JPH10223845A - 誘電体素子の製造方法 - Google Patents
誘電体素子の製造方法Info
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- JPH10223845A JPH10223845A JP9174934A JP17493497A JPH10223845A JP H10223845 A JPH10223845 A JP H10223845A JP 9174934 A JP9174934 A JP 9174934A JP 17493497 A JP17493497 A JP 17493497A JP H10223845 A JPH10223845 A JP H10223845A
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Landscapes
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な工程で良質の誘電体素子を得ること。
【解決手段】 基板１上に多結晶構造の下部電極３を形
成し、この下部電極３の上にＰＺＴからなる非晶質強誘
電体薄膜４と導電性酸化物からなる非晶質上部電極４と
を順次形成し、各膜を一度にパターニングした後、酸素
雰囲気中で熱処理することにより、非晶質強誘電体薄膜
４を多結晶強誘電体薄膜７に、非晶質上部電極５を多結
晶上部電極８にそれぞれ結晶化させる。
成し、この下部電極３の上にＰＺＴからなる非晶質強誘
電体薄膜４と導電性酸化物からなる非晶質上部電極４と
を順次形成し、各膜を一度にパターニングした後、酸素
雰囲気中で熱処理することにより、非晶質強誘電体薄膜
４を多結晶強誘電体薄膜７に、非晶質上部電極５を多結
晶上部電極８にそれぞれ結晶化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、金属酸化
物誘電体材料からなる誘電体膜に電極としての導電膜を
接触させた構造を有する誘電体素子の製造方法に関す
る。
物誘電体材料からなる誘電体膜に電極としての導電膜を
接触させた構造を有する誘電体素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体メモリデバイスの更な
る高集積化を実現するために、キャパシタの電荷蓄積層
として、例えば、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3）やチタン酸ストロンチウムバリウム（ＢａXＳｒ1-X
ＴｉＯ3(0＜ｘ＜1)）のような高誘電体薄膜やＰＺＴ膜
のような強誘電体薄膜を用いることにより、より多くの
電荷量を蓄積する技術が良く知られている。これら高誘
電体薄膜や強誘電体薄膜は、多結晶膜であり、その多く
はペロブスカイト型結晶構造を有し、非晶質膜であるＳ
ｉＯ2膜やＳｉＯＮ膜と比べて、高い比誘電率を有して
いる。
る高集積化を実現するために、キャパシタの電荷蓄積層
として、例えば、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3）やチタン酸ストロンチウムバリウム（ＢａXＳｒ1-X
ＴｉＯ3(0＜ｘ＜1)）のような高誘電体薄膜やＰＺＴ膜
のような強誘電体薄膜を用いることにより、より多くの
電荷量を蓄積する技術が良く知られている。これら高誘
電体薄膜や強誘電体薄膜は、多結晶膜であり、その多く
はペロブスカイト型結晶構造を有し、非晶質膜であるＳ
ｉＯ2膜やＳｉＯＮ膜と比べて、高い比誘電率を有して
いる。
【０００３】特に、電荷蓄積層として強誘電体材料を用
いたものは、強誘電体の分極反転、残留分極作用を利用
して、不揮発性のメモリを構成することができる。これ
ら高容量のキャパシタは、上述した高誘電体薄膜や強誘
電体薄膜の両面又は片面に電極を接触させた構造を有す
る誘電体素子を利用して形成される。このような誘電体
素子は、図１２に示すように、基板５１の上にシリコン
酸化膜５２を介して、下部電極５３、強誘電体薄膜５
４、上部電極５５を順次堆積し、レジスト５６をパター
ニングした後（図１２ａ）、レジスト５６をマスクとし
て、下部電極５３、強誘電体薄膜５４、上部電極５５を
一度にドライエッチング加工することにより形成される
（図１２ｂ）。
いたものは、強誘電体の分極反転、残留分極作用を利用
して、不揮発性のメモリを構成することができる。これ
ら高容量のキャパシタは、上述した高誘電体薄膜や強誘
電体薄膜の両面又は片面に電極を接触させた構造を有す
る誘電体素子を利用して形成される。このような誘電体
素子は、図１２に示すように、基板５１の上にシリコン
酸化膜５２を介して、下部電極５３、強誘電体薄膜５
４、上部電極５５を順次堆積し、レジスト５６をパター
ニングした後（図１２ａ）、レジスト５６をマスクとし
て、下部電極５３、強誘電体薄膜５４、上部電極５５を
一度にドライエッチング加工することにより形成される
（図１２ｂ）。
【０００４】例えば、特開平６−３４９７８３号公報で
は、強誘電体薄膜５４としてＰＺＴ膜を、下部電極５３
及び上部電極５５としてＲｕＯ2を用い、ドライエッチ
ングとして反応性イオンエッチング法を用いている。と
ころが、この技術では多結晶である強誘電体薄膜をエッ
チングするために、多結晶膜の結晶粒界の影響を受け
て、加工精度が悪くなったり、強誘電体薄膜自身が損傷
したりする問題があった。
は、強誘電体薄膜５４としてＰＺＴ膜を、下部電極５３
及び上部電極５５としてＲｕＯ2を用い、ドライエッチ
ングとして反応性イオンエッチング法を用いている。と
ころが、この技術では多結晶である強誘電体薄膜をエッ
チングするために、多結晶膜の結晶粒界の影響を受け
て、加工精度が悪くなったり、強誘電体薄膜自身が損傷
したりする問題があった。
【０００５】そこで、斯かる問題を解決するものとし
て、まず、非晶質状態の強誘電体薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィー技術及びドライエッチング技術を
利用してパターニングした後、熱処理して結晶化する技
術が、特開平６−３５００５０号公報に記載されてい
る。
て、まず、非晶質状態の強誘電体薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィー技術及びドライエッチング技術を
利用してパターニングした後、熱処理して結晶化する技
術が、特開平６−３５００５０号公報に記載されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、非
晶質状態の強誘電体薄膜をパターニングし、結晶化した
後に、上部電極を形成するものであるので、上部電極を
加工するためのフォトリソグラフィー工程及びエッチン
グ工程を新たに必要とし、プロセス工程数が増加して、
スループットが低下する問題がある。
晶質状態の強誘電体薄膜をパターニングし、結晶化した
後に、上部電極を形成するものであるので、上部電極を
加工するためのフォトリソグラフィー工程及びエッチン
グ工程を新たに必要とし、プロセス工程数が増加して、
スループットが低下する問題がある。
【０００７】また、上部電極を加工するためのエッチン
グ時に、既に結晶化している強誘電体薄膜を損傷させて
しまう可能性がある。本発明はこのような問題点に鑑
み、簡単な工程で良質の誘電体素子を提供することを目
的とする。
グ時に、既に結晶化している強誘電体薄膜を損傷させて
しまう可能性がある。本発明はこのような問題点に鑑
み、簡単な工程で良質の誘電体素子を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の誘電体素子の
製造方法は、基板上の非晶質誘電体膜をこの膜に接する
第１の導電膜と共に一度にパターニングするものであ
る。また、請求項２の誘電体素子の製造方法は、基板上
の非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の導電膜を一度
にパターニングした後、これらの膜を結晶化するもので
ある。
製造方法は、基板上の非晶質誘電体膜をこの膜に接する
第１の導電膜と共に一度にパターニングするものであ
る。また、請求項２の誘電体素子の製造方法は、基板上
の非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の導電膜を一度
にパターニングした後、これらの膜を結晶化するもので
ある。
【０００９】また、請求項３の誘電体素子の製造方法
は、基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程と、この非
晶質誘電体膜の上に非晶質状態の第１の導電膜を形成す
る工程と、前記非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の
導電膜を一度にパターニングする工程と、パターニング
された非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の導電膜を
結晶化する工程と、を含むものである。
は、基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程と、この非
晶質誘電体膜の上に非晶質状態の第１の導電膜を形成す
る工程と、前記非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の
導電膜を一度にパターニングする工程と、パターニング
された非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の導電膜を
結晶化する工程と、を含むものである。
【００１０】また、請求項４の誘電体素子の製造方法
は、基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程と、この非
晶質誘電体膜の上に第１の導電膜を形成する工程と、前
記非晶質誘電体膜及び導電膜の上にマスクを形成する工
程と、前記マスクで覆われた個所以外の前記第１の導電
膜を非晶質化する工程と、前記マスクを用いて、非晶質
誘電体膜及び第１の導電膜を一度にエッチングする工程
と、残った非晶質誘電体膜を結晶化する工程と、を含む
ものである。
は、基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程と、この非
晶質誘電体膜の上に第１の導電膜を形成する工程と、前
記非晶質誘電体膜及び導電膜の上にマスクを形成する工
程と、前記マスクで覆われた個所以外の前記第１の導電
膜を非晶質化する工程と、前記マスクを用いて、非晶質
誘電体膜及び第１の導電膜を一度にエッチングする工程
と、残った非晶質誘電体膜を結晶化する工程と、を含む
ものである。
【００１１】また、請求項５の誘電体素子の製造方法
は、基板上に誘電体膜を形成する工程と、この誘電体膜
の上に第１の導電膜を形成する工程と、前記誘電体膜及
び第１の導電膜の上にマスクを形成する工程と、前記マ
スクで覆われた個所以外の前記誘電体膜及び第１の導電
膜を非晶質化する工程と、前記マスクを用いて、誘電体
膜及び第１の導電膜を一度にエッチングする工程と、を
含むものである。
は、基板上に誘電体膜を形成する工程と、この誘電体膜
の上に第１の導電膜を形成する工程と、前記誘電体膜及
び第１の導電膜の上にマスクを形成する工程と、前記マ
スクで覆われた個所以外の前記誘電体膜及び第１の導電
膜を非晶質化する工程と、前記マスクを用いて、誘電体
膜及び第１の導電膜を一度にエッチングする工程と、を
含むものである。
【００１２】また、請求項６の誘電体素子の製造方法
は、前記非晶質誘電体膜として、金属酸化物誘電体材料
を用いたものである。また、請求項７の誘電体素子の製
造方法は、前記結晶性の誘電体膜が、ペロブスカイト型
結晶構造を有するものである。また、請求項８の誘電体
素子の製造方法は、基板と誘電体膜との間に結晶性の第
２の導電膜を形成する工程を含むものである。
は、前記非晶質誘電体膜として、金属酸化物誘電体材料
を用いたものである。また、請求項７の誘電体素子の製
造方法は、前記結晶性の誘電体膜が、ペロブスカイト型
結晶構造を有するものである。また、請求項８の誘電体
素子の製造方法は、基板と誘電体膜との間に結晶性の第
２の導電膜を形成する工程を含むものである。
【００１３】また、請求項９の誘電体素子の製造方法
は、前記第２の導電膜として、貴金属元素又は導電性酸
化物からなる結晶材料を用いたものである。また、請求
項１０の誘電体素子の製造方法は、前記第１の導電膜と
して、貴金属元素又は導電性酸化物からなる結晶材料を
用いたものである。また、請求項１１の誘電体素子の製
造方法は、結晶性の誘電体膜にイオンを注入することに
より非晶質状態の誘電体膜を形成するものである。
は、前記第２の導電膜として、貴金属元素又は導電性酸
化物からなる結晶材料を用いたものである。また、請求
項１０の誘電体素子の製造方法は、前記第１の導電膜と
して、貴金属元素又は導電性酸化物からなる結晶材料を
用いたものである。また、請求項１１の誘電体素子の製
造方法は、結晶性の誘電体膜にイオンを注入することに
より非晶質状態の誘電体膜を形成するものである。
【００１４】また、請求項１２の誘電体素子の製造方法
は、結晶性の第１の導電膜にイオンを注入することによ
り非晶質状態の膜を形成するものである。また、請求項
１３の誘電体素子の製造方法は、前記非晶質導電膜を結
晶化する工程は、酸素雰囲気中で熱処理することにより
行うものである。また、請求項１４の誘電体素子の製造
方法は、前記非晶質導電膜として、金属酸化物材料を用
いたものである。
は、結晶性の第１の導電膜にイオンを注入することによ
り非晶質状態の膜を形成するものである。また、請求項
１３の誘電体素子の製造方法は、前記非晶質導電膜を結
晶化する工程は、酸素雰囲気中で熱処理することにより
行うものである。また、請求項１４の誘電体素子の製造
方法は、前記非晶質導電膜として、金属酸化物材料を用
いたものである。
【００１５】すなわち、請求項１の発明にあっては、非
晶質誘電体膜及びこの膜に接する第１の導電膜を一度に
パターニングするので、プロセス工程数を大幅に削減で
きる。また、請求項２及び請求項３の発明にあっては、
非晶質誘電体膜及び非晶質導電膜を一度にパターニング
し、一度に結晶化するので、プロセス工程数を大幅に削
減できる。
晶質誘電体膜及びこの膜に接する第１の導電膜を一度に
パターニングするので、プロセス工程数を大幅に削減で
きる。また、請求項２及び請求項３の発明にあっては、
非晶質誘電体膜及び非晶質導電膜を一度にパターニング
し、一度に結晶化するので、プロセス工程数を大幅に削
減できる。
【００１６】更には、誘電体膜の上の導電膜として、当
初非晶質状態のものを用い、その後に結晶化するので、
当初から結晶状態のものを用いるよりも、パターニング
時に結晶粒界の影響を受けないので加工精度が良い。ま
た、請求項４の発明にあっては、非晶質誘電体膜及び導
電膜を一度にエッチングするので、プロセス工程数を大
幅に削減できる。
初非晶質状態のものを用い、その後に結晶化するので、
当初から結晶状態のものを用いるよりも、パターニング
時に結晶粒界の影響を受けないので加工精度が良い。ま
た、請求項４の発明にあっては、非晶質誘電体膜及び導
電膜を一度にエッチングするので、プロセス工程数を大
幅に削減できる。
【００１７】更には、エッチング時に、エッチングする
個所を非晶質化しているので、エッチング時に結晶粒界
の影響を受けにくく加工精度が良い。更には、非晶質誘
電体膜の結晶化の際、導電膜の結晶を受け継いで、非晶
質誘電体膜の結晶化が促進される。また、請求項５の発
明にあっては、誘電体膜及び導電膜を一度にエッチング
するので、プロセス工程数を大幅に削減できる。
個所を非晶質化しているので、エッチング時に結晶粒界
の影響を受けにくく加工精度が良い。更には、非晶質誘
電体膜の結晶化の際、導電膜の結晶を受け継いで、非晶
質誘電体膜の結晶化が促進される。また、請求項５の発
明にあっては、誘電体膜及び導電膜を一度にエッチング
するので、プロセス工程数を大幅に削減できる。
【００１８】更には、エッチング時に、エッチングする
個所を非晶質化しているので、エッチング時に結晶粒界
の影響を受けにくく加工精度が良い。また、請求項６〜
８の発明にあっては、ペロブスカイト型構造などの誘電
体膜の結晶化は、一般に下地膜の影響を強く受けるが、
非晶質誘電体膜の下の第２の導電膜として、結晶材料を
用いることにより、この結晶を受け継いで、非晶質誘電
体膜の結晶化が促進される。
個所を非晶質化しているので、エッチング時に結晶粒界
の影響を受けにくく加工精度が良い。また、請求項６〜
８の発明にあっては、ペロブスカイト型構造などの誘電
体膜の結晶化は、一般に下地膜の影響を強く受けるが、
非晶質誘電体膜の下の第２の導電膜として、結晶材料を
用いることにより、この結晶を受け継いで、非晶質誘電
体膜の結晶化が促進される。
【００１９】また、請求項９又は１０の発明にあって
は、導電膜として、貴金属系材料又は導電性酸化物材料
からなる結晶材料を用いるので、これらは耐酸化性が強
く、例えば、酸素雰囲気中で熱処理した後でも良好な導
電性を維持することができる。また、請求項１１又は１
２の発明にあっては、簡単な工程で膜の非晶質化を実現
することができる。
は、導電膜として、貴金属系材料又は導電性酸化物材料
からなる結晶材料を用いるので、これらは耐酸化性が強
く、例えば、酸素雰囲気中で熱処理した後でも良好な導
電性を維持することができる。また、請求項１１又は１
２の発明にあっては、簡単な工程で膜の非晶質化を実現
することができる。
【００２０】また、請求項１３又は１４の発明にあって
は、非晶質誘電体膜及び非晶質導電膜を結晶化するため
に、酸素雰囲気中で熱処理すると、非晶質導電膜の材質
によっては、酸化されて抵抗がきわめて高くなることが
あるが、非晶質導電膜として、金属酸化物材料を用いる
ことにより、このような酸化による問題は生じない。
は、非晶質誘電体膜及び非晶質導電膜を結晶化するため
に、酸素雰囲気中で熱処理すると、非晶質導電膜の材質
によっては、酸化されて抵抗がきわめて高くなることが
あるが、非晶質導電膜として、金属酸化物材料を用いる
ことにより、このような酸化による問題は生じない。
【００２１】
（第１実施形態）本発明を具体化した第１の実施形態を
図面に基づいて説明する。図１及び図２は本第１実施形
態における誘電体素子の製造プロセスを順次示す断面図
であり、以下、この図に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。図１及び図２は本第１実施形
態における誘電体素子の製造プロセスを順次示す断面図
であり、以下、この図に基づいて説明する。
【００２２】工程１（図１ａ参照）：単結晶シリコン基
板１の表面に、適宜な膜厚（例えば１０００Å）のシリ
コン酸化膜２を形成する。このシリコン酸化膜２の形成
にはどのような方法（熱酸化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法）
を用いても良い。更に、シリコン酸化膜２の上に、例え
ばスパッタ法を用いて、下部電極３を形成する。この下
部電極３の材料としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｔａ，ＴｉＮなどの金
属、金属化合物若しくはこれらの合金又はＲｕＯ2，Ｒ
ｈＯ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，Ｍｏ
Ｏ2，ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒ
ｕ2Ｏ7-Xなどの導電性酸化物若しくはこれらの合金を用
いる。これらは全て多結晶構造を有する。
板１の表面に、適宜な膜厚（例えば１０００Å）のシリ
コン酸化膜２を形成する。このシリコン酸化膜２の形成
にはどのような方法（熱酸化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法）
を用いても良い。更に、シリコン酸化膜２の上に、例え
ばスパッタ法を用いて、下部電極３を形成する。この下
部電極３の材料としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｔａ，ＴｉＮなどの金
属、金属化合物若しくはこれらの合金又はＲｕＯ2，Ｒ
ｈＯ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，Ｍｏ
Ｏ2，ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒ
ｕ2Ｏ7-Xなどの導電性酸化物若しくはこれらの合金を用
いる。これらは全て多結晶構造を有する。
【００２３】工程２（図１ｂ参照）：下部電極３の上
に、膜厚２５００Åの非晶質強誘電体薄膜４を形成す
る。この強誘電体薄膜４としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（Ｚ
ｒXＴｉ 1-X）Ｏ3やチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用
いる。更には、ＰＺＴにランタン（Ｌａ）をドーピング
したＰＬＺＴを用いてもよいし、ランタンに代えて、カ
ルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム
（Ｍｇ）、ナイオビウム（Ｎｂ）、ストロンチウム（Ｓ
ｒ）などをドーピングしたものを用いても良い。非晶質
の強誘電体薄膜４の形成は、反応性スパッタ法やゾルゲ
ル法などを用いる。例えば、反応性スパッタ法であれ
ば、基板温度を室温〜２００℃に調節して膜を堆積させ
ることにより、堆積された膜が非晶質状態となり、ゾル
ゲル法であれば、ゾル溶液を塗布した後に、１２０〜２
００℃の熱処理を行うことにより、非晶質状態の膜を得
ることができる。
に、膜厚２５００Åの非晶質強誘電体薄膜４を形成す
る。この強誘電体薄膜４としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（Ｚ
ｒXＴｉ 1-X）Ｏ3やチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用
いる。更には、ＰＺＴにランタン（Ｌａ）をドーピング
したＰＬＺＴを用いてもよいし、ランタンに代えて、カ
ルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム
（Ｍｇ）、ナイオビウム（Ｎｂ）、ストロンチウム（Ｓ
ｒ）などをドーピングしたものを用いても良い。非晶質
の強誘電体薄膜４の形成は、反応性スパッタ法やゾルゲ
ル法などを用いる。例えば、反応性スパッタ法であれ
ば、基板温度を室温〜２００℃に調節して膜を堆積させ
ることにより、堆積された膜が非晶質状態となり、ゾル
ゲル法であれば、ゾル溶液を塗布した後に、１２０〜２
００℃の熱処理を行うことにより、非晶質状態の膜を得
ることができる。
【００２４】工程３（図１ｃ参照）：非晶質強誘電体薄
膜４の上に、非晶質導電性酸化物薄膜（ＲｕＯ2，Ｒｈ
Ｏ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，
ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ
7-Xなど）又はこれらの合金からなる上部電極５を形成
する。非晶質の導電性酸化物薄膜は、上記非晶質強誘電
体薄膜４の形成と同様の手法で得ることができる。すな
わち、反応性スパッタ法やゾルゲル法などを用い、例え
ば、反応性スパッタ法であれば、基板温度を室温〜２０
０℃に調節して膜を堆積させることにより、堆積された
膜が非晶質状態となり、ゾルゲル法であれば、ゾル溶液
を塗布した後に、１２０〜２００℃の熱処理を行うこと
により、非晶質状態の膜を得ることができる。
膜４の上に、非晶質導電性酸化物薄膜（ＲｕＯ2，Ｒｈ
Ｏ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，
ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ
7-Xなど）又はこれらの合金からなる上部電極５を形成
する。非晶質の導電性酸化物薄膜は、上記非晶質強誘電
体薄膜４の形成と同様の手法で得ることができる。すな
わち、反応性スパッタ法やゾルゲル法などを用い、例え
ば、反応性スパッタ法であれば、基板温度を室温〜２０
０℃に調節して膜を堆積させることにより、堆積された
膜が非晶質状態となり、ゾルゲル法であれば、ゾル溶液
を塗布した後に、１２０〜２００℃の熱処理を行うこと
により、非晶質状態の膜を得ることができる。
【００２５】工程４（図２ａ参照）：上部電極５の上
に、膜厚１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成
する。 工程５（図２ｂ参照）：レジストパターン６をマスクと
して、上部電極５、非晶質強誘電体薄膜４及び下部電極
３を順次反応性イオンエッチング法によりドライエッチ
ングする。この時使用するガスは、各膜において共通の
ガスを用いても良いし、各膜に応じて最適な種類のガス
を選定しても良い。例えば、上部電極５として非晶質Ｒ
ｕＯ2膜、強誘電体薄膜４として非晶質ＰＺＴ膜、下部
電極３として多結晶ＲｕＯ2膜を用いた場合には、エッ
チングガスとしてＣＣｌ2Ｆ2ガスを用いることにより、
各膜を全てエッチングすることができる。また、ＲｕＯ
2に対してはＣＦ4＋Ｏ2ガス、ＰＺＴに対してはＣＣｌ4
ガスというように適宜エッチングガスを使い分けても良
い。
に、膜厚１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成
する。 工程５（図２ｂ参照）：レジストパターン６をマスクと
して、上部電極５、非晶質強誘電体薄膜４及び下部電極
３を順次反応性イオンエッチング法によりドライエッチ
ングする。この時使用するガスは、各膜において共通の
ガスを用いても良いし、各膜に応じて最適な種類のガス
を選定しても良い。例えば、上部電極５として非晶質Ｒ
ｕＯ2膜、強誘電体薄膜４として非晶質ＰＺＴ膜、下部
電極３として多結晶ＲｕＯ2膜を用いた場合には、エッ
チングガスとしてＣＣｌ2Ｆ2ガスを用いることにより、
各膜を全てエッチングすることができる。また、ＲｕＯ
2に対してはＣＦ4＋Ｏ2ガス、ＰＺＴに対してはＣＣｌ4
ガスというように適宜エッチングガスを使い分けても良
い。
【００２６】工程６（図２ｃ参照）：オゾンアッシャー
などによりレジストパターン６を除去した後、電気炉を
用い、酸素雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行う
ことにより、非晶質の強誘電体薄膜４と上部電極５とを
結晶化させ、多結晶強誘電体薄膜７と多結晶上部電極８
とに変質させる。このとき、非晶質強誘電体膜４は、下
部電極３の結晶を受け継いで、その結晶化が促進され
る。
などによりレジストパターン６を除去した後、電気炉を
用い、酸素雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行う
ことにより、非晶質の強誘電体薄膜４と上部電極５とを
結晶化させ、多結晶強誘電体薄膜７と多結晶上部電極８
とに変質させる。このとき、非晶質強誘電体膜４は、下
部電極３の結晶を受け継いで、その結晶化が促進され
る。
【００２７】この結晶化により、強誘電体薄膜７は、ペ
ロブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すよう
になり、上部電極８は、その導電性がきわめて良好にな
る。以上の工程により、基板１上に、多結晶の下部電極
３、多結晶の強誘電体薄膜７及び多結晶の上部電極５か
らなる誘電体素子９を得ることができる。 （第２実施形態）本発明の第２の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態と同等の構成に
は同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。
ロブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すよう
になり、上部電極８は、その導電性がきわめて良好にな
る。以上の工程により、基板１上に、多結晶の下部電極
３、多結晶の強誘電体薄膜７及び多結晶の上部電極５か
らなる誘電体素子９を得ることができる。 （第２実施形態）本発明の第２の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態と同等の構成に
は同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【００２８】図３〜図５は本第２実施形態における誘電
体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以下、
この図に基づいて説明する。 工程２１（図３ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程２２（図３ｂ参照）：下部電極３の上に、膜厚２５
００Åの強誘電体薄膜１１を形成する。この強誘電体薄
膜１１としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（ＺｒXＴｉ 1-X）Ｏ3
やチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用いる。更には、
ＰＺＴにランタン（Ｌａ）をドーピングしたＰＬＺＴを
用いてもよいし、ランタンに代えて、カルシウム（Ｃ
ａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナイ
オビウム（Ｎｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などをドー
ピングしたものを用いても良い。結晶性の強誘電体薄膜
１１の形成は、反応性スパッタ法やゾルゲル法などを用
いる。例えば、反応性スパッタ法であれば、基板温度を
６００〜７００℃に調節して膜を堆積させる。また、ゾ
ルゲル法であれば、ゾル溶液を塗布した後に、６００〜
７００℃の熱処理を行うことにより、結晶状態の膜を得
ることができる。この結果、強誘電体薄膜１１は、ペロ
ブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すように
なる。
体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以下、
この図に基づいて説明する。 工程２１（図３ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程２２（図３ｂ参照）：下部電極３の上に、膜厚２５
００Åの強誘電体薄膜１１を形成する。この強誘電体薄
膜１１としては、ＰＺＴ即ちＰｂ（ＺｒXＴｉ 1-X）Ｏ3
やチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用いる。更には、
ＰＺＴにランタン（Ｌａ）をドーピングしたＰＬＺＴを
用いてもよいし、ランタンに代えて、カルシウム（Ｃ
ａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナイ
オビウム（Ｎｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などをドー
ピングしたものを用いても良い。結晶性の強誘電体薄膜
１１の形成は、反応性スパッタ法やゾルゲル法などを用
いる。例えば、反応性スパッタ法であれば、基板温度を
６００〜７００℃に調節して膜を堆積させる。また、ゾ
ルゲル法であれば、ゾル溶液を塗布した後に、６００〜
７００℃の熱処理を行うことにより、結晶状態の膜を得
ることができる。この結果、強誘電体薄膜１１は、ペロ
ブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すように
なる。
【００２９】工程２３（図３ｃ参照）：強誘電体薄膜１
１の上に、導電性酸化物薄膜（ＲｕＯ2，ＲｈＯ2，Ｏｓ
Ｏ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，ＷＯ2，Ｓ
ｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ7-Xなど）
又はこれらの合金からなる上部電極１２を形成する。結
晶性の導電性酸化物薄膜１２の形成は、反応性スパッタ
法やゾルゲル法などを用いて形成することができ、その
温度条件等は強誘電体薄膜１１の形成と同様である。
１の上に、導電性酸化物薄膜（ＲｕＯ2，ＲｈＯ2，Ｏｓ
Ｏ2，ＩｒＯ2，ＲｅＯ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，ＷＯ2，Ｓ
ｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ7-Xなど）
又はこれらの合金からなる上部電極１２を形成する。結
晶性の導電性酸化物薄膜１２の形成は、反応性スパッタ
法やゾルゲル法などを用いて形成することができ、その
温度条件等は強誘電体薄膜１１の形成と同様である。
【００３０】工程２４（図４ａ参照）：イオン注入法を
用い、上部電極１２及び強誘電体薄膜１１に対し、ドー
ズ量；５×１０15atoms/cm2、加速エネルギー；１８０K
eVの条件で、アルゴン（Ａｒ）イオンを注入する。これ
により、結晶中の原子が格子点からはじき飛ばされて欠
陥を形成するため、上部電極１２及び強誘電体薄膜１１
がそれぞれ非晶質の上部電極１２ａ及び非晶質強誘電体
薄膜１１ａに変質する。
用い、上部電極１２及び強誘電体薄膜１１に対し、ドー
ズ量；５×１０15atoms/cm2、加速エネルギー；１８０K
eVの条件で、アルゴン（Ａｒ）イオンを注入する。これ
により、結晶中の原子が格子点からはじき飛ばされて欠
陥を形成するため、上部電極１２及び強誘電体薄膜１１
がそれぞれ非晶質の上部電極１２ａ及び非晶質強誘電体
薄膜１１ａに変質する。
【００３１】工程２５（図４ｂ参照）：上部電極１２ａ
の上に、膜厚１．５μｍのフォトレジストパターン６を
形成する。 工程２６（図４ｃ参照）：レジストパターン６をマスク
として、上部電極１２ａ、非晶質強誘電体薄膜１１ａ及
び下部電極３を順次反応性イオンエッチング法によりド
ライエッチングする。この時の条件は、上記第１実施形
態における工程５と同様である。
の上に、膜厚１．５μｍのフォトレジストパターン６を
形成する。 工程２６（図４ｃ参照）：レジストパターン６をマスク
として、上部電極１２ａ、非晶質強誘電体薄膜１１ａ及
び下部電極３を順次反応性イオンエッチング法によりド
ライエッチングする。この時の条件は、上記第１実施形
態における工程５と同様である。
【００３２】工程２７（図５ａ参照）：オゾンアッシャ
ーなどによりレジストパターン６を除去した後、電気炉
を用い、酸素雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行
うことにより、非晶質の強誘電体薄膜１１ａと上部電極
１２ａとを結晶化させ、多結晶強誘電体薄膜１３と多結
晶上部電極１４とに変質させる。この結晶化により、強
誘電体薄膜１３は、ペロブスカイト型の結晶構造となっ
て強誘電性を示すようになり、上部電極１４は、その導
電性がきわめて良好になる。
ーなどによりレジストパターン６を除去した後、電気炉
を用い、酸素雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行
うことにより、非晶質の強誘電体薄膜１１ａと上部電極
１２ａとを結晶化させ、多結晶強誘電体薄膜１３と多結
晶上部電極１４とに変質させる。この結晶化により、強
誘電体薄膜１３は、ペロブスカイト型の結晶構造となっ
て強誘電性を示すようになり、上部電極１４は、その導
電性がきわめて良好になる。
【００３３】以上の工程により、基板１上に、多結晶の
下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜１３及び多結晶の上
部電極１４からなる誘電体素子９を得ることができる。 （第３実施形態）本発明の第３の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態又は第２実施形
態と同等の構成には同じ符号を用い、その詳細な説明を
省略する。
下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜１３及び多結晶の上
部電極１４からなる誘電体素子９を得ることができる。 （第３実施形態）本発明の第３の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態又は第２実施形
態と同等の構成には同じ符号を用い、その詳細な説明を
省略する。
【００３４】図６〜図８は本第３実施形態における誘電
体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以下、
この図に基づいて説明する。 工程３１（図６ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程３２（図６ｂ参照）：下部電極３の上に、非晶質強
誘電体薄膜４を形成する。
体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以下、
この図に基づいて説明する。 工程３１（図６ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程３２（図６ｂ参照）：下部電極３の上に、非晶質強
誘電体薄膜４を形成する。
【００３５】工程３３（図６ｃ参照）：強誘電体薄膜１
１の上に、結晶性の導電性酸化物薄膜又はこれらの合金
からなる上部電極１２を形成する。 工程３４（図７ａ参照）：上部電極１２の上に、膜厚
１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成する。 工程３５（図７ｂ参照）：イオン注入法を用い、上部電
極１２に対し、ドーズ量；５×１０15atoms/cm2、加速
エネルギー；６０KeVの条件で、アルゴンイオンを注入
する。
１の上に、結晶性の導電性酸化物薄膜又はこれらの合金
からなる上部電極１２を形成する。 工程３４（図７ａ参照）：上部電極１２の上に、膜厚
１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成する。 工程３５（図７ｂ参照）：イオン注入法を用い、上部電
極１２に対し、ドーズ量；５×１０15atoms/cm2、加速
エネルギー；６０KeVの条件で、アルゴンイオンを注入
する。
【００３６】これにより、マスク６で覆われていない個
所の上部電極１２が非晶質化する（以下、非晶質上部電
極領域１２ａという）。 工程３６（図７ｃ参照）：レジストパターン６をマスク
として、非晶質上部電極領域１２ａ、非晶質強誘電体薄
膜４及び下部電極３を順次反応性イオンエッチング法に
よりドライエッチングする。この時の条件は、上記第１
実施形態における工程５と同様である。
所の上部電極１２が非晶質化する（以下、非晶質上部電
極領域１２ａという）。 工程３６（図７ｃ参照）：レジストパターン６をマスク
として、非晶質上部電極領域１２ａ、非晶質強誘電体薄
膜４及び下部電極３を順次反応性イオンエッチング法に
よりドライエッチングする。この時の条件は、上記第１
実施形態における工程５と同様である。
【００３７】このとき、エッチングされる非晶質上部電
極１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜４は、非晶質状態であ
るため結晶粒界の影響をうけにくく、高いエッチング精
度で加工することができる。 工程３７（図８ａ参照）：オゾンアッシャーなどにより
レジストパターン６を除去した後、電気炉を用い、酸素
雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行うことによ
り、非晶質強誘電体薄膜４を結晶化させ、多結晶強誘電
体薄膜７に変質させる。このとき、非晶質強誘電体膜４
は、下部電極３の結晶を受け継ぐと共に上部電極１２か
らの結晶を受け継ぎ、その結晶化が上記第１及び第２実
施形態よりも更に促進される。
極１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜４は、非晶質状態であ
るため結晶粒界の影響をうけにくく、高いエッチング精
度で加工することができる。 工程３７（図８ａ参照）：オゾンアッシャーなどにより
レジストパターン６を除去した後、電気炉を用い、酸素
雰囲気中で６００〜７００℃の熱処理を行うことによ
り、非晶質強誘電体薄膜４を結晶化させ、多結晶強誘電
体薄膜７に変質させる。このとき、非晶質強誘電体膜４
は、下部電極３の結晶を受け継ぐと共に上部電極１２か
らの結晶を受け継ぎ、その結晶化が上記第１及び第２実
施形態よりも更に促進される。
【００３８】この結晶化により、強誘電体薄膜７は、ペ
ロブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すよう
になる。尚、上部電極１２は、もともと結晶構造である
ため、その導電性は良好である。以上の工程により、基
板１上に、多結晶の下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜
７及び上部電極１２からなる誘電体素子９を得ることが
できる。 （第４実施形態）本発明の第４の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態〜第３実施形態
と同等の構成には同じ符号を用い、その詳細な説明を省
略する。
ロブスカイト型の結晶構造となって強誘電性を示すよう
になる。尚、上部電極１２は、もともと結晶構造である
ため、その導電性は良好である。以上の工程により、基
板１上に、多結晶の下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜
７及び上部電極１２からなる誘電体素子９を得ることが
できる。 （第４実施形態）本発明の第４の実施形態を図面に基づ
いて説明する。但し、上記第１実施形態〜第３実施形態
と同等の構成には同じ符号を用い、その詳細な説明を省
略する。
【００３９】図９〜図１１は本第４実施形態における誘
電体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以
下、この図に基づいて説明する。 工程４１（図９ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程４２（図９ｂ参照）：下部電極３の上に、結晶性の
強誘電体薄膜１１を形成する。
電体素子の製造プロセスを順次示す断面図であり、以
下、この図に基づいて説明する。 工程４１（図９ａ参照）：単結晶シリコン基板１の表面
に、シリコン酸化膜２及び下部電極３を形成する。 工程４２（図９ｂ参照）：下部電極３の上に、結晶性の
強誘電体薄膜１１を形成する。
【００４０】工程４３（図９ｃ参照）：強誘電体薄膜１
１の上に、結晶性の導電性酸化物薄膜又はこれらの合金
からなる上部電極１２を形成する。 工程４４（図１０ａ参照）：上部電極１２の上に、膜厚
１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成する。 工程４５（図１０ｂ参照）：イオン注入法を用い、上部
電極１２及び強誘電性薄膜１１に対し、ドーズ量；５×
１０15atoms/cm2、加速エネルギー；１８０KeVの条件
で、アルゴンイオンを注入する。
１の上に、結晶性の導電性酸化物薄膜又はこれらの合金
からなる上部電極１２を形成する。 工程４４（図１０ａ参照）：上部電極１２の上に、膜厚
１．５μｍのフォトレジストパターン６を形成する。 工程４５（図１０ｂ参照）：イオン注入法を用い、上部
電極１２及び強誘電性薄膜１１に対し、ドーズ量；５×
１０15atoms/cm2、加速エネルギー；１８０KeVの条件
で、アルゴンイオンを注入する。
【００４１】これにより、マスク６で覆われていない個
所の上部電極１２及び強誘電体薄膜１１がそれぞれ非晶
質化する（以下、この非晶質化した個所を、非晶質上部
電極領域１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜領域１１ａとい
う）。 工程４６（図１０ｃ参照）：レジストパターン６をマス
クとして、非晶質上部電極領域１２ａ、非晶質強誘電体
薄膜領域１１ａ及び下部電極３を順次反応性イオンエッ
チング法によりドライエッチングする。この時の条件
は、上記第１実施形態における工程５と同様である。
所の上部電極１２及び強誘電体薄膜１１がそれぞれ非晶
質化する（以下、この非晶質化した個所を、非晶質上部
電極領域１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜領域１１ａとい
う）。 工程４６（図１０ｃ参照）：レジストパターン６をマス
クとして、非晶質上部電極領域１２ａ、非晶質強誘電体
薄膜領域１１ａ及び下部電極３を順次反応性イオンエッ
チング法によりドライエッチングする。この時の条件
は、上記第１実施形態における工程５と同様である。
【００４２】このとき、エッチングされる非晶質上部電
極領域１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜領域１１ａは、非
晶質状態であるため結晶粒界の影響をうけにくく、第３
実施形態と同様、高いエッチング精度で加工することが
できる。 工程４７（図１１ａ参照）：オゾンアッシャーなどによ
りレジストパターン６を除去した後、エッチングにより
受けたダメージを回復する目的で、酸素雰囲気中で６０
０〜７００℃の熱処理を行う。
極領域１２ａ及び非晶質強誘電体薄膜領域１１ａは、非
晶質状態であるため結晶粒界の影響をうけにくく、第３
実施形態と同様、高いエッチング精度で加工することが
できる。 工程４７（図１１ａ参照）：オゾンアッシャーなどによ
りレジストパターン６を除去した後、エッチングにより
受けたダメージを回復する目的で、酸素雰囲気中で６０
０〜７００℃の熱処理を行う。
【００４３】以上の工程により、基板１上に、多結晶の
下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜１１及び上部電極１
２からなる誘電体素子９を得ることができる。尚、上記
実施形態は、以下のように変更してもよく、その場合に
も同等の作用効果を得ることができる。 １）下部電極３として、貴金属系材料（Ａｕ，Ａｇ，Ｐ
ｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒなど）又は導電性酸
化物材料（ＲｕＯ2，ＲｈＯ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，Ｒｅ
Ｏ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒ
ｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ7-Xなど）を用いることによ
り、酸素雰囲気中での熱処理にも十分に耐え、電極とし
ての良好な特性を維持することができる。特に、白金族
材料（Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒなど）又は
導電性酸化物材料は、耐熱性にも優れており高温による
処理でも安定した特性を維持することができる。
下部電極３、多結晶の強誘電体薄膜１１及び上部電極１
２からなる誘電体素子９を得ることができる。尚、上記
実施形態は、以下のように変更してもよく、その場合に
も同等の作用効果を得ることができる。 １）下部電極３として、貴金属系材料（Ａｕ，Ａｇ，Ｐ
ｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒなど）又は導電性酸
化物材料（ＲｕＯ2，ＲｈＯ2，ＯｓＯ2，ＩｒＯ2，Ｒｅ
Ｏ2，ＲｅＯ3，ＭｏＯ2，ＷＯ2，ＳｒＲｕＯ3，Ｐｂ2Ｒ
ｕ2Ｏ3-X，Ｂｉ2Ｒｕ2Ｏ7-Xなど）を用いることによ
り、酸素雰囲気中での熱処理にも十分に耐え、電極とし
ての良好な特性を維持することができる。特に、白金族
材料（Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ｏｓ，Ｉｒなど）又は
導電性酸化物材料は、耐熱性にも優れており高温による
処理でも安定した特性を維持することができる。
【００４４】２）強誘電体薄膜に代えて、チタン酸スト
ロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）やチタン酸ストロンチウム
バリウム（ＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3(0＜ｘ＜1)）のような
高誘電体薄膜を用いても同等の作用効果を得ることがで
きる。 ３）第２〜第４実施形態において、膜を非晶質化するた
めのイオンとして、アルゴンイオンに代えて、Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ｏ，Ｐｔ，Ｉｒなどの膜を構成するイオンや
Ｋｒ，Ｘｅなどの他の不活性ガスイオンを用いてもよ
い。中でも質量の重いＸｅ，Ｐｔ，Ｐｂがより非晶質化
に適している。
ロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）やチタン酸ストロンチウム
バリウム（ＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3(0＜ｘ＜1)）のような
高誘電体薄膜を用いても同等の作用効果を得ることがで
きる。 ３）第２〜第４実施形態において、膜を非晶質化するた
めのイオンとして、アルゴンイオンに代えて、Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ｏ，Ｐｔ，Ｉｒなどの膜を構成するイオンや
Ｋｒ，Ｘｅなどの他の不活性ガスイオンを用いてもよ
い。中でも質量の重いＸｅ，Ｐｔ，Ｐｂがより非晶質化
に適している。
【００４５】４）第１〜第３実施形態において、電気炉
による熱処理に代えて、ＲＴＡ（rapid thermal anneal
ing）法を用い、酸素雰囲気中で７００℃、２０秒の処
理を行う。 ５）シリコン酸化膜２及び下部電極３の一方又は双方を
省略する。
による熱処理に代えて、ＲＴＡ（rapid thermal anneal
ing）法を用い、酸素雰囲気中で７００℃、２０秒の処
理を行う。 ５）シリコン酸化膜２及び下部電極３の一方又は双方を
省略する。
【００４６】
【発明の効果】本発明にあっては、簡単な工程で良質の
誘電体素子を得ることができる。
誘電体素子を得ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図５】本発明の第２実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図６】本発明の第３実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図７】本発明の第３実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図８】本発明の第３実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図９】本発明の第４実施形態における誘電体素子の製
造プロセスを順次示す断面図。
造プロセスを順次示す断面図。
【図１０】本発明の第４実施形態における誘電体素子の
製造プロセスを順次示す断面図。
製造プロセスを順次示す断面図。
【図１１】本発明の第４実施形態における誘電体素子の
製造プロセスを順次示す断面図。
製造プロセスを順次示す断面図。
【図１２】従来例における誘電体素子の製造プロセスを
順次示す断面図。
順次示す断面図。
１ 単結晶シリコン基板 ２ シリコン酸化膜（絶縁膜） ３ 下部電極（第２の導電膜） ４ 非晶質強誘電体薄膜 ５ 非晶質上部電極（非晶質状態の第１の導電膜） ６ フォトレジストパターン ７，１１ 多結晶強誘電体薄膜 １１ａ 非晶質強誘電体薄膜 ８，１２ 上部電極（第１の導電膜） １２ａ 非晶質の上部電極 ９ 誘電体素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/8247 29/788 29/792
Claims (14)
- 【請求項１】 基板上の非晶質誘電体膜をこの膜に接す
る第１の導電膜と共に一度にパターニングすることを特
徴とした誘電体素子の製造方法。 - 【請求項２】 基板上の非晶質誘電体膜及び非晶質状態
の第１の導電膜を一度にパターニングした後、これらの
膜を結晶化することを特徴とした誘電体素子の製造方
法。 - 【請求項３】 基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程
と、 この非晶質誘電体膜の上に非晶質状態の第１の導電膜を
形成する工程と、 前記非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第１の導電膜を一
度にパターニングする工程と、 パターニングされた非晶質誘電体膜及び非晶質状態の第
１の導電膜を結晶化する工程と、を含むことを特徴とし
た誘電体素子の製造方法。 - 【請求項４】 基板上に非晶質誘電体膜を形成する工程
と、 この非晶質誘電体膜の上に第１の導電膜を形成する工程
と、 前記非晶質誘電体膜及び導電膜の上にマスクを形成する
工程と、 前記マスクで覆われた個所以外の前記第１の導電膜を非
晶質化する工程と、 前記マスクを用いて、非晶質誘電体膜及び第１の導電膜
を一度にエッチングする工程と、 残った非晶質誘電体膜を結晶化する工程と、を含むこと
を特徴とした誘電体素子の製造方法。 - 【請求項５】 基板上に誘電体膜を形成する工程と、 この誘電体膜の上に第１の導電膜を形成する工程と、 前記誘電体膜及び第１の導電膜の上にマスクを形成する
工程と、 前記マスクで覆われた個所以外の前記誘電体膜及び第１
の導電膜を非晶質化する工程と、 前記マスクを用いて、誘電体膜及び第１の導電膜を一度
にエッチングする工程と、を含むことを特徴とした誘電
体素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記非晶質誘電体膜として、金属酸化物
誘電体材料を用いたことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の誘電体素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記結晶性の誘電体膜が、ペロブスカイ
ト型結晶構造を有することを特徴とした請求項１乃至５
のいずれか１項に記載の誘電体素子の製造方法。 - 【請求項８】 基板と誘電体膜との間に結晶性の第２の
導電膜を形成する工程を含むことを特徴とした請求項６
又は７に記載の誘電体素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記第２の導電膜として、貴金属元素又
は導電性酸化物からなる結晶材料を用いたことを特徴と
する請求項８に記載の誘電体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１の導電膜として、貴金属元素
又は導電性酸化物からなる結晶材料を用いたことを特徴
とする請求項４又は５に記載の誘電体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 結晶性の誘電体膜にイオンを注入する
ことにより非晶質状態の誘電体膜を形成することを特徴
とした請求項１乃至５のいずれか１項に記載の誘電体素
子の製造方法。 - 【請求項１２】 結晶性の第１の導電膜にイオンを注入
することにより非晶質状態の膜を形成することを特徴と
した請求項１乃至５のいずれか１項に記載の誘電体素子
の製造方法。 - 【請求項１３】 前記非晶質導電膜を結晶化する工程
は、酸素雰囲気中で熱処理することにより行うことを特
徴とした請求項２又は３に記載の誘電体素子の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記非晶質導電膜として、金属酸化物
材料を用いたことを特徴とする請求項１３に記載の誘電
体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174934A JPH10223845A (ja) | 1996-12-05 | 1997-06-30 | 誘電体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-325536 | 1996-12-05 | ||
| JP32553696 | 1996-12-05 | ||
| JP9174934A JPH10223845A (ja) | 1996-12-05 | 1997-06-30 | 誘電体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223845A true JPH10223845A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=26496371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174934A Pending JPH10223845A (ja) | 1996-12-05 | 1997-06-30 | 誘電体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223845A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028584A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum herstellen einer strukturierten metalloxidhaltigen schicht |
| US6387762B2 (en) * | 2000-02-24 | 2002-05-14 | Rohm Co., Ltd | Method of manufacturing ferroelectric memory device |
| US6586348B2 (en) | 1998-11-06 | 2003-07-01 | Infineon Technologies Ag | Method for preventing etching-induced damage to a metal oxide film by patterning the film after a nucleation anneal but while still amorphous and then thermally annealing to crystallize |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9174934A patent/JPH10223845A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028584A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum herstellen einer strukturierten metalloxidhaltigen schicht |
| US6586348B2 (en) | 1998-11-06 | 2003-07-01 | Infineon Technologies Ag | Method for preventing etching-induced damage to a metal oxide film by patterning the film after a nucleation anneal but while still amorphous and then thermally annealing to crystallize |
| US6387762B2 (en) * | 2000-02-24 | 2002-05-14 | Rohm Co., Ltd | Method of manufacturing ferroelectric memory device |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |