JPH1036171A - 強誘電体材料およびこれを用いた強誘電体メモリ - Google Patents
強誘電体材料およびこれを用いた強誘電体メモリInfo
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- JPH1036171A JPH1036171A JP8190945A JP19094596A JPH1036171A JP H1036171 A JPH1036171 A JP H1036171A JP 8190945 A JP8190945 A JP 8190945A JP 19094596 A JP19094596 A JP 19094596A JP H1036171 A JPH1036171 A JP H1036171A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＢＴおよびＳＢＮと同様の効果をもって、
疲労を抑制することができ、ＳＢＴおよびＳＢＮより、
優れた残留分極（Ｐｒ）を有する強誘電体材料、および
この強誘電体材料を用いた強誘電体メモリを得る。 【解決手段】 ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳ
ｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、
または全部を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体材
料を作製し、さらに強誘電体メモリのキャパシタ部分の
誘電体膜に、この強誘電体材料を使用した強誘電体メモ
リを作製する。
疲労を抑制することができ、ＳＢＴおよびＳＢＮより、
優れた残留分極（Ｐｒ）を有する強誘電体材料、および
この強誘電体材料を用いた強誘電体メモリを得る。 【解決手段】 ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳ
ｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、
または全部を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体材
料を作製し、さらに強誘電体メモリのキャパシタ部分の
誘電体膜に、この強誘電体材料を使用した強誘電体メモ
リを作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体材料およ
びこれを用いた強誘電体メモリに係わる。
びこれを用いた強誘電体メモリに係わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＦｅＲＡＭもしくはＦＲＡＭ(Fer
roelectric Random Access Memory)と呼称される強誘電
体不揮発性メモリの研究開発が盛んである。この強誘電
体不揮発性メモリは、そのキャパシタ部を構成する誘電
体が強誘電体膜に置き換えられた構造を有するものであ
る。
roelectric Random Access Memory)と呼称される強誘電
体不揮発性メモリの研究開発が盛んである。この強誘電
体不揮発性メモリは、そのキャパシタ部を構成する誘電
体が強誘電体膜に置き換えられた構造を有するものであ
る。
【０００３】この強誘電体不揮発性メモリは、キャパシ
タ内部の強誘電体膜に反転可能な外部電場を与え、これ
により自発分極（Ｐｓ）を誘起させ、外部電場をゼロと
したときの残留分極（Ｐｒ）の向きを”０”および”
１”の情報に対応させてメモリするものである。
タ内部の強誘電体膜に反転可能な外部電場を与え、これ
により自発分極（Ｐｓ）を誘起させ、外部電場をゼロと
したときの残留分極（Ｐｒ）の向きを”０”および”
１”の情報に対応させてメモリするものである。
【０００４】強誘電体メモリの強誘電体材料の１つとし
て、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびチタン
（Ｔｉ）の酸化物、いわゆるＰＺＴがある。
て、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびチタン
（Ｔｉ）の酸化物、いわゆるＰＺＴがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＺＴ
を強誘電体材料として用いた強誘電体メモリでは、外部
電場の反転を繰り返すことにより、次第に残留分極（Ｐ
ｒ）値の低下を招く、いわゆる疲労現象が見られ、メモ
リの寿命が短いという問題がある。
を強誘電体材料として用いた強誘電体メモリでは、外部
電場の反転を繰り返すことにより、次第に残留分極（Ｐ
ｒ）値の低下を招く、いわゆる疲労現象が見られ、メモ
リの寿命が短いという問題がある。
【０００６】このため、疲労に強い材料として、最近Ｓ
ｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 、いわゆるＳＢＴ材料の検討が考え
られている。このＳＢＴの単位格子を図１に示す。
ｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 、いわゆるＳＢＴ材料の検討が考え
られている。このＳＢＴの単位格子を図１に示す。
【０００７】図１に示すように、タンタル（Ｔａ）、ス
トロンチウム（Ｓｒ）、ビスマス（Ｂｉ）および酸素
（Ｏ）からなるペロブスカイト構造を、ＢｉおよびＯか
らなる層状構造が挟み込まれる構造を有している。これ
は、疲労に対して強い構造であると考えられている。こ
のＳＢＴは、ＰＺＴに代わる強誘電体材料として薄膜の
作製、およびＦｅＲＡＭへの検討が実行されつつある。
トロンチウム（Ｓｒ）、ビスマス（Ｂｉ）および酸素
（Ｏ）からなるペロブスカイト構造を、ＢｉおよびＯか
らなる層状構造が挟み込まれる構造を有している。これ
は、疲労に対して強い構造であると考えられている。こ
のＳＢＴは、ＰＺＴに代わる強誘電体材料として薄膜の
作製、およびＦｅＲＡＭへの検討が実行されつつある。
【０００８】上述したように、このＳＢＴは、ＰＺＴに
較べて構造上、疲労に強いという利点を有する。例え
ば、ＰＺＴは１０7 回程度の書き換えで、分極劣化を引
き起こすが、ＳＢＴは１０12回の書き換えを行っても、
全体の１〜２％程度しか分極劣化を起こさない。しかし
ながら、このＳＢＴには、疲労に強い反面、残留分極
（Ｐｒ）が小さいという欠点がある。
較べて構造上、疲労に強いという利点を有する。例え
ば、ＰＺＴは１０7 回程度の書き換えで、分極劣化を引
き起こすが、ＳＢＴは１０12回の書き換えを行っても、
全体の１〜２％程度しか分極劣化を起こさない。しかし
ながら、このＳＢＴには、疲労に強い反面、残留分極
（Ｐｒ）が小さいという欠点がある。
【０００９】そこで、ＳＢＴよりも抗電界Ｅｃが大とな
るが、ＳＢＴよりも大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、か
つ同程度の疲労に強い材料として、ＳＢＴのＴａサイト
の全部をニオブ（Ｎｂ）に置換したＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ
9 、いわゆるＳＢＮ材料や、ＳＢＴのＴａサイトの一部
をニオブ（Ｎｂ）に置換した材料の検討も考えられてい
る。
るが、ＳＢＴよりも大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、か
つ同程度の疲労に強い材料として、ＳＢＴのＴａサイト
の全部をニオブ（Ｎｂ）に置換したＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ
9 、いわゆるＳＢＮ材料や、ＳＢＴのＴａサイトの一部
をニオブ（Ｎｂ）に置換した材料の検討も考えられてい
る。
【００１０】しかしながら、ＦｅＲＡＭへの応用を考え
ると、ＳＢＮよりもさらに大きな残留分極（Ｐｒ）を持
ち、かつ疲労に強い材料の開発が望まれている。
ると、ＳＢＮよりもさらに大きな残留分極（Ｐｒ）を持
ち、かつ疲労に強い材料の開発が望まれている。
【００１１】本発明は、このような要望に応えるべく、
大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、かつＳＢＴ、ＳＢＮと
同程度に疲労に強く、特性の安定した強誘電体材料およ
び強誘電体メモリを提供するに至ったものである。
大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、かつＳＢＴ、ＳＢＮと
同程度に疲労に強く、特性の安定した強誘電体材料およ
び強誘電体メモリを提供するに至ったものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による強誘電体材
料は、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ 2
Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、または全
部を、バナジウム（Ｖ）に置換するものである。
料は、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ 2
Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、または全
部を、バナジウム（Ｖ）に置換するものである。
【００１３】また、本発明による強誘電体メモリは、そ
のキャパシタ部分の誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部をバナジウム（Ｖ）に置換
した強誘電体材料によって構成された強誘電体メモリと
するものである。
のキャパシタ部分の誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部をバナジウム（Ｖ）に置換
した強誘電体材料によって構成された強誘電体メモリと
するものである。
【００１４】上述の本発明構成によれば、ＳＢＴやＳＢ
Ｎよりも大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、かつ同程度に
疲労の抑制を図ることができ、特性の安定した強誘電体
材料を得ることができ、さらにこのような特徴を有する
材料を使用した強誘電体メモリを得ることができる。
Ｎよりも大きな残留分極（Ｐｒ）を持ち、かつ同程度に
疲労の抑制を図ることができ、特性の安定した強誘電体
材料を得ることができ、さらにこのような特徴を有する
材料を使用した強誘電体メモリを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明による強誘電体材料は、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ 2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂ
のそれぞれのサイトの一部、または全部を、バナジウム
（Ｖ）に置換する、すなわち、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｖx
Ｏ9 、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ 2-x Ｖx Ｏ9 （０≦ｘ≦
２）の構造とするものである。
て説明する。本発明による強誘電体材料は、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ 2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂ
のそれぞれのサイトの一部、または全部を、バナジウム
（Ｖ）に置換する、すなわち、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｖx
Ｏ9 、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ 2-x Ｖx Ｏ9 （０≦ｘ≦
２）の構造とするものである。
【００１６】このようにＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、
またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイト
の一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置換して得
られた強誘電体材料は、ＳＢＴ、ＳＢＮが有する疲労に
対する強さを維持しつつ、更に、ＳＢＴやＳＢＮよりも
大きな残留分極（Ｐｒ）を持つことができるようにな
る。
またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイト
の一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置換して得
られた強誘電体材料は、ＳＢＴ、ＳＢＮが有する疲労に
対する強さを維持しつつ、更に、ＳＢＴやＳＢＮよりも
大きな残留分極（Ｐｒ）を持つことができるようにな
る。
【００１７】次に本発明によるバナジウム置換の強誘電
体材料がより大きい残留分極（Ｐｒ）を示すことについ
て説明する。
体材料がより大きい残留分極（Ｐｒ）を示すことについ
て説明する。
【００１８】いま、ＳＢＴ、ＳＢＮ、およびＳＢＴのＴ
ａ、ＳＢＮのＮｂのそれぞれのサイトの全部を、バナジ
ウム（Ｖ）に置換した材料のモデル、すなわちＳｒＢｉ
2 Ｖ 2 Ｏ9 のそれぞれの材料における分子構造のＴａと
Ｏ、ＮｂとＯ、ＶとＯとの間の結合次数を見ると、（表
１）の通りとなる。（表１）中、Ｂ2 は、σ結合の結合
次数を示しており、Ｅはπ結合の結合次数を示している
ものとする。
ａ、ＳＢＮのＮｂのそれぞれのサイトの全部を、バナジ
ウム（Ｖ）に置換した材料のモデル、すなわちＳｒＢｉ
2 Ｖ 2 Ｏ9 のそれぞれの材料における分子構造のＴａと
Ｏ、ＮｂとＯ、ＶとＯとの間の結合次数を見ると、（表
１）の通りとなる。（表１）中、Ｂ2 は、σ結合の結合
次数を示しており、Ｅはπ結合の結合次数を示している
ものとする。
【００１９】
【表１】
【００２０】酸素Ｏとの間の結合の強さは、σ結合の結
合次数Ｂ2 とπ結合の結合次数Ｅの合計値の絶対値が大
きいほど、大きいものになるということがわかってお
り、（表１）によればＶとＯとの間の結合は、Ｔａと
Ｏ、ＮｂとＯとの結合より大となっている。
合次数Ｂ2 とπ結合の結合次数Ｅの合計値の絶対値が大
きいほど、大きいものになるということがわかってお
り、（表１）によればＶとＯとの間の結合は、Ｔａと
Ｏ、ＮｂとＯとの結合より大となっている。
【００２１】また、酸素Ｏとの間の結合の強さは、この
Ｏと結合する原子のそれぞれのイオンのシフトの大きさ
と相関関係があることがわかっており、また、このイオ
ンのシフトの大きさは、残留分極（Ｐｒ）の大きさと相
関関係があることが知られている。
Ｏと結合する原子のそれぞれのイオンのシフトの大きさ
と相関関係があることがわかっており、また、このイオ
ンのシフトの大きさは、残留分極（Ｐｒ）の大きさと相
関関係があることが知られている。
【００２２】よって、結合次数の大きさと、残留分極
（Ｐｒ）の大きさは、相関関係を有する。
（Ｐｒ）の大きさは、相関関係を有する。
【００２３】（表１）によれば、結合次数の大きさは、
ＴａよりもＮｂ、ＮｂよりもＶも方が大きいので、ＳＢ
Ｔ、およびＳＢＮよりもＳＢＴのＴａ、ＳＢＮのＮｂの
それぞれのサイトを、バナジウム（Ｖ）に置換した材料
の方がより大きな残留分極（Ｐｒ）を有することが理解
できる。
ＴａよりもＮｂ、ＮｂよりもＶも方が大きいので、ＳＢ
Ｔ、およびＳＢＮよりもＳＢＴのＴａ、ＳＢＮのＮｂの
それぞれのサイトを、バナジウム（Ｖ）に置換した材料
の方がより大きな残留分極（Ｐｒ）を有することが理解
できる。
【００２４】また、ＳＢＴおよびＳＢＮと、ＳＢＴのＴ
ａ、ＳＢＮのＮｂのそれぞれのサイトを、バナジウム
（Ｖ）に置換した材料すなわち、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｖ
x Ｏ9、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2-x Ｖx Ｏ9 （０≦ｘ≦
２）とでは、構造に本質的な変化はなく、同程度の疲労
の抑制効果が得られる。
ａ、ＳＢＮのＮｂのそれぞれのサイトを、バナジウム
（Ｖ）に置換した材料すなわち、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｖ
x Ｏ9、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2-x Ｖx Ｏ9 （０≦ｘ≦
２）とでは、構造に本質的な変化はなく、同程度の疲労
の抑制効果が得られる。
【００２５】続いて、本発明による強誘電体材料と、強
誘電体メモリの実施例について説明する。この実施例
は、強誘電体メモリとして、図２に断面図を示すスタッ
ク型構造の不揮発性メモリを形成する場合の例である。
誘電体メモリの実施例について説明する。この実施例
は、強誘電体メモリとして、図２に断面図を示すスタッ
ク型構造の不揮発性メモリを形成する場合の例である。
【００２６】この例においては、半導体基板１の局部酸
化いわゆるＬＯＣＯＳによって形成した素子分離絶縁層
２によって分離された領域に、ソース領域５とドレイン
領域６が形成され、ゲート絶縁膜３を介してゲート電極
４が設けられたＭＩＳトランジスタ（絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ）が形成され、これの上に、層間絶縁
層７を介して、下部電極８が形成され、これの上に強誘
電体層９を挟んで、上部電極１０が形成されて成る。そ
して、図示の例ではコンタクトホール１２を通じて、ド
レイン領域６と、上部電極１０とに配線１３が接続され
た構造を有する。
化いわゆるＬＯＣＯＳによって形成した素子分離絶縁層
２によって分離された領域に、ソース領域５とドレイン
領域６が形成され、ゲート絶縁膜３を介してゲート電極
４が設けられたＭＩＳトランジスタ（絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ）が形成され、これの上に、層間絶縁
層７を介して、下部電極８が形成され、これの上に強誘
電体層９を挟んで、上部電極１０が形成されて成る。そ
して、図示の例ではコンタクトホール１２を通じて、ド
レイン領域６と、上部電極１０とに配線１３が接続され
た構造を有する。
【００２７】この構造において、下部電極８と上部電極
１０との間に電位差により電界をかけることにより、強
誘電体層９に自発分極（Ｐｓ）を発生させ、前述したよ
うに、電界を除いた後の残留分極（Ｐｒ）の向きによっ
て”０””１”の情報をメモリする。
１０との間に電位差により電界をかけることにより、強
誘電体層９に自発分極（Ｐｓ）を発生させ、前述したよ
うに、電界を除いた後の残留分極（Ｐｒ）の向きによっ
て”０””１”の情報をメモリする。
【００２８】この図２に示すスタック型構造の不揮発性
メモリの製法の工程図を図３Ａ〜図３Ｆに示す。図３Ａ
に示すように、シリコンからなる半導体基板１上の素子
形成部内にＬＯＣＯＳ（局部的熱酸化）により、ＳｉＯ
2 からなる素子分離絶縁層２を形成する。
メモリの製法の工程図を図３Ａ〜図３Ｆに示す。図３Ａ
に示すように、シリコンからなる半導体基板１上の素子
形成部内にＬＯＣＯＳ（局部的熱酸化）により、ＳｉＯ
2 からなる素子分離絶縁層２を形成する。
【００２９】次に、図３Ｂに示すように、素子形成部の
半導体基板１表面を熱酸化して、ＳｉＯ2 によるゲート
絶縁膜３を形成する。このゲート絶縁膜３上に、多結晶
シリコンを形成し、この多結晶シリコンをパターンエッ
チングして、ゲート電極４を形成する。さらに、ゲート
電極４をマスクとして、半導体基板１に不純物のイオン
注入によりソース領域５およびドレイン領域６を形成す
る。この場合、図示しないが、必要に応じて両領域５お
よび６において、そのゲート側に低濃度領域を形成す
る、いわゆるＬＤＤ（Lightly Doped Drain ）を構成す
ることもできる。
半導体基板１表面を熱酸化して、ＳｉＯ2 によるゲート
絶縁膜３を形成する。このゲート絶縁膜３上に、多結晶
シリコンを形成し、この多結晶シリコンをパターンエッ
チングして、ゲート電極４を形成する。さらに、ゲート
電極４をマスクとして、半導体基板１に不純物のイオン
注入によりソース領域５およびドレイン領域６を形成す
る。この場合、図示しないが、必要に応じて両領域５お
よび６において、そのゲート側に低濃度領域を形成す
る、いわゆるＬＤＤ（Lightly Doped Drain ）を構成す
ることもできる。
【００３０】図３Ｃに示すように、表面を覆って全面的
にＳｉＯ2 等の層間絶縁層７を形成する。この層間絶縁
層７に全面的に白金等からなる金属層を形成し、これを
パターンエッチングして下部電極８を形成する。
にＳｉＯ2 等の層間絶縁層７を形成する。この層間絶縁
層７に全面的に白金等からなる金属層を形成し、これを
パターンエッチングして下部電極８を形成する。
【００３１】図３Ｄに示すように、同様に下部電極８
に、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎ
ｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、または全部
を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体層と、これの
上に白金等の金属層を順次全面的に積層形成し、これら
をパターンエッチングしてキャパシタ部を構成する上部
電極１０と、強誘電体層９を形成する。
に、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎ
ｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、または全部
を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体層と、これの
上に白金等の金属層を順次全面的に積層形成し、これら
をパターンエッチングしてキャパシタ部を構成する上部
電極１０と、強誘電体層９を形成する。
【００３２】図３Ｅに示すように、全面的に覆ってＳｉ
Ｏ2 からなる層間絶縁層１１を形成する。
Ｏ2 からなる層間絶縁層１１を形成する。
【００３３】図３Ｆに示すように、ドレイン領域６上の
層間絶縁層７と、上部電極１０上の層間絶縁層１１にそ
れぞれコンタクトホール１２を穿設する。これに蒸着な
どにより、例えばＡｌ金属層を被着形成し、エッチング
により必要な部分のみを残して配線１３を形成する。
層間絶縁層７と、上部電極１０上の層間絶縁層１１にそ
れぞれコンタクトホール１２を穿設する。これに蒸着な
どにより、例えばＡｌ金属層を被着形成し、エッチング
により必要な部分のみを残して配線１３を形成する。
【００３４】このようにして、図２に示した強誘電体メ
モリを形成することができる。
モリを形成することができる。
【００３５】また、次に本発明の強誘電体材料の製造方
法の例を説明する。以下に示す強誘電体材料の製造にお
いては、ＭＯＤ法（Metal Organic Decomposition Meth
od）を用いた。このＭＯＤ法とは、金属の有機化合物を
混合した溶液を熱的に酸化分解し、無機薄膜を形成する
方法である。
法の例を説明する。以下に示す強誘電体材料の製造にお
いては、ＭＯＤ法（Metal Organic Decomposition Meth
od）を用いた。このＭＯＤ法とは、金属の有機化合物を
混合した溶液を熱的に酸化分解し、無機薄膜を形成する
方法である。
【００３６】以下に、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａ、ま
たはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイト
を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体薄膜を得る手
順を示す。
たはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイト
を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体薄膜を得る手
順を示す。
【００３７】まず、ストロンチウム（Ｓｒ）、ビスマス
（Ｂｉ）およびバナジウム（Ｖ）の２−エチルヘキサン
酸の金属塩を合成し、この２−メトキシ−エタノール溶
液を作製する。この場合、ストロンチウム（Ｓｒ）、ビ
スマス（Ｂｉ）およびバナジウム（Ｖ）の割合は、理論
上、Ｓｒ：Ｂｉ：Ｖ＝１：２：２となるが、Ｂｉの揮発
性を考慮して、Ｂｉを多めに、例えばＳｒ：Ｂｉ：Ｖ＝
１．０：２．２：２．０とすることが望ましい。
（Ｂｉ）およびバナジウム（Ｖ）の２−エチルヘキサン
酸の金属塩を合成し、この２−メトキシ−エタノール溶
液を作製する。この場合、ストロンチウム（Ｓｒ）、ビ
スマス（Ｂｉ）およびバナジウム（Ｖ）の割合は、理論
上、Ｓｒ：Ｂｉ：Ｖ＝１：２：２となるが、Ｂｉの揮発
性を考慮して、Ｂｉを多めに、例えばＳｒ：Ｂｉ：Ｖ＝
１．０：２．２：２．０とすることが望ましい。
【００３８】この２−メトキシ−エタノール溶液をスピ
ンコート法により上述した下部電極８上に、例えば２０
００ｒｐｍで２０ｓｅｃで塗布し、その後、例えば２５
０℃、５ｍｉｎの条件の下で乾燥させる。更に、このス
ピンコート法による塗布、乾燥の工程を数回繰り返す。
ンコート法により上述した下部電極８上に、例えば２０
００ｒｐｍで２０ｓｅｃで塗布し、その後、例えば２５
０℃、５ｍｉｎの条件の下で乾燥させる。更に、このス
ピンコート法による塗布、乾燥の工程を数回繰り返す。
【００３９】次に、酸素雰囲気下において、例えば８０
０℃、６０ｍｉｎという条件で、アニールを行う。ま
た、上述したように上部電極１０を形成した後、酸素雰
囲気下において、例えば８００℃、６０ｍｉｎという条
件で、再びアニールを行う。
０℃、６０ｍｉｎという条件で、アニールを行う。ま
た、上述したように上部電極１０を形成した後、酸素雰
囲気下において、例えば８００℃、６０ｍｉｎという条
件で、再びアニールを行う。
【００４０】このようにして、目的とする本発明の強誘
電体材料を作製することができる。
電体材料を作製することができる。
【００４１】上述した方法により作製したＳｒＢｉ2 Ｔ
ａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ2Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂの
それぞれのサイトの一部、または全部を、バナジウム
（Ｖ）に置換したことを特徴とする強誘電体材料、およ
びキャパシタ部分の誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置
換した強誘電体材料によって構成されたことを特徴とす
る強誘電体メモリは、ＳＢＴおよびＳＢＮと同様の効果
をもって疲労を抑制することができ、さらにこれらより
大きな残留分極（Ｐｒ）を有する。
ａ2 Ｏ9 のＴａ、またはＳｒＢｉ2Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂの
それぞれのサイトの一部、または全部を、バナジウム
（Ｖ）に置換したことを特徴とする強誘電体材料、およ
びキャパシタ部分の誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置
換した強誘電体材料によって構成されたことを特徴とす
る強誘電体メモリは、ＳＢＴおよびＳＢＮと同様の効果
をもって疲労を抑制することができ、さらにこれらより
大きな残留分極（Ｐｒ）を有する。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置
換して強誘電体材料を作製し、さらにキャパシタ部分の
誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2Ｏ9 のＴａ、またはＳｒ
Ｂｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、ま
たは全部を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体材料
によって構成された強誘電体メモリを得ることにより、
ＳＢＴおよびＳＢＮと同様の効果をもって疲労を抑制
し、さらに、ＳＢＴおよびＳＢＮより、優れた残留分極
（Ｐｒ）を有する強誘電体材料および強誘電体メモリを
得ることができた。
のＴａ、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9のＮｂのそれぞれ
のサイトの一部、または全部を、バナジウム（Ｖ）に置
換して強誘電体材料を作製し、さらにキャパシタ部分の
誘電体膜が、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2Ｏ9 のＴａ、またはＳｒ
Ｂｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのそれぞれのサイトの一部、ま
たは全部を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体材料
によって構成された強誘電体メモリを得ることにより、
ＳＢＴおよびＳＢＮと同様の効果をもって疲労を抑制
し、さらに、ＳＢＴおよびＳＢＮより、優れた残留分極
（Ｐｒ）を有する強誘電体材料および強誘電体メモリを
得ることができた。
【図１】ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 （ＳＢＴ）の単位結晶構
造図を示す。
造図を示す。
【図２】スタック型構造の不揮発性メモリの断面図を示
す。
す。
【図３】Ａ〜Ｆは、図２に示した不揮発性メモリの製造
工程図を示す。
工程図を示す。
１ 半導体基板、２ 素子分離絶縁層、３ ゲート絶縁
膜、４ ゲート電極、５ ソース領域、６ ドレイン領
域、７，１１ 層間絶縁層、８ 下部電極、９ 強誘電
体膜、１０ 上部電極、１２ コンタクトホール、１３
配線
膜、４ ゲート電極、５ ソース領域、６ ドレイン領
域、７，１１ 層間絶縁層、８ 下部電極、９ 強誘電
体膜、１０ 上部電極、１２ コンタクトホール、１３
配線
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 Ｈ０１Ｌ 21/8242 Ｈ０１Ｌ 29/78 ３７１ 21/8247 29/788 29/792
Claims (2)
- 【請求項１】 強誘電体材料であるＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ
9 、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 において、 ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａのサイト、またはＳｒＢｉ
2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのサイトの各一部、または全部を、
バナジウム（Ｖ）に置換したことを特徴とする強誘電体
材料。 - 【請求項２】 キャパシタ部の誘電体膜が、 ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 、またはＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 に
おいて、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 のＴａのサイト、または
ＳｒＢｉ2 Ｎｂ2 Ｏ9 のＮｂのサイトの各一部、または
全部を、バナジウム（Ｖ）に置換した強誘電体材料によ
って構成されたことを特徴とする強誘電体メモリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190945A JPH1036171A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 強誘電体材料およびこれを用いた強誘電体メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190945A JPH1036171A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 強誘電体材料およびこれを用いた強誘電体メモリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036171A true JPH1036171A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16266297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8190945A Pending JPH1036171A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 強誘電体材料およびこれを用いた強誘電体メモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036171A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000049659A1 (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-24 | International Business Machines Corporation | Microelectronic device for storing information and method thereof |
| JP2001036028A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-02-09 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | 半導体メモリデバイス及びその製造方法 |
| USD747313S1 (en) | 2014-01-03 | 2016-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP8190945A patent/JPH1036171A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000049659A1 (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-24 | International Business Machines Corporation | Microelectronic device for storing information and method thereof |
| US6815744B1 (en) * | 1999-02-17 | 2004-11-09 | International Business Machines Corporation | Microelectronic device for storing information with switchable ohmic resistance |
| JP2001036028A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-02-09 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | 半導体メモリデバイス及びその製造方法 |
| USD747313S1 (en) | 2014-01-03 | 2016-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050725 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050809 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051011 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060815 |