995-12-27 2007-03-14 シャープ株式会社 強誘電体薄膜被覆基板、キャパシタ構造素子、及び強誘電体薄膜被覆基板の製造方法
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
US5853500A (en) * 1997-07-18 1998-12-29 Symetrix Corporation Method for fabricating thin films of barium strontium titanate without exposure to oxygen at high temperatures
US6287637B1 (en) 1997-07-18 2001-09-11 Ramtron International Corporation Multi-layer approach for optimizing ferroelectric film performance
US6080499A (en) * 1997-07-18 2000-06-27 Ramtron International Corporation Multi-layer approach for optimizing ferroelectric film performance
KR100284737B1 (ko) * 1998-03-26 2001-03-15 윤종용 고유전율의유전막을갖는반도체장치의커패시터제조방법
US6326315B1 (en) * 2000-03-09 2001-12-04 Symetrix Corporation Low temperature rapid ramping anneal method for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
DE10041699A1 (de) 2000-08-24 2002-03-21 Infineon Technologies Ag Niedertemperatur-Prozessierung ferroelektrischer Strontium-Wismuth-Tantalat-Schichten und Herstellung ferroelektrischer Bauelemente daraus
JP2002100740A (ja) 2000-09-21 2002-04-05 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体記憶素子及びその製造方法
US6890768B2 (en) * 2001-03-09 2005-05-10 Symetrix Corporation Method of making layered superlattice material with ultra-thin top layer
DE102004002204A1 (de) 2004-01-15 2005-08-11 Epcos Ag Keramikmaterial
JP5019020B2 (ja) * 2005-03-31 2012-09-05 セイコーエプソン株式会社 誘電体膜の製造方法及び圧電体素子の製造方法並びに液体噴射ヘッドの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02232974A (ja) * 1989-03-07 1990-09-14 Seiko Epson Corp 半導体装置
US5146299A (en) * 1990-03-02 1992-09-08 Westinghouse Electric Corp. Ferroelectric thin film material, method of deposition, and devices using same
WO1992002955A1 (en) * 1990-08-07 1992-02-20 Seiko Epson Corporation Semiconductor device
JP3006053B2 (ja) * 1990-08-07 2000-02-07 セイコーエプソン株式会社 半導体装置
JP3131982B2 (ja) * 1990-08-21 2001-02-05 セイコーエプソン株式会社 半導体装置、半導体メモリ及び半導体装置の製造方法
EP0489519A3 (en) * 1990-12-04 1993-05-12 Raytheon Company Sol-gel processing of piezoelectric and ferroelectric films

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10219460A (ja) * 1997-02-04 1998-08-18 Seiko Epson Corp セラミックス薄膜及びその製造方法

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