JPH11224936A - 貴金属酸化物の製法および貴金属酸化物から形成される構造 - Google Patents
貴金属酸化物の製法および貴金属酸化物から形成される構造Info
- Publication number
- JPH11224936A JPH11224936A JP10298381A JP29838198A JPH11224936A JP H11224936 A JPH11224936 A JP H11224936A JP 10298381 A JP10298381 A JP 10298381A JP 29838198 A JP29838198 A JP 29838198A JP H11224936 A JPH11224936 A JP H11224936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noble metal
- oxygen
- substrate
- layer
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 267
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 169
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 151
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 149
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 147
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 122
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 140
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 34
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910052454 barium strontium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910002115 bismuth titanate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- VNSWULZVUKFJHK-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Bi] Chemical compound [Sr].[Bi] VNSWULZVUKFJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 claims description 10
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 9
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 9
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 7
- YIMPFANPVKETMG-UHFFFAOYSA-N barium zirconium Chemical compound [Zr].[Ba] YIMPFANPVKETMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000005596 ionic collisions Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- PQCCZSBUXOQGIU-UHFFFAOYSA-N [La].[Pb] Chemical compound [La].[Pb] PQCCZSBUXOQGIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000004574 scanning tunneling microscopy Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
- B05D3/141—Plasma treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2202/00—Metallic substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 貴金属基板の表面を酸素含有エネルギー源に
露出することで、該基板上に貴金属酸化物被膜を形成
し、貴金属と後に付着させる高誘電率層との接着性と界
面特性を改善する方法を提供する。 【解決手段】 酸素含有エネルギー源は高密度、マイク
ロ波、高周波各プラズマ、及び酸素含有イオンビームに
よるイオン衝突、またはこれらの組合わせから選択で
き、個別に制御される基板バイアスを印加してもしなく
てもよい。貴金属はＰｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｒｕ中の最低１種類が、またこれら貴金属合
金も使用できる。貴金属基板３４の表面を酸素含有エネ
ルギー源に露出することにより該基板上に貴金属の酸化
物被膜３６を形成した。酸化物層の厚さは通常０．４〜
１０ｎｍである。さらに最初に貴金属基板の表面を、界
面強化層の形成に十分な時間酸素含有エネルギー源に露
出させ、次に酸素含有層を挟んで貴金属基板上に高誘電
率材料層３８を付着させることもできる。
露出することで、該基板上に貴金属酸化物被膜を形成
し、貴金属と後に付着させる高誘電率層との接着性と界
面特性を改善する方法を提供する。 【解決手段】 酸素含有エネルギー源は高密度、マイク
ロ波、高周波各プラズマ、及び酸素含有イオンビームに
よるイオン衝突、またはこれらの組合わせから選択で
き、個別に制御される基板バイアスを印加してもしなく
てもよい。貴金属はＰｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｒｕ中の最低１種類が、またこれら貴金属合
金も使用できる。貴金属基板３４の表面を酸素含有エネ
ルギー源に露出することにより該基板上に貴金属の酸化
物被膜３６を形成した。酸化物層の厚さは通常０．４〜
１０ｎｍである。さらに最初に貴金属基板の表面を、界
面強化層の形成に十分な時間酸素含有エネルギー源に露
出させ、次に酸素含有層を挟んで貴金属基板上に高誘電
率材料層３８を付着させることもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貴金属酸化物、お
よびこれらから形成される構造の製法に関するものであ
り、特に、貴金属の表面を酸素含有プラズマまたはイオ
ン・ビームに露出することにより、貴金属酸化物を形成
し、これにより後に付着させる層との接着が改善され、
良好な界面特性が得られる貴金属酸化物の表面層を形成
する方法に関するものである。
よびこれらから形成される構造の製法に関するものであ
り、特に、貴金属の表面を酸素含有プラズマまたはイオ
ン・ビームに露出することにより、貴金属酸化物を形成
し、これにより後に付着させる層との接着が改善され、
良好な界面特性が得られる貴金属酸化物の表面層を形成
する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＵＬＳＩ記憶装置、特に０．５μｍ未満
の技術により製作される記憶装置の開発で、使用するチ
ップの面積を最少にするため、装置の寸法は限りなく縮
小している。ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ（ＤＲＡＭ）装置でこのような目標を達成するため、
最近開発された方法のひとつは、キャパシタを積み重ね
たビルディング・キャパシタを使用している。ＤＲＡＭ
装置のために製作された積み重ねキャパシタでは、誘電
率の高い（εの高い）材料が、高誘電率が望ましいキャ
パシタ構造の誘電性絶縁体として使用されることが多
い。強誘電性材料を使用した同様な構造も、ＮＶＲＡＭ
などの不揮発性記憶装置を形成するのに使用することが
できる。
の技術により製作される記憶装置の開発で、使用するチ
ップの面積を最少にするため、装置の寸法は限りなく縮
小している。ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ（ＤＲＡＭ）装置でこのような目標を達成するため、
最近開発された方法のひとつは、キャパシタを積み重ね
たビルディング・キャパシタを使用している。ＤＲＡＭ
装置のために製作された積み重ねキャパシタでは、誘電
率の高い（εの高い）材料が、高誘電率が望ましいキャ
パシタ構造の誘電性絶縁体として使用されることが多
い。強誘電性材料を使用した同様な構造も、ＮＶＲＡＭ
などの不揮発性記憶装置を形成するのに使用することが
できる。
【０００３】たとえば、最近開発されたＤＲＡＭキャパ
シタの製法では、チタン酸バリウムストロンチウム（Ｂ
ＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸ビスマス、その他のペ
ロブスカイト絶縁体材料がこのような構造に使用されて
いる。
シタの製法では、チタン酸バリウムストロンチウム（Ｂ
ＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸ビスマス、その他のペ
ロブスカイト絶縁体材料がこのような構造に使用されて
いる。
【０００４】高εの材料を使用するには、低誘電率キャ
パシタンスの界面効果を最少にするため、貴金属のベー
ス電極を必要とし、これがない場合は構造全体のキャパ
シタンスが低下する。Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｒｈなどの貴金属が、望ましい高伝導度
と、後の誘電絶縁体付着工程中の抗酸化性に基づいて、
高ε材料を使用した記憶装置のための電極として、代表
的な候補である。各種の貴金属材料の中で、Ｐｔおよび
Ｉｒが、貴金属電極として好例である。しかし、これら
の種類および他の基板上面にペロブスカイト型絶縁材料
を付着させるときに見られる問題点は、ペロブスカイト
材料中の酸素の化学量を適切に維持することが困難なこ
とである。高誘電率材料全体からであっても、誘電体と
電極の境界の界面層からであっても、酸素が失われると
いくつかの問題が生じる。たとえば、これらの高誘電率
材料の酸素が少ない相は、誘電率が低くなる傾向があ
る。さらに、誘電体に酸素が欠乏すると、誘電体の伝導
度が高くなるため、または電極と誘電体の界面で、電極
からのキャリア注入のバリア高さが低くなるため、望ま
しくない洩れ電流が多くなる。酸素欠乏による欠陥は、
印加する電場に応答して振動し、交流の損失の原因とも
なる。
パシタンスの界面効果を最少にするため、貴金属のベー
ス電極を必要とし、これがない場合は構造全体のキャパ
シタンスが低下する。Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｒｈなどの貴金属が、望ましい高伝導度
と、後の誘電絶縁体付着工程中の抗酸化性に基づいて、
高ε材料を使用した記憶装置のための電極として、代表
的な候補である。各種の貴金属材料の中で、Ｐｔおよび
Ｉｒが、貴金属電極として好例である。しかし、これら
の種類および他の基板上面にペロブスカイト型絶縁材料
を付着させるときに見られる問題点は、ペロブスカイト
材料中の酸素の化学量を適切に維持することが困難なこ
とである。高誘電率材料全体からであっても、誘電体と
電極の境界の界面層からであっても、酸素が失われると
いくつかの問題が生じる。たとえば、これらの高誘電率
材料の酸素が少ない相は、誘電率が低くなる傾向があ
る。さらに、誘電体に酸素が欠乏すると、誘電体の伝導
度が高くなるため、または電極と誘電体の界面で、電極
からのキャリア注入のバリア高さが低くなるため、望ま
しくない洩れ電流が多くなる。酸素欠乏による欠陥は、
印加する電場に応答して振動し、交流の損失の原因とも
なる。
【０００５】ほとんどの貴金属材料が持つ優れた耐酸化
性は、電極にとって望ましい性質であると考えられてい
るが、貴金属酸化物の存在が表面接着を促進させるため
に有利である場合には、これが欠点となる。貴金属酸化
物の表面層は、高誘電率材料を含有する電子装置に望ま
しい酸素含有量の多い貴金属と誘電体との界面を形成さ
せる場合、接着の促進に有益である。
性は、電極にとって望ましい性質であると考えられてい
るが、貴金属酸化物の存在が表面接着を促進させるため
に有利である場合には、これが欠点となる。貴金属酸化
物の表面層は、高誘電率材料を含有する電子装置に望ま
しい酸素含有量の多い貴金属と誘電体との界面を形成さ
せる場合、接着の促進に有益である。
【０００６】図１は、たとえば１９９７年５月３０日に
出願され、ＩＢＭコーポレーションに譲渡された米国特
許出願番号０８／８６６４６０および米国特許出願番号
０８／８８６４５９明細書に示されたような半導体装置
に組み込まれる、従来のＤＲＡＭキャパシタの構造を示
す。キャパシタ１０は、前処理されたシリコン基板上
に、酸化物絶縁層１２およびシリコン接点プラグ１６の
上面に形成される。これはまず、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｒｈなどの貴金属を付着させ、
底部電極２０を形成することにより構成される。次に、
チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸鉛ランタン
などの高誘電率、すなわち高εの材料を付着させ、底部
電極２０を被覆して絶縁層２４を形成する。次に、絶縁
層２４の上面に、同様の貴金属材料で形成された第２の
電極層２８を付着させ、上部プレート電極として使用す
る。
出願され、ＩＢＭコーポレーションに譲渡された米国特
許出願番号０８／８６６４６０および米国特許出願番号
０８／８８６４５９明細書に示されたような半導体装置
に組み込まれる、従来のＤＲＡＭキャパシタの構造を示
す。キャパシタ１０は、前処理されたシリコン基板上
に、酸化物絶縁層１２およびシリコン接点プラグ１６の
上面に形成される。これはまず、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｒｈなどの貴金属を付着させ、
底部電極２０を形成することにより構成される。次に、
チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸鉛ランタン
などの高誘電率、すなわち高εの材料を付着させ、底部
電極２０を被覆して絶縁層２４を形成する。次に、絶縁
層２４の上面に、同様の貴金属材料で形成された第２の
電極層２８を付着させ、上部プレート電極として使用す
る。
【０００７】貴金属材料が化学的に不活性のため、貴金
属と他の材料との界面における接着が不良になる。たと
えば、高ε材料以外にも、ダウ・コーニング（Dow Corn
ing）のＦＯｘ(R)や日立のＨＳＧ(R)として供給される
スピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）も、貴金属を含有する
構造に、たとえば図１に示すプレート電極２８上の絶縁
分離層として使用する安価な絶縁誘電材料である。ただ
し、ＳＯＧ材料は、このような用途では接着力が乏しい
ために使用し難いことがある。
属と他の材料との界面における接着が不良になる。たと
えば、高ε材料以外にも、ダウ・コーニング（Dow Corn
ing）のＦＯｘ(R)や日立のＨＳＧ(R)として供給される
スピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）も、貴金属を含有する
構造に、たとえば図１に示すプレート電極２８上の絶縁
分離層として使用する安価な絶縁誘電材料である。ただ
し、ＳＯＧ材料は、このような用途では接着力が乏しい
ために使用し難いことがある。
【０００８】極めて薄い炭素または酸化物層の形態での
表面汚染物質の存在は、金属表面に付着した原子の拡散
および反応に影響することも認められている。このよう
に形成した薄い表面層は良好な接着には有害である傾向
があるため、通常、付着工程の前に除去する。表面に酸
化物層が存在するのが有益な場合もある。たとえば、米
国特許第５３８２４４７号明細書には、厚みが約５０Å
のＣｏ3Ｏ4状酸化物皮膜を、スピン・オン・ポリイミド
前駆物質のＣｏ基板への接着を強化するために使用する
ことを教示している。酸化物層中の表面酸素結合が、陽
イオンと強い化学的相互作用を有し、接着を改善すると
考えられる。また、電子の親和力の差、および酸化物中
の表面状態の存在に基づく界面で生じる正電荷の移動に
よる、非金属コーティングの接着の静電気機構も考えら
れる。
表面汚染物質の存在は、金属表面に付着した原子の拡散
および反応に影響することも認められている。このよう
に形成した薄い表面層は良好な接着には有害である傾向
があるため、通常、付着工程の前に除去する。表面に酸
化物層が存在するのが有益な場合もある。たとえば、米
国特許第５３８２４４７号明細書には、厚みが約５０Å
のＣｏ3Ｏ4状酸化物皮膜を、スピン・オン・ポリイミド
前駆物質のＣｏ基板への接着を強化するために使用する
ことを教示している。酸化物層中の表面酸素結合が、陽
イオンと強い化学的相互作用を有し、接着を改善すると
考えられる。また、電子の親和力の差、および酸化物中
の表面状態の存在に基づく界面で生じる正電荷の移動に
よる、非金属コーティングの接着の静電気機構も考えら
れる。
【０００９】スピン・オン・グラス（ＳＯＧ）と白金と
の接着不良の問題を解決するため、スパッタリング付着
を行った石英材料などのＳＯＧ代替品を使用する試みも
なされている。しかし、ＳＯＧと比較して、スパッタリ
ングは高価な方法であり、さらに、小さいギャップを充
てんするには効果がない。ＰｔとＳＯＧとの間にのみス
パッタリング付着を行った石英を薄い接着層（１００な
いし２００Å）として使用することにより、ギャップ充
てんの問題を少なくすることができても、コストがさら
に高くなる。また、Ｔｉなどの蒸着またはスパッタリン
グした接着層を使用したものもある。薄いＴｉ層は接着
層として有効であることが証明されたにしても、Ｒｔ表
面から電極／高ε構造の他の領域へのＴｉの拡散の可能
性のため、この方法は望ましくない。
の接着不良の問題を解決するため、スパッタリング付着
を行った石英材料などのＳＯＧ代替品を使用する試みも
なされている。しかし、ＳＯＧと比較して、スパッタリ
ングは高価な方法であり、さらに、小さいギャップを充
てんするには効果がない。ＰｔとＳＯＧとの間にのみス
パッタリング付着を行った石英を薄い接着層（１００な
いし２００Å）として使用することにより、ギャップ充
てんの問題を少なくすることができても、コストがさら
に高くなる。また、Ｔｉなどの蒸着またはスパッタリン
グした接着層を使用したものもある。薄いＴｉ層は接着
層として有効であることが証明されたにしても、Ｒｔ表
面から電極／高ε構造の他の領域へのＴｉの拡散の可能
性のため、この方法は望ましくない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、従来の付着法における欠点のない、貴金属と後
に付着させる高誘電率材料との接着と、界面特性とを改
善する方法と提供することにある。
目的は、従来の付着法における欠点のない、貴金属と後
に付着させる高誘電率材料との接着と、界面特性とを改
善する方法と提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、貴金属基板の上面に
貴金属酸化物の層を最初に形成することにより、貴金属
と後に付着させる酸化物含有材料との接着と、界面特性
とを改善する方法と提供することにある。
貴金属酸化物の層を最初に形成することにより、貴金属
と後に付着させる酸化物含有材料との接着と、界面特性
とを改善する方法と提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、貴金属基板上に貴金
属酸化物の層が最初に形成されるように、貴金属の表面
を、酸素含有プラズマまたはイオン・ビームに露出させ
ることにより、貴金属と後に付着させる高誘電率材料と
の接着と、界面特性とを改善する方法と提供することに
ある。
属酸化物の層が最初に形成されるように、貴金属の表面
を、酸素含有プラズマまたはイオン・ビームに露出させ
ることにより、貴金属と後に付着させる高誘電率材料と
の接着と、界面特性とを改善する方法と提供することに
ある。
【００１３】本発明の他の目的は、最初に貴金属の表面
を、酸素含有プラズマまたはイオン・ビームに０．４ｎ
ｍないし１０ｎｍの貴金属酸化物の層が形成され、高誘
電率材料と貴金属との間に挟まれるようになる時間露出
させることにより、貴金属上に付着させた高誘電率材料
の接着と、界面特性とを改善する方法と提供することに
ある。
を、酸素含有プラズマまたはイオン・ビームに０．４ｎ
ｍないし１０ｎｍの貴金属酸化物の層が形成され、高誘
電率材料と貴金属との間に挟まれるようになる時間露出
させることにより、貴金属上に付着させた高誘電率材料
の接着と、界面特性とを改善する方法と提供することに
ある。
【００１４】本発明の他の目的は、貴金属基板の表面
を、酸素含有プラズマ・エネルギー源またはイオン・ビ
ームに露出させることにより、貴金属酸化物の皮膜を提
供することにある。
を、酸素含有プラズマ・エネルギー源またはイオン・ビ
ームに露出させることにより、貴金属酸化物の皮膜を提
供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、貴金属基板の上面
を、最初に酸素含有プラズマ・エネルギー源に接着促進
層が形成されるまでの十分な時間露出させることによ
り、貴金属基板の上に高誘電率材料を付着させる方法を
提供することにある。
を、最初に酸素含有プラズマ・エネルギー源に接着促進
層が形成されるまでの十分な時間露出させることによ
り、貴金属基板の上に高誘電率材料を付着させる方法を
提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、高誘電率材料の接着
と界面の特性を改善するため、貴金属基板の上面に形成
した貴金属酸化物の層を挟むことにより、高誘電率材料
と貴金属基板の積層構造を提供することにある。
と界面の特性を改善するため、貴金属基板の上面に形成
した貴金属酸化物の層を挟むことにより、高誘電率材料
と貴金属基板の積層構造を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、第１の電極上面を酸
素含有エネルギー源に、第１の電極に含有される貴金属
上に付着させた高誘電性または強誘電性材料の接着およ
び界面特性が改善されるように、酸素含有層が形成する
までの十分な時間露出することにより、ＤＲＡＭキャパ
シタまたは強誘電性メモリ・エレメントを形成する方法
を提供することにある。
素含有エネルギー源に、第１の電極に含有される貴金属
上に付着させた高誘電性または強誘電性材料の接着およ
び界面特性が改善されるように、酸素含有層が形成する
までの十分な時間露出することにより、ＤＲＡＭキャパ
シタまたは強誘電性メモリ・エレメントを形成する方法
を提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、第１の電極上面に形
成された界面強化剤量の層を含み、高誘電率材料と第１
の電極に含有される貴金属との間に挟まれた、ＤＲＡＭ
キャパシタまたは強誘電性メモリ・エレメントを形成す
る方法を提供することにある。
成された界面強化剤量の層を含み、高誘電率材料と第１
の電極に含有される貴金属との間に挟まれた、ＤＲＡＭ
キャパシタまたは強誘電性メモリ・エレメントを形成す
る方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、貴金属
基板の表面を酸素含有プラズマ・エネルギー源またはイ
オン・ビームに、貴金属の表面酸化物層が形成されるま
での十分な時間露出する工程を含む、貴金属基板上に貴
金属酸化物層を形成する方法が提供される。
基板の表面を酸素含有プラズマ・エネルギー源またはイ
オン・ビームに、貴金属の表面酸化物層が形成されるま
での十分な時間露出する工程を含む、貴金属基板上に貴
金属酸化物層を形成する方法が提供される。
【００２０】好ましい実施例では、貴金属基板上に貴金
属酸化物層を形成する方法は、貴金属基板の表面を、貴
金属酸化物の接着促進層が形成されるように、酸素含有
プラズマ・エネルギー源またはイオン・ビームに露出す
る工程を実施することにより行われる。使用する酸素含
有プラズマ・エネルギー源は、高密度プラズマ、マイク
ロ波プラズマ、高周波プラズマ、酸素含有イオン・ビー
ムによるイオン衝突、および（または）これらを組み合
わせたものから選択され、個別に制御される基板バイア
スを印加したものでも印加しないものでもよい。これら
のプラズマによる方法は、酸素圧力が約５ミリトルない
し約２０００ミリトルの反応チェンバ中で行われ、酸素
含有プラズマは少なくとも５０Ｗの高周波電力により発
生させる。下流のマイクロ波アッシャ、またはイオン・
ビーム源など、遠隔の酸素含有エネルギー源について
は、チェンバの圧力はこれより低く、約０．０１ミリト
ルないし約５ミリトルの範囲が好ましい。貴金属表面は
少なくとも１秒間、酸素含有プラズマに露出させるのが
好ましい。適当な貴金属基板は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループか
ら選択した少なくとも１種類の貴金属により形成され
る。貴金属基板は、上記金属のグループから選択した貴
金属の合金により形成したものでもよい。
属酸化物層を形成する方法は、貴金属基板の表面を、貴
金属酸化物の接着促進層が形成されるように、酸素含有
プラズマ・エネルギー源またはイオン・ビームに露出す
る工程を実施することにより行われる。使用する酸素含
有プラズマ・エネルギー源は、高密度プラズマ、マイク
ロ波プラズマ、高周波プラズマ、酸素含有イオン・ビー
ムによるイオン衝突、および（または）これらを組み合
わせたものから選択され、個別に制御される基板バイア
スを印加したものでも印加しないものでもよい。これら
のプラズマによる方法は、酸素圧力が約５ミリトルない
し約２０００ミリトルの反応チェンバ中で行われ、酸素
含有プラズマは少なくとも５０Ｗの高周波電力により発
生させる。下流のマイクロ波アッシャ、またはイオン・
ビーム源など、遠隔の酸素含有エネルギー源について
は、チェンバの圧力はこれより低く、約０．０１ミリト
ルないし約５ミリトルの範囲が好ましい。貴金属表面は
少なくとも１秒間、酸素含有プラズマに露出させるのが
好ましい。適当な貴金属基板は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループか
ら選択した少なくとも１種類の貴金属により形成され
る。貴金属基板は、上記金属のグループから選択した貴
金属の合金により形成したものでもよい。
【００２１】本発明はさらに、貴金属基板の表面を酸素
含有プラズマ放電に露出することにより形成した貴金属
酸化物皮膜も目的とする。この方法により形成した貴金
属酸化物皮膜の厚みは、通常、約０．４ｎｍないし約１
０ｎｍであるが、処理条件の変動により、これより薄い
ものであっても、厚いものであってもよい。
含有プラズマ放電に露出することにより形成した貴金属
酸化物皮膜も目的とする。この方法により形成した貴金
属酸化物皮膜の厚みは、通常、約０．４ｎｍないし約１
０ｎｍであるが、処理条件の変動により、これより薄い
ものであっても、厚いものであってもよい。
【００２２】他の好ましい実施例では、本発明は、最初
に貴金属基板を用意し、次に貴金属基板の上面を界面強
化層が形成するまでの時間、酸素を含有するエネルギー
源に露出し、貴金属基板の上面に、界面強化層を挟んで
高誘電率または強誘電性材料を付着させる工程を実施す
ることにより行われる、貴金属基板上面に高誘電率また
は強誘電性材料を付着させる新規の方法を提供する。使
用するエネルギー源は、高密度プラズマ、マイクロ波プ
ラズマ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン・ビー
ムによるイオン衝突から選択される酸素含有プラズマで
ある。高誘電率または強誘電性材料は、チタン酸バリウ
ムストロンチウム、チタン酸鉛ランタン、チタン酸鉛ジ
ルコニウム、チタン酸ビスマス、その他の高誘電率また
は強誘電性ペロブスカイトである。
に貴金属基板を用意し、次に貴金属基板の上面を界面強
化層が形成するまでの時間、酸素を含有するエネルギー
源に露出し、貴金属基板の上面に、界面強化層を挟んで
高誘電率または強誘電性材料を付着させる工程を実施す
ることにより行われる、貴金属基板上面に高誘電率また
は強誘電性材料を付着させる新規の方法を提供する。使
用するエネルギー源は、高密度プラズマ、マイクロ波プ
ラズマ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン・ビー
ムによるイオン衝突から選択される酸素含有プラズマで
ある。高誘電率または強誘電性材料は、チタン酸バリウ
ムストロンチウム、チタン酸鉛ランタン、チタン酸鉛ジ
ルコニウム、チタン酸ビスマス、その他の高誘電率また
は強誘電性ペロブスカイトである。
【００２３】本発明はさらに、上面を有する貴金属基板
と、貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層
と、貴金属酸化物の層を挟んで貴金属基板の上面に付着
させた高誘電率または強誘電性材料からなる、高誘電率
または強誘電性材料／貴金属基板積層構造を目的とす
る。
と、貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層
と、貴金属酸化物の層を挟んで貴金属基板の上面に付着
させた高誘電率または強誘電性材料からなる、高誘電率
または強誘電性材料／貴金属基板積層構造を目的とす
る。
【００２４】さらに他の実施例では、前処理した半導体
基板を用意し、第１の貴金属材料で第１の電極を形成
し、第１の電極の上面を酸素含有エネルギー源に十分な
時間露出して、界面強化層を形成し、第１の電極上面に
高誘電率または強誘電性材料を、界面強化層を挟んで付
着させ、高誘電率または強誘電性材料の層の上面に第２
の貴金属材料による第２の電極を形成するする工程を実
施することによって行う、ＤＲＡＭキャパシタを形成す
る新規の方法を提供する。前処理した半導体基板は第１
の電極と電気的に導通させるために形成された、シリコ
ンの接点プラグを有する。形成された接着促進層は、第
１の貴金属の酸化物である。
基板を用意し、第１の貴金属材料で第１の電極を形成
し、第１の電極の上面を酸素含有エネルギー源に十分な
時間露出して、界面強化層を形成し、第１の電極上面に
高誘電率または強誘電性材料を、界面強化層を挟んで付
着させ、高誘電率または強誘電性材料の層の上面に第２
の貴金属材料による第２の電極を形成するする工程を実
施することによって行う、ＤＲＡＭキャパシタを形成す
る新規の方法を提供する。前処理した半導体基板は第１
の電極と電気的に導通させるために形成された、シリコ
ンの接点プラグを有する。形成された接着促進層は、第
１の貴金属の酸化物である。
【００２５】本発明はさらに、前処理した半導体基板
と、基板上に形成した第１の貴金属材料による第１の電
極と、第１の電極上面に形成した界面強化材料の層と、
接着促進層を挟んで第１の電極上面に形成した高誘電率
または強誘電体材料の層と、高誘電率または強誘電体材
料の層上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の
電極を有するＤＲＡＭキャパシタを目的とする。第１の
電極はキャパシタの底部電極であり、第２の電極はキャ
パシタの上部プレート電極である。界面強化層は酸素を
含有し、通常は第１の貴金属の酸化物である。
と、基板上に形成した第１の貴金属材料による第１の電
極と、第１の電極上面に形成した界面強化材料の層と、
接着促進層を挟んで第１の電極上面に形成した高誘電率
または強誘電体材料の層と、高誘電率または強誘電体材
料の層上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の
電極を有するＤＲＡＭキャパシタを目的とする。第１の
電極はキャパシタの底部電極であり、第２の電極はキャ
パシタの上部プレート電極である。界面強化層は酸素を
含有し、通常は第１の貴金属の酸化物である。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明は、貴金属基板の表面を酸
素含有エネルギー源に露出させることにより、貴金属基
板上に貴金属酸化物の層を形成させる方法を開示する。
酸素含有エネルギー源は、高密度プラズマ、マイクロ波
プラズマ、高周波プラズマ、酸素含有イオン・ビームに
よるイオン衝突、またはこれらを組み合わせたものから
選択され、個別に制御される基板バイアスを印加したも
のでも印加しないものでもよい。この方法は、酸素圧力
が約５ミリトルないし約２０００ミリトルの反応チェン
バ中で行われ、酸素含有プラズマは少なくとも５０Ｗの
高周波電力により発生させる。下流のマイクロ波アッシ
ャ、またはイオン・ビーム源など、遠隔の酸素含有エネ
ルギー源については、チェンバの圧力はこれより低く、
約０．０１ミリトルないし約５ミリトルの範囲が好まし
い。貴金属表面は少なくとも１秒間、好ましくは少なく
とも０．５ないし５分間、酸素含有プラズマに露出させ
るのが好ましい。適当な貴金属基板は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択した少なくとも１種類の貴金属により形成
される。貴金属基板は、上記金属のグループから選択し
た貴金属の合金により形成したものでもよい。本発明は
また、貴金属基板の表面を、酸素含有プラズマに露出さ
せることにより形成する貴金属酸化物についても開示す
る。形成した貴金属酸化物皮膜の厚みは、通常、約０．
４ｎｍないし約１０ｎｍであるが、処理条件の変動によ
り、これより薄いものであっても、厚いものであっても
よい。
素含有エネルギー源に露出させることにより、貴金属基
板上に貴金属酸化物の層を形成させる方法を開示する。
酸素含有エネルギー源は、高密度プラズマ、マイクロ波
プラズマ、高周波プラズマ、酸素含有イオン・ビームに
よるイオン衝突、またはこれらを組み合わせたものから
選択され、個別に制御される基板バイアスを印加したも
のでも印加しないものでもよい。この方法は、酸素圧力
が約５ミリトルないし約２０００ミリトルの反応チェン
バ中で行われ、酸素含有プラズマは少なくとも５０Ｗの
高周波電力により発生させる。下流のマイクロ波アッシ
ャ、またはイオン・ビーム源など、遠隔の酸素含有エネ
ルギー源については、チェンバの圧力はこれより低く、
約０．０１ミリトルないし約５ミリトルの範囲が好まし
い。貴金属表面は少なくとも１秒間、好ましくは少なく
とも０．５ないし５分間、酸素含有プラズマに露出させ
るのが好ましい。適当な貴金属基板は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択した少なくとも１種類の貴金属により形成
される。貴金属基板は、上記金属のグループから選択し
た貴金属の合金により形成したものでもよい。本発明は
また、貴金属基板の表面を、酸素含有プラズマに露出さ
せることにより形成する貴金属酸化物についても開示す
る。形成した貴金属酸化物皮膜の厚みは、通常、約０．
４ｎｍないし約１０ｎｍであるが、処理条件の変動によ
り、これより薄いものであっても、厚いものであっても
よい。
【００２７】本発明はまた、最初に貴金属基板の上面
を、界面強化層が形成するまでの時間、酸素を含有する
エネルギー源に露出し、次に貴金属基板の上面に、界面
強化層を挟んで高誘電率または強誘電性材料を付着させ
ることによる、貴金属基板上面に高誘電率または強誘電
性材料を付着させる新規の方法を開示する。使用するエ
ネルギー源は酸素含有プラズマである。本発明はさら
に、貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層
と、貴金属酸化物の層を挟んで貴金属基板の上面に付着
させた高誘電率または強誘電性材料を有する、高誘電率
または強誘電性材料／貴金属基板積層構造である。
を、界面強化層が形成するまでの時間、酸素を含有する
エネルギー源に露出し、次に貴金属基板の上面に、界面
強化層を挟んで高誘電率または強誘電性材料を付着させ
ることによる、貴金属基板上面に高誘電率または強誘電
性材料を付着させる新規の方法を開示する。使用するエ
ネルギー源は酸素含有プラズマである。本発明はさら
に、貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層
と、貴金属酸化物の層を挟んで貴金属基板の上面に付着
させた高誘電率または強誘電性材料を有する、高誘電率
または強誘電性材料／貴金属基板積層構造である。
【００２８】本発明はさらに、最初に第１の電極の上面
を酸素含有エネルギー源に界面強化層を形成するまで十
分な時間露出し、次に第１の電極上面に高誘電率または
強誘電性材料を、界面強化層を挟んで付着させて、ＤＲ
ＡＭキャパシタを形成する新規の方法を開示する。次
に、最終の電極を高誘電率誘電性材料の層の上面に第２
の貴金属材料により形成する。キャパシタは、第１の電
極と電気的に導通させるためにシリコンの接点プラグを
有する前処理した半導体基板上に形成する。本発明はさ
らに、第１の電極上面に形成した界面強化材料の層と、
接着促進層を挟んで第１の電極上面に形成した高誘電率
または強誘電体材料の層を有するＤＲＡＭキャパシタで
ある。ＤＲＡＭキャパシタはさらに、高誘電率誘電体材
料の層上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の
電極を有する。
を酸素含有エネルギー源に界面強化層を形成するまで十
分な時間露出し、次に第１の電極上面に高誘電率または
強誘電性材料を、界面強化層を挟んで付着させて、ＤＲ
ＡＭキャパシタを形成する新規の方法を開示する。次
に、最終の電極を高誘電率誘電性材料の層の上面に第２
の貴金属材料により形成する。キャパシタは、第１の電
極と電気的に導通させるためにシリコンの接点プラグを
有する前処理した半導体基板上に形成する。本発明はさ
らに、第１の電極上面に形成した界面強化材料の層と、
接着促進層を挟んで第１の電極上面に形成した高誘電率
または強誘電体材料の層を有するＤＲＡＭキャパシタで
ある。ＤＲＡＭキャパシタはさらに、高誘電率誘電体材
料の層上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の
電極を有する。
【００２９】本発明はさらに、白金基板と、白金基板上
面中に形成した、パターン形成した酸化白金層を有する
光学的記憶媒体を開示する。パターン形成した酸化白金
層は、基板上面を酸素含有エネルギー源に選択的に露出
させることにより形成することができる。代替方法とし
て、酸化白金を基板全面に形成した後、空間的に、選択
的除去を行ってパターン形成することもできる。
面中に形成した、パターン形成した酸化白金層を有する
光学的記憶媒体を開示する。パターン形成した酸化白金
層は、基板上面を酸素含有エネルギー源に選択的に露出
させることにより形成することができる。代替方法とし
て、酸化白金を基板全面に形成した後、空間的に、選択
的除去を行ってパターン形成することもできる。
【００３０】白金などの貴金属は容易に酸化せず、白金
の酸化物は中程度の高温で、元素のＰｔ＋Ｏ2に分解す
ることが一般に知られている。酸化白金の皮膜は、酸素
プラズマのエネルギーの強い環境に露出すると形成する
ことが、本発明の特異な発見である。したがって、本発
明の新規の方法は、白金およびイリジウムの酸化物を生
成させるプラズマ条件の例を開示する。得られた酸化物
皮膜の性質は、Ｘ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）に
より決定される。
の酸化物は中程度の高温で、元素のＰｔ＋Ｏ2に分解す
ることが一般に知られている。酸化白金の皮膜は、酸素
プラズマのエネルギーの強い環境に露出すると形成する
ことが、本発明の特異な発見である。したがって、本発
明の新規の方法は、白金およびイリジウムの酸化物を生
成させるプラズマ条件の例を開示する。得られた酸化物
皮膜の性質は、Ｘ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）に
より決定される。
【００３１】各種のプラズマ酸化条件が、貴金属基板ま
たは電極表面に酸化物コーティングを形成させるのに使
用できることを発見した。異なるプラズマ圧力により、
異なる酸化物の化学量が形成する。図２および図３を参
照して、本発明の構造３０の拡大断面図を示す。図２に
示すように、貴金属皮膜３２を最初に基板３４上に付着
させる。この貴金属皮膜は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択した少なくとも１種類の貴金属、またはその合金によ
り形成される。基板３４は、シリコン上にＳｉＯ2を生
成させたもの、さらに好ましくは、抗酸化性で、貴金
属、または下層のシリコン層（図示せず）と反応しない
導電性材料により形成される。金属層３２は通常、スパ
ッタリングにより基板３４上に付着させる。貴金属酸化
物の層３６は、皮膜を酸素含有プラズマに露出させるこ
とにより、貴金属皮膜３２の表面層に形成させる。これ
を図３に示す。本発明の方法に使用する酸素含有プラズ
マは、ほとんどの市販のアッシングまたはエッチング装
置により得ることができる。たとえば、プラズマラブ
(R)（Plasmalab(R)）μ−Ｐ−ＲＩＥ８０型ＲＩＥ装
置、またはマーチ(R)（March(R)）ジュピター（Jupite
r）ＩＩＩ型プラズマ・アッシャーが使用できる。各種
の酸化条件を表１に示す。
たは電極表面に酸化物コーティングを形成させるのに使
用できることを発見した。異なるプラズマ圧力により、
異なる酸化物の化学量が形成する。図２および図３を参
照して、本発明の構造３０の拡大断面図を示す。図２に
示すように、貴金属皮膜３２を最初に基板３４上に付着
させる。この貴金属皮膜は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択した少なくとも１種類の貴金属、またはその合金によ
り形成される。基板３４は、シリコン上にＳｉＯ2を生
成させたもの、さらに好ましくは、抗酸化性で、貴金
属、または下層のシリコン層（図示せず）と反応しない
導電性材料により形成される。金属層３２は通常、スパ
ッタリングにより基板３４上に付着させる。貴金属酸化
物の層３６は、皮膜を酸素含有プラズマに露出させるこ
とにより、貴金属皮膜３２の表面層に形成させる。これ
を図３に示す。本発明の方法に使用する酸素含有プラズ
マは、ほとんどの市販のアッシングまたはエッチング装
置により得ることができる。たとえば、プラズマラブ
(R)（Plasmalab(R)）μ−Ｐ−ＲＩＥ８０型ＲＩＥ装
置、またはマーチ(R)（March(R)）ジュピター（Jupite
r）ＩＩＩ型プラズマ・アッシャーが使用できる。各種
の酸化条件を表１に示す。
【表１】
【００３２】表１は、直径１５ｃｍの陰極を有するマー
チ装置、または直径２４ｃｍの陰極を有するプラズマラ
ブのＲＩＥ装置で、１０分間酸素プラズマに露出した後
に生成した酸化物の化学量、ならびに白金酸化物および
イリジウム酸化物の厚みを示す。プラズマラブの装置
は、平行板反応性イオン・エッチング装置である。熱酸
化させたシリコン基板上に付着させた、１００ｎｍの電
子ビーム蒸着させたＰｔまたはＩｒからなる貴金属のサ
ンプルを、１３．５６ＭＨｚの電源により駆動される底
部電極上に置く。チェンバ中で使用するプロセス・ガス
はＯ2で、２０ｓｃｃｍの流速で得られる２０ミリトル
のチェンバ圧力、または５０ｓｃｃｍの流速で得られる
５００ミリトルのチェンバ圧力で使用する。２０ミリト
ルの方法では０．３３Ｗ／ｃｍ2の比較的低い電力を使
用して、約２８０ないし３００Ｖの自己バイアスを得
た。白金基板上で、この方法により約２．５ないし約
３．５ｎｍの範囲の厚みを有するＰｔＯが生成した。Ｐ
ｔＯの厚みは試験した１ないし２０分の範囲では処理時
間に無関係である。このことは、ＰｔＯが急速に定常状
態の厚みに達し、その値はＰｔＯの生成（Ｐｔのプラズ
マ中に生成する高エネルギーの酸素との反応による）、
およびＰｔＯのエッチング（Ｐｔのプラズマ中に生成す
る高エネルギーの酸素イオンによるスパッタリングによ
る）との競合を反映することが示唆される。５００ミリ
トルの方法では０．５５Ｗ／ｃｍ2の比較的高い電力を
使用して、２２０Ｖの自己バイアスを得た。白金基板上
では、１０分の処理により、厚みが約３．０ないし約
４．３ｎｍのＰｔＯに近い組成を有するこれより厚い酸
化白金皮膜が形成される。イリジウム基板上では、この
ような処理により、厚みが約２．５ないし約４．９ｎｍ
の範囲の、ＩｒＯ2に近い化学量比を有する酸化イリジ
ウム皮膜が形成される。
チ装置、または直径２４ｃｍの陰極を有するプラズマラ
ブのＲＩＥ装置で、１０分間酸素プラズマに露出した後
に生成した酸化物の化学量、ならびに白金酸化物および
イリジウム酸化物の厚みを示す。プラズマラブの装置
は、平行板反応性イオン・エッチング装置である。熱酸
化させたシリコン基板上に付着させた、１００ｎｍの電
子ビーム蒸着させたＰｔまたはＩｒからなる貴金属のサ
ンプルを、１３．５６ＭＨｚの電源により駆動される底
部電極上に置く。チェンバ中で使用するプロセス・ガス
はＯ2で、２０ｓｃｃｍの流速で得られる２０ミリトル
のチェンバ圧力、または５０ｓｃｃｍの流速で得られる
５００ミリトルのチェンバ圧力で使用する。２０ミリト
ルの方法では０．３３Ｗ／ｃｍ2の比較的低い電力を使
用して、約２８０ないし３００Ｖの自己バイアスを得
た。白金基板上で、この方法により約２．５ないし約
３．５ｎｍの範囲の厚みを有するＰｔＯが生成した。Ｐ
ｔＯの厚みは試験した１ないし２０分の範囲では処理時
間に無関係である。このことは、ＰｔＯが急速に定常状
態の厚みに達し、その値はＰｔＯの生成（Ｐｔのプラズ
マ中に生成する高エネルギーの酸素との反応による）、
およびＰｔＯのエッチング（Ｐｔのプラズマ中に生成す
る高エネルギーの酸素イオンによるスパッタリングによ
る）との競合を反映することが示唆される。５００ミリ
トルの方法では０．５５Ｗ／ｃｍ2の比較的高い電力を
使用して、２２０Ｖの自己バイアスを得た。白金基板上
では、１０分の処理により、厚みが約３．０ないし約
４．３ｎｍのＰｔＯに近い組成を有するこれより厚い酸
化白金皮膜が形成される。イリジウム基板上では、この
ような処理により、厚みが約２．５ないし約４．９ｎｍ
の範囲の、ＩｒＯ2に近い化学量比を有する酸化イリジ
ウム皮膜が形成される。
【００３３】定常状態の厚みの貴金属酸化物を形成する
のに必要な処理時間の長さを質的に示すのは、酸素プラ
ズマ処理の間に、レーザ反射を機側で測定することによ
り得られる。２０ミリトルの酸素プラズマ処理の間に、
正常に入射した６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザにより監視
した清浄なＰｔ皮膜は、約３０秒の処理の後、５％の反
射損失で平坦化する定常的に減少する反射率を示した。
酸化したＰｔ表面をフッ素を主成分とするプラズマに露
出させると、清浄なＰｔ表面に戻り、反射の損失は元に
戻った。このデータに基づいて、必要な最少処理時間
は、２０ミリトルの処理では約３０秒であると考えられ
る。しかし、必要な最少処理時間は、プラズマ酸化条件
に依存すると考えられる。プラズマ条件が高密度になる
と、時間が３０秒より大幅に短く、おそらく１秒ほどに
短くなることが予想される。
のに必要な処理時間の長さを質的に示すのは、酸素プラ
ズマ処理の間に、レーザ反射を機側で測定することによ
り得られる。２０ミリトルの酸素プラズマ処理の間に、
正常に入射した６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザにより監視
した清浄なＰｔ皮膜は、約３０秒の処理の後、５％の反
射損失で平坦化する定常的に減少する反射率を示した。
酸化したＰｔ表面をフッ素を主成分とするプラズマに露
出させると、清浄なＰｔ表面に戻り、反射の損失は元に
戻った。このデータに基づいて、必要な最少処理時間
は、２０ミリトルの処理では約３０秒であると考えられ
る。しかし、必要な最少処理時間は、プラズマ酸化条件
に依存すると考えられる。プラズマ条件が高密度になる
と、時間が３０秒より大幅に短く、おそらく１秒ほどに
短くなることが予想される。
【００３４】もうひとつの市販されている装置であるマ
ーチ(R)（March(R)）ジュピター（Jupiter）ＩＩＩ型プ
ラズマ・アッシャーでは、白金表面のプラズマ酸化は、
最初に裸の貴金属表面を約１００ないし約９００ミリト
ルの範囲の酸素圧力で、約１００Ｗの高周波電力（直径
１５ｃｍの陰極全体に対して）で約１０分の露出時間、
酸素プラズマに露出させることによって行う。
ーチ(R)（March(R)）ジュピター（Jupiter）ＩＩＩ型プ
ラズマ・アッシャーでは、白金表面のプラズマ酸化は、
最初に裸の貴金属表面を約１００ないし約９００ミリト
ルの範囲の酸素圧力で、約１００Ｗの高周波電力（直径
１５ｃｍの陰極全体に対して）で約１０分の露出時間、
酸素プラズマに露出させることによって行う。
【００３５】プラズマ酸化法を、プラズマ・アッシン
グ、すなわち酸素中で、低温、低基板バイアスのプラズ
マ処理、および反応性イオン・エッチング、すなわち中
程度ないし高い基板バイアスでのプラズマ処理について
説明したが、本発明の新規の方法は、これらの例示した
プラズマ酸化法の使用に限定されるものではない。たと
えば、プラズマのための酸素フィード・ガスは、構成原
子として酸素を含有する２原子または多原子気体、たと
えばＮ2Ｏ、または酸素もしくは１種類以上の酸素含有
気体、たとえばＡｒ／Ｏ2混合気体などで代用すること
ができる。さらに、高密度プラズマ、マイクロ波プラズ
マ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン・ビームに
よるイオン衝突など、各種の酸素含有エネルギー源を使
用することができる。同様に、貴金属は、たとえばスパ
ッタリング、化学蒸着、電解メッキ、無電解メッキなど
電子ビーム蒸着以外の方法で付着させることもできる。
グ、すなわち酸素中で、低温、低基板バイアスのプラズ
マ処理、および反応性イオン・エッチング、すなわち中
程度ないし高い基板バイアスでのプラズマ処理について
説明したが、本発明の新規の方法は、これらの例示した
プラズマ酸化法の使用に限定されるものではない。たと
えば、プラズマのための酸素フィード・ガスは、構成原
子として酸素を含有する２原子または多原子気体、たと
えばＮ2Ｏ、または酸素もしくは１種類以上の酸素含有
気体、たとえばＡｒ／Ｏ2混合気体などで代用すること
ができる。さらに、高密度プラズマ、マイクロ波プラズ
マ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン・ビームに
よるイオン衝突など、各種の酸素含有エネルギー源を使
用することができる。同様に、貴金属は、たとえばスパ
ッタリング、化学蒸着、電解メッキ、無電解メッキなど
電子ビーム蒸着以外の方法で付着させることもできる。
【００３６】本発明による新規の方法に使用する貴金属
は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈなどの純粋な貴金属であっても、貴金属と貴金属
の合金、貴金属と非貴金属との合金、貴金属と非金属と
の合金、またはこれらの金属もしくは合金を組み合わせ
て積層したものであってもよい。
は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈなどの純粋な貴金属であっても、貴金属と貴金属
の合金、貴金属と非貴金属との合金、貴金属と非金属と
の合金、またはこれらの金属もしくは合金を組み合わせ
て積層したものであってもよい。
【００３７】例１ 本発明により形成した貴金属酸化物の第１の応用例は、
電子装置中の貴金属電極上に付着させた高誘電率材料の
電子特性を改善することである。高誘電率酸化物材料に
は、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタ
ン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、チタン酸バリウムジルコニ
ウム（ＢＺＴ）などの高ε材料、チタン酸鉛ジルコニウ
ム（ＰＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビスマス（ＳＢ
Ｔ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＮ）、お
よびチタン酸ビスマスなどの強誘電性材料、およびその
他のペロブスカイトがある。貴金属電極を酸素プラズマ
に露出すると、上述のように表面に酸化物の層を形成す
ることにより、貴金属表面が酸素化される。この方法に
より、このように活性化した表面上に付着させた高誘電
率材料の誘電特性が改善され、機械的、化学的特性も改
善される。たとえば、図３の酸化した白金電極にゾル・
ゲル法により付着させた特定の高ε皮膜の電気特性は、
図２の酸化しない電極上に付着させたものより優れてい
る。
電子装置中の貴金属電極上に付着させた高誘電率材料の
電子特性を改善することである。高誘電率酸化物材料に
は、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタ
ン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、チタン酸バリウムジルコニ
ウム（ＢＺＴ）などの高ε材料、チタン酸鉛ジルコニウ
ム（ＰＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビスマス（ＳＢ
Ｔ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＮ）、お
よびチタン酸ビスマスなどの強誘電性材料、およびその
他のペロブスカイトがある。貴金属電極を酸素プラズマ
に露出すると、上述のように表面に酸化物の層を形成す
ることにより、貴金属表面が酸素化される。この方法に
より、このように活性化した表面上に付着させた高誘電
率材料の誘電特性が改善され、機械的、化学的特性も改
善される。たとえば、図３の酸化した白金電極にゾル・
ゲル法により付着させた特定の高ε皮膜の電気特性は、
図２の酸化しない電極上に付着させたものより優れてい
る。
【００３８】図４では、プラズマ酸化させた貴金属皮膜
３２を、高誘電率材料３８の被覆層でコーティングす
る。次に、図４の構造３０を、上面に上部電極層４２を
有するキャパシタとして完成させる。本発明による方法
の論理的延長として、通常酸素の化学量が低い形で付着
するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物、さらに一般的
には、金属酸化物絶縁体、金属酸化物半導体、金属酸化
物導体、金属酸化物超伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化
シリコン、イプシロンが１０を超える高誘電率材料、お
よび強誘電体からなるグループから選択された酸素を含
有する材料に、改善が期待される。これらの材料を貴金
属酸化物上に付着させることにより、酸素が追加されて
正当な組成が得られる。
３２を、高誘電率材料３８の被覆層でコーティングす
る。次に、図４の構造３０を、上面に上部電極層４２を
有するキャパシタとして完成させる。本発明による方法
の論理的延長として、通常酸素の化学量が低い形で付着
するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物、さらに一般的
には、金属酸化物絶縁体、金属酸化物半導体、金属酸化
物導体、金属酸化物超伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化
シリコン、イプシロンが１０を超える高誘電率材料、お
よび強誘電体からなるグループから選択された酸素を含
有する材料に、改善が期待される。これらの材料を貴金
属酸化物上に付着させることにより、酸素が追加されて
正当な組成が得られる。
【００３９】本発明による方法の有効性をさらに実証す
るため、灰化しないＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2基板と、（マ
ーチ装置で１０分間）灰化したＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2基
板とに、公称同一な合計厚みが９０ｎｍの４層ＢＳＴ皮
膜を順次付着させた。ＢＳＴは、２１５Åの層をスピン
・コーティングするために、イソプロパノールで０．１
Ｍに希釈した０．２Ｍのバリウム、ストロンチウム、お
よびチタン２−メトキシエトキシドから付着させた。各
層は３００℃３分間の標準条件で順次ホット・プレート
で乾燥させた後、７００℃１分間の標準条件で、大気圧
の酸素中で急速熱アニーリングを行って結晶化させた。
灰化しないＰｔ基板上のＢＳＴ皮膜は、誘電率が１６７
で、損失正接が高い特徴があった。灰化したＰｔ基板上
のＢＳＴ皮膜は、誘電率が２１４で、損失正接が十分に
低い特徴があった。得られたこれらの結果は、ＢＳＴが
通常灰化したＰｔ基板上のほうが良好な結果を生じるこ
とが代表的である。
るため、灰化しないＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2基板と、（マ
ーチ装置で１０分間）灰化したＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2基
板とに、公称同一な合計厚みが９０ｎｍの４層ＢＳＴ皮
膜を順次付着させた。ＢＳＴは、２１５Åの層をスピン
・コーティングするために、イソプロパノールで０．１
Ｍに希釈した０．２Ｍのバリウム、ストロンチウム、お
よびチタン２−メトキシエトキシドから付着させた。各
層は３００℃３分間の標準条件で順次ホット・プレート
で乾燥させた後、７００℃１分間の標準条件で、大気圧
の酸素中で急速熱アニーリングを行って結晶化させた。
灰化しないＰｔ基板上のＢＳＴ皮膜は、誘電率が１６７
で、損失正接が高い特徴があった。灰化したＰｔ基板上
のＢＳＴ皮膜は、誘電率が２１４で、損失正接が十分に
低い特徴があった。得られたこれらの結果は、ＢＳＴが
通常灰化したＰｔ基板上のほうが良好な結果を生じるこ
とが代表的である。
【００４０】ＰＬＴ皮膜も、灰化した基板上のほうが良
好な結果が得られた。この材料では、５００を超える誘
電率が灰化したＰｔおよびＩｒ電極上で得られるが、灰
化しないＰｔおよびＩｒ電極上ではこれより低い値が得
られることが多い。洩れ電流のある程度の改善も観察さ
れている。
好な結果が得られた。この材料では、５００を超える誘
電率が灰化したＰｔおよびＩｒ電極上で得られるが、灰
化しないＰｔおよびＩｒ電極上ではこれより低い値が得
られることが多い。洩れ電流のある程度の改善も観察さ
れている。
【００４１】例２ 本発明の新規の方法により形成した、貴金属酸化物の第
２の応用は、付着した皮膜と、その皮膜が付着する貴金
属との接着を改善することである。たとえば、貴金属基
板表面への良好な接着は、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ
などの導電性窒化物、酸化シリコンなどの誘電性酸化
物、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの誘電性窒化
物、および炭素含有誘電体について必要である。接着の
強化は、白金皮膜基板を被覆する特定用途のスピン・オ
ン・グラス層について示されている。同様の効果は、溶
液、たとえばフォトレジストから付着した他の材料の皮
膜、または化学蒸着により付着した被膜、たとえばテト
ラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）前駆物質から低圧化学蒸
着（ＬＰＣＶＤ）により形成したＳｉＯ2に期待され
る。このような構造５０を図６に示すが、図６ではプラ
ズマ酸化した貴金属被膜３２が、接着強化材料の層３６
で被覆されている。白金被膜３２は、室温蒸着により１
００ÅのＴｉ（図示せず）および１０００ÅのＰｔを熱
酸化した（１００ｎｍの）シリコン基板３４の上に順次
形成される。接着層３６は、厚み１００Åのスパッタリ
ングにより付着させたチタン、または、２０ミリトルの
圧力で３分間（Ｏ2流速２０ｓｃｃｍ、電力密度０．３
３Ｗ／ｃｍ2、自己バイアス３００Ｖ）もしくは５００
ミリトルの圧力で１０分間（Ｏ2流速５０ｓｃｃｍ、電
力密度０．５５Ｗ／ｃｍ2、自己バイアス２２０Ｖ）
で、ＰｌａｓｍａＬａｂ(R)による２種類の酸素ＲＩＥ
処理により形成した酸化白金のいずれかであった。ＸＰ
Ｓによる試験の結果、ＰｔＯ層の厚みは、２０ミリトル
の圧力の場合約２．５ないし３．５ｎｍ、５００ミリト
ルの圧力の場合約３．０ないし４．３ｎｍである。
２の応用は、付着した皮膜と、その皮膜が付着する貴金
属との接着を改善することである。たとえば、貴金属基
板表面への良好な接着は、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ
などの導電性窒化物、酸化シリコンなどの誘電性酸化
物、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの誘電性窒化
物、および炭素含有誘電体について必要である。接着の
強化は、白金皮膜基板を被覆する特定用途のスピン・オ
ン・グラス層について示されている。同様の効果は、溶
液、たとえばフォトレジストから付着した他の材料の皮
膜、または化学蒸着により付着した被膜、たとえばテト
ラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）前駆物質から低圧化学蒸
着（ＬＰＣＶＤ）により形成したＳｉＯ2に期待され
る。このような構造５０を図６に示すが、図６ではプラ
ズマ酸化した貴金属被膜３２が、接着強化材料の層３６
で被覆されている。白金被膜３２は、室温蒸着により１
００ÅのＴｉ（図示せず）および１０００ÅのＰｔを熱
酸化した（１００ｎｍの）シリコン基板３４の上に順次
形成される。接着層３６は、厚み１００Åのスパッタリ
ングにより付着させたチタン、または、２０ミリトルの
圧力で３分間（Ｏ2流速２０ｓｃｃｍ、電力密度０．３
３Ｗ／ｃｍ2、自己バイアス３００Ｖ）もしくは５００
ミリトルの圧力で１０分間（Ｏ2流速５０ｓｃｃｍ、電
力密度０．５５Ｗ／ｃｍ2、自己バイアス２２０Ｖ）
で、ＰｌａｓｍａＬａｂ(R)による２種類の酸素ＲＩＥ
処理により形成した酸化白金のいずれかであった。ＸＰ
Ｓによる試験の結果、ＰｔＯ層の厚みは、２０ミリトル
の圧力の場合約２．５ないし３．５ｎｍ、５００ミリト
ルの圧力の場合約３．０ないし４．３ｎｍである。
【００４２】付着させたスピン・オン・グラス層４６
は、日立ＨＳＧ２２０９−Ｓ７材料であった。付着条件
は、スピニング速度５０００ｒｐｍ、ランプ０．５秒、
９０℃ベーキング３分間、１００℃オーブン・ベーキン
グ１２分間、１２５℃から４５０℃へのランプはＮ2中
で５ないし１０℃／分とし、冷却はノン・ランプで行っ
た。
は、日立ＨＳＧ２２０９−Ｓ７材料であった。付着条件
は、スピニング速度５０００ｒｐｍ、ランプ０．５秒、
９０℃ベーキング３分間、１００℃オーブン・ベーキン
グ１２分間、１２５℃から４５０℃へのランプはＮ2中
で５ないし１０℃／分とし、冷却はノン・ランプで行っ
た。
【００４３】日立ＨＳＧ２２０９−Ｓ７の、厚み約１μ
ｍの層の、１００ｎｍの白金層への接着を、接着層のな
いＰｔの場合と、上に述べた３種類の接着層、すなわち
１０ｎｍのＴｉ被覆層を有する白金、および２０ならび
に５００ミリトルでプラズマ酸化処理を行った白金のう
ちのひとつを有するＰｔの場合について比較を行った。
Ｎ2中４５０℃まで昇温する標準の熱硬化工程の後、無
処理の白金上のＨＳＧは不透明になり、斑点状にしわを
生じ、これが２〜３日の間にウエーハ表面全体に拡大
し、スコッチ・テープで容易に剥離した。これに反し
て、Ｔｉ処理をしたサンプルおよびプラズマ酸化処理を
行った両サンプル上のＨＳＧは、皮膜に傷を付け、剥離
を試みた後も、平滑と接着を保つ。ＰｔＯxとＴｉはい
ずれも接着促進層として機能するが、ＰｔＯx処理は簡
単であるだけでなく、ＰｔとＴｉとの拡散反応の問題が
生じる可能性が回避される。プラズマ支援化学蒸着（Ｐ
ＡＣＶＤ）および反応性スパッタリングなど、さらに強
力な方法により付着させた酸化物および非酸化物材料に
ついても、接着強化が期待される。場合によっては、貴
金属基板表面を酸素処理して接着強化貴金属酸化物の層
を形成することは、付着工程の最初の段階と同時に行う
こともできる。たとえば、ＴＥＯＳと酸素の混合物を使
用するＰＡＣＶＤ（または酸素含有処理ガス中でのシリ
コン・ターゲットの反応性スパッタリング）による貴金
属基板への酸化シリコン付着工程によって、意図しない
（しかし有益な）接着を促進する貴金属酸化物が形成さ
れると考えられる。
ｍの層の、１００ｎｍの白金層への接着を、接着層のな
いＰｔの場合と、上に述べた３種類の接着層、すなわち
１０ｎｍのＴｉ被覆層を有する白金、および２０ならび
に５００ミリトルでプラズマ酸化処理を行った白金のう
ちのひとつを有するＰｔの場合について比較を行った。
Ｎ2中４５０℃まで昇温する標準の熱硬化工程の後、無
処理の白金上のＨＳＧは不透明になり、斑点状にしわを
生じ、これが２〜３日の間にウエーハ表面全体に拡大
し、スコッチ・テープで容易に剥離した。これに反し
て、Ｔｉ処理をしたサンプルおよびプラズマ酸化処理を
行った両サンプル上のＨＳＧは、皮膜に傷を付け、剥離
を試みた後も、平滑と接着を保つ。ＰｔＯxとＴｉはい
ずれも接着促進層として機能するが、ＰｔＯx処理は簡
単であるだけでなく、ＰｔとＴｉとの拡散反応の問題が
生じる可能性が回避される。プラズマ支援化学蒸着（Ｐ
ＡＣＶＤ）および反応性スパッタリングなど、さらに強
力な方法により付着させた酸化物および非酸化物材料に
ついても、接着強化が期待される。場合によっては、貴
金属基板表面を酸素処理して接着強化貴金属酸化物の層
を形成することは、付着工程の最初の段階と同時に行う
こともできる。たとえば、ＴＥＯＳと酸素の混合物を使
用するＰＡＣＶＤ（または酸素含有処理ガス中でのシリ
コン・ターゲットの反応性スパッタリング）による貴金
属基板への酸化シリコン付着工程によって、意図しない
（しかし有益な）接着を促進する貴金属酸化物が形成さ
れると考えられる。
【００４４】例３ 付着した材料の接着と電気特性の改善に加えて、本発明
の新規の貴金属酸化物は、光学的記憶および選択的触媒
作用においても利点がある。酸化しない白金皮膜と比較
して、酸化皮膜は褐色が強く、反射率が低い。たとえ
ば、反射率の低下は、正常な入射角で６３３ｎｍのＨｅ
Ｎｅレーザにより測定した場合、約５％である。この差
は、白金系の上にＰｔＯxを光学的記憶媒体として使用
する可能性を示唆するものである。皮膜を酸素の少ない
環境中で４５０〜５５０℃に加熱することにより、Ｐｔ
Ｏxが酸素を失い、Ｐｔ元素に戻ることが考えられるた
め、ＰｔＯxの選択した領域を局部的に加熱、または電
子もしくは光子ビームにより励起することによって、同
様の反応が空間的に選択的に生じることが期待される。
このことを図７および図８に示す。
の新規の貴金属酸化物は、光学的記憶および選択的触媒
作用においても利点がある。酸化しない白金皮膜と比較
して、酸化皮膜は褐色が強く、反射率が低い。たとえ
ば、反射率の低下は、正常な入射角で６３３ｎｍのＨｅ
Ｎｅレーザにより測定した場合、約５％である。この差
は、白金系の上にＰｔＯxを光学的記憶媒体として使用
する可能性を示唆するものである。皮膜を酸素の少ない
環境中で４５０〜５５０℃に加熱することにより、Ｐｔ
Ｏxが酸素を失い、Ｐｔ元素に戻ることが考えられるた
め、ＰｔＯxの選択した領域を局部的に加熱、または電
子もしくは光子ビームにより励起することによって、同
様の反応が空間的に選択的に生じることが期待される。
このことを図７および図８に示す。
【００４５】図７は、貴金属皮膜をパターニングするた
めの直接書き込み法の略図を示し、図８は、図７のパタ
ーン形成した破線の部分を走査した反射率と位置の関係
を示す略図である。酸素を含有しないフィーチャ６０
に、焦点を合わせたレーザまたは電子ビームなどのエネ
ルギー源５６を向けて、ＰｔＯx表面５４上に書き込
む。したがって、酸化した貴金属の表面の活性または非
活性領域を画定するために同様のパターニング法を使用
すれば、空間的に選択性を有する触媒作用が得られる。
めの直接書き込み法の略図を示し、図８は、図７のパタ
ーン形成した破線の部分を走査した反射率と位置の関係
を示す略図である。酸素を含有しないフィーチャ６０
に、焦点を合わせたレーザまたは電子ビームなどのエネ
ルギー源５６を向けて、ＰｔＯx表面５４上に書き込
む。したがって、酸化した貴金属の表面の活性または非
活性領域を画定するために同様のパターニング法を使用
すれば、空間的に選択性を有する触媒作用が得られる。
【００４６】本発明の方法により得られる上述の利点お
よび長所の他に、表面の濡れ、および均一性もプラズマ
灰化または酸化工程により強化される。このことは、Ｂ
ＳＴおよびＰＬＴなどの高誘電率材料のゾル・ゲル付着
させた皮膜についても、酸化シリコンのフィールド領域
により分離された白金電極からなる基板上に付着させた
チタン酸ビスマスなどの強誘電性材料についても実証さ
れている。
よび長所の他に、表面の濡れ、および均一性もプラズマ
灰化または酸化工程により強化される。このことは、Ｂ
ＳＴおよびＰＬＴなどの高誘電率材料のゾル・ゲル付着
させた皮膜についても、酸化シリコンのフィールド領域
により分離された白金電極からなる基板上に付着させた
チタン酸ビスマスなどの強誘電性材料についても実証さ
れている。
【００４７】近年、走査型トンネリング顕微鏡検査（Ｓ
ＴＭ）、原子力顕微鏡検査（ＡＦＭ）、走査型干渉無開
口顕微鏡検査（ＳＩＡＭ）など、原子的解像度に近い新
しい顕微鏡検査の発明により、超高データ密度で情報を
記憶させる新しい方法を見いだす活動のきっかけとなっ
ている。この点で、高密度の読み取り専用記憶を行うの
に適した方法を見いだす問題は、これまでより容易に解
決するものと考えられ、したがって、国会図書館にある
ような大量のデータを永久保存するのに解決をもたらす
であろう。これらの方法を使用することにより、現在は
比較的低速であるが、ＳＴＭやＡＦＭを使用して、表面
上にビットをつくることができ、一方高密度の読み取り
が、ＳＩＡＭを使用してこれまでより速く行うことがで
きるようになる。高密度でビットを書き込む実用的な方
法は、明確な触媒特性により選択された表面の部位から
得られ、光学的コントラストを形成する材料は、ＣＶＤ
技術により選択的に付着させることができる。Ｐｔ、Ｐ
ｄなどの金属について、触媒特性が知られているため、
これらの金属を局部的に遮蔽する方法を利用して、ＣＶ
Ｄ法で被覆されていない領域上に材料を選択的に付着さ
せることができる。たとえば、これらの金属の表面を酸
化して極めて薄い酸化物層を形成することにより、触媒
効果を防止することができる。
ＴＭ）、原子力顕微鏡検査（ＡＦＭ）、走査型干渉無開
口顕微鏡検査（ＳＩＡＭ）など、原子的解像度に近い新
しい顕微鏡検査の発明により、超高データ密度で情報を
記憶させる新しい方法を見いだす活動のきっかけとなっ
ている。この点で、高密度の読み取り専用記憶を行うの
に適した方法を見いだす問題は、これまでより容易に解
決するものと考えられ、したがって、国会図書館にある
ような大量のデータを永久保存するのに解決をもたらす
であろう。これらの方法を使用することにより、現在は
比較的低速であるが、ＳＴＭやＡＦＭを使用して、表面
上にビットをつくることができ、一方高密度の読み取り
が、ＳＩＡＭを使用してこれまでより速く行うことがで
きるようになる。高密度でビットを書き込む実用的な方
法は、明確な触媒特性により選択された表面の部位から
得られ、光学的コントラストを形成する材料は、ＣＶＤ
技術により選択的に付着させることができる。Ｐｔ、Ｐ
ｄなどの金属について、触媒特性が知られているため、
これらの金属を局部的に遮蔽する方法を利用して、ＣＶ
Ｄ法で被覆されていない領域上に材料を選択的に付着さ
せることができる。たとえば、これらの金属の表面を酸
化して極めて薄い酸化物層を形成することにより、触媒
効果を防止することができる。
【００４８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４９】（１）貴金属基板の表面上、および貴金属
基板の表面の少なくとも一部を被覆する貴金属酸化物皮
膜を形成する方法において、上記貴金属基板の表面を、
酸素を含有するプラズマに露出する工程を含む方法。 （２）プラズマに、少なくとも１種類の酸素含有気体を
供給する工程を含む、上記（１）に記載の方法。 （３）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１）に記載の方法。 （４）上記方法が、酸素圧力が約０．０１ミリトルない
し約２０００ミリトルの反応室で行われる、上記（１）
に記載の方法。 （５）上記酸素プラズマ放電が、少なくとも５０Ｗの高
周波電力により発生する、上記（１）に記載の方法。 （６）上記貴金属基板の表面を、少なくとも１秒の露出
時間の間、酸素プラズマ放電に露出させる、上記（１）
に記載の方法。 （７）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選択
された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１）に
記載の方法。 （８）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選択
された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１）に記載の方法。 （９）上記貴金属基板が、それぞれＰｔ、Ｉｒ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループ
から選択された２層以上の貴金属を含む、上記（１）に
記載の方法。 （１０）貴金属基板の表面を、酸素を含有するプラズマ
に露出させて形成した貴金属酸化物の皮膜層。 （１１）上記皮膜層の厚みが約０．４ｎｍないし約１０
ｎｍである、上記（１０）に記載の酸素を含有する皮膜
層。 （１２）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１０）に記載の酸素を含有する皮膜
層。 （１３）上記酸素プラズマ放電が、少なくとも５０Ｗの
高周波電力により発生する、上記（１０）に記載の酸素
を含有する皮膜層。 （１４）上記貴金属基板の表面を、少なくとも１秒の露
出時間の間、酸素プラズマ放電に露出させる、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１５）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１６）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１７）上記貴金属基板が、それぞれＰｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択された２層以上の貴金属を含む、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１８）貴金属基板を用意する工程と、貴金属基板の上
面を界面強化層が形成するまでの時間、酸素を含有する
エネルギー源に露出する工程と、上記貴金属基板の上面
に、上記界面強化層を挟んで酸素を含有する材料を付着
させる工程とを含む、貴金属基板上に酸素を含有する材
料を付着させる方法。 （１９）上記酸素を含有するエネルギー源がプラズマ源
である、上記（１８）に記載の方法。 （２０）上記酸素を含有するエネルギー源が酸素を含有
するプラズマである、上記（１８）に記載の方法。 （２１）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１８）に記載の方法。 （２２）上記貴金属基板上面をエネルギー源に露出する
工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約２００
０ミリトルの反応室で行われる、上記（１８）に記載の
方法。 （２３）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１
８）に記載の方法。 （２４）上記十分な時間が少なくとも１秒である、上記
（１８）に記載の方法。 （２５）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１８）に記載の方法。 （２６）上記酸素含有材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（１８）に記載の方法。 （２７）上記酸素含有材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム
ジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビス
マス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（Ｓ
ＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからなるグループから
選択される、上記（１８）に記載の方法。 （２８）上記酸素含有材料が、金属酸化物絶縁体、金属
酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸化物超伝導体、
金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプシロンが１０を
超える高誘電率材料、および強誘電体からなるグループ
から選択される、上記（１８）に記載の方法。 （２９）形成された上記界面強化層が、貴金属基板に含
有された貴金属の酸化物である、上記（１８）に記載の
方法。 （３０）上記界面強化層の厚みが、約０．４ｎｍないし
約１０ｎｍである、上記（１８）に記載の方法。 （３１）上面を有する貴金属基板と、上記貴金属基板の
上面に付着させた貴金属酸化物の層と、上記貴金属酸化
物の層を挟んで上記貴金属基板の上面に付着させた酸素
含有材料とを備える、酸素含有材料／貴金属基板積層構
造。 （３２）上記貴金属酸化物の層の厚みが、約０．４ｎｍ
ないし約１０ｎｍである、上記（３１）に記載の構造。 （３３）上記酸素含有材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム
ジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビス
マス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（Ｓ
ＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからなるグループから
選択された高誘電率材料である、上記（３１）に記載の
構造。 （３４）上記酸素含有材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（３１）に記載の構造。 （３５）上記酸素含有材料が、金属酸化物絶縁体、金属
酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸化物超伝導体、
金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプシロンが１０を
超える高誘電率材料、および強誘電体からなるグループ
から選択される、上記（３１）に記載の構造。 （３６）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（３
１）に記載の構造。 （３７）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（３１）に記載の構造。 （３８）前処理した半導体基板を用意する工程と、第１
の貴金属材料で第１の電極を形成する工程と、上記第１
の電極の上面を酸素含有エネルギー源に十分な時間露出
して、界面強化層を形成する工程と、上記第１の電極上
面に高誘電率または強誘電性材料を、上記界面強化層を
挟んで付着させる工程と、上記高誘電率または強誘電性
材料の層の上面に第２の貴金属材料による第２の電極を
形成する工程とを含む、半導体メモリ・エレメントを形
成する方法。 （３９）上記前処理した半導体基板が、上記第１の電極
と電気的に導通させるために内部に形成した導電性接点
プラグを有する、上記（３８）に記載の方法。 （４０）上記第１の貴金属材料および第２の貴金属材料
が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈからなるグループから選択される、上記（３８）
に記載の方法。 （４１）上記第１の貴金属材料および第２の貴金属材料
が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈからなるグループから選択された少なくとも１種
類の貴金属の合金から形成される、上記（３８）に記載
の方法。 （４２）上記第１の貴金属材料が、第２の貴金属材料と
同一である、上記（３８）に記載の方法。 （４３）上記酸素含有エネルギー源が酸素含有プラズマ
である、上記（３８）に記載の方法。 （４４）上記酸素含有エネルギー源が、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（３８）に記載の方法。 （４５）上記第１電極の上面をエネルギー源に露出する
工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約２００
０ミリトルの反応室で行われる、上記（３８）に記載の
方法。 （４６）上記十分な時間が少なくとも１秒である、上記
（３８）に記載の方法。 （４７）上記高誘電率または強誘電体材料が、ペロフス
カイト型絶縁材料である、上記（３８）に記載の方法。 （４８）上記高誘電率または強誘電体材料が、チタン酸
バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタ
ン（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チ
タン酸バリウムジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸スト
ロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウ
ムビスマス（ＳＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからな
るグループから選択された高誘電率材料である、上記
（３８）に記載の方法。 （４９）上記高誘電率または強誘電体材料が、金属酸化
物絶縁体、金属酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸
化物超伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプ
シロンが１０を超える高誘電率材料、および強誘電体か
らなるグループから選択される、上記（３８）に記載の
方法。 （５０）上記形成された界面強化層が、上記第１の貴金
属材料の酸化物である、上記（３８）に記載の方法。 （５１）上記形成された界面強化層の厚みが、約０．４
ｎｍないし約１０ｎｍである、上記（３８）に記載の方
法。 （５２）上記第１および第２の電極が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択された２層以上の貴金属から形成される、
上記（３８）に記載の方法。 （５３）前処理した半導体基板と、前記基板上の第１の
貴金属材料による第１の電極と、上記第１の電極上面に
形成した界面強化材料の層と、上記接着促進層を挟ん
で、上記第１の電極上面に形成した高誘電率または強誘
電体材料の層と、上記高誘電率または強誘電体材料の層
上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の電極と
を備える、半導体メモリ・エレメント。 （５４）上記前処理した半導体基板が、上記第１の電極
と電気的に接続するためのシリコン接点を有する、上記
（５３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５５）上記第１の貴金属材料と、上記第２の貴金属材
料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、お
よびＲｈからなるグループから選択される、上記（５
３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５６）上記第１の貴金属材料と、上記第２の貴金属材
料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、お
よびＲｈからなるグループから選択された少なくとも１
種類の貴金属からなる貴金属合金から形成される、上記
（５３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５７）上記第１の貴金属材料が、上記第２の貴金属材
料と同一である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・
エレメント。 （５８）上記接着促進層が、上記第１の貴金属材料の酸
化物である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレ
メント。 （５９）上記高誘電率材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレメ
ント。 （６０）上記高誘電率材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、およびチタン酸ビ
スマスからなるグループから選択された高誘電率材料で
ある、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレメン
ト。 （６１）上記形成された接着促進層の厚みが、約０．４
ｎｍないし約１０ｎｍである、上記（５３）に記載の半
導体メモリ・エレメント。 （６２）上記第１の電極がキャパシタのための底部電極
であり、上記第２の電極がキャパシタのための上部プレ
ート電極である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・
エレメント。 （６３）白金基板と、上記白金基板上面中に形成した酸
化白金層とを備える、光学的記憶媒体。 （６４）上記酸化白金層が、上記基板上面をエネルギー
源に露出させることによりパターン形成される、上記
（６３）に記載の光学的記憶媒体。 （６５）貴金属基板を用意する工程と、貴金属基板上面
を、接着促進層が形成されるまでの時間エネルギー源に
露出させる工程と、上記貴金属基板上面に接着促進層を
挟んで材料を付着させる工程とを含む、貴金属基板上に
材料を付着させる方法。 （６６）上記エネルギー源が、高密度プラズマ、マイク
ロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン
・ビームにより生成されるイオン衝突、またはこれらを
組み合わせたものからなるグループから選択され、個別
に制御される基板バイアスを印加し、または印加しない
酸素を含有するプラズマである、上記（６５）に記載の
方法。 （６７）上記材料が、スピン・オン・ガラス材料または
フォトレジストである、上記（６５）に記載の方法。 （６８）付着させる材料が、ＴｉＮ、ＴａＮ、およびＴ
ａＳｉＮの導電性窒化物、酸化シリコンの誘電性酸化
物、窒化シリコン、および酸窒化シリコンの誘電性窒化
物、ならびに炭素含有誘電体からなるグループから選択
される、上記（６５）に記載の方法。 （６９）上面を有する貴金属基板と、貴金属基板の上面
に付着させた貴金属酸化物の層と、貴金属酸化物の層を
挟んで上記貴金属基板の上面に付着させた酸素含有材料
とを備える、材料／貴金属基板積層品の構造。 （７０）上記貴金属酸化物の層が、厚みが、約０．４ｎ
ｍないし約１０ｎｍの接着促進層である、上記（６９）
に記載の構造。 （７１）上記材料／貴金属基板積層品が、スピン・オン
・ガラス材料である、上記（６９）に記載の構造。 （７２）上記貴金属基板上面に付着させた上記材料が、
ＴｉＮ、ＴａＮ、およびＴａＳｉＮの導電性窒化物、酸
化シリコンの誘電性酸化物、窒化シリコン、および酸窒
化シリコンの誘電性窒化物、ならびに炭素含有誘電体か
らなるグループから選択される、上記（６９）に記載の
構造。
基板の表面の少なくとも一部を被覆する貴金属酸化物皮
膜を形成する方法において、上記貴金属基板の表面を、
酸素を含有するプラズマに露出する工程を含む方法。 （２）プラズマに、少なくとも１種類の酸素含有気体を
供給する工程を含む、上記（１）に記載の方法。 （３）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１）に記載の方法。 （４）上記方法が、酸素圧力が約０．０１ミリトルない
し約２０００ミリトルの反応室で行われる、上記（１）
に記載の方法。 （５）上記酸素プラズマ放電が、少なくとも５０Ｗの高
周波電力により発生する、上記（１）に記載の方法。 （６）上記貴金属基板の表面を、少なくとも１秒の露出
時間の間、酸素プラズマ放電に露出させる、上記（１）
に記載の方法。 （７）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選択
された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１）に
記載の方法。 （８）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選択
された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１）に記載の方法。 （９）上記貴金属基板が、それぞれＰｔ、Ｉｒ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループ
から選択された２層以上の貴金属を含む、上記（１）に
記載の方法。 （１０）貴金属基板の表面を、酸素を含有するプラズマ
に露出させて形成した貴金属酸化物の皮膜層。 （１１）上記皮膜層の厚みが約０．４ｎｍないし約１０
ｎｍである、上記（１０）に記載の酸素を含有する皮膜
層。 （１２）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１０）に記載の酸素を含有する皮膜
層。 （１３）上記酸素プラズマ放電が、少なくとも５０Ｗの
高周波電力により発生する、上記（１０）に記載の酸素
を含有する皮膜層。 （１４）上記貴金属基板の表面を、少なくとも１秒の露
出時間の間、酸素プラズマ放電に露出させる、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１５）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１６）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１７）上記貴金属基板が、それぞれＰｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択された２層以上の貴金属を含む、上記（１
０）に記載の酸素を含有する皮膜層。 （１８）貴金属基板を用意する工程と、貴金属基板の上
面を界面強化層が形成するまでの時間、酸素を含有する
エネルギー源に露出する工程と、上記貴金属基板の上面
に、上記界面強化層を挟んで酸素を含有する材料を付着
させる工程とを含む、貴金属基板上に酸素を含有する材
料を付着させる方法。 （１９）上記酸素を含有するエネルギー源がプラズマ源
である、上記（１８）に記載の方法。 （２０）上記酸素を含有するエネルギー源が酸素を含有
するプラズマである、上記（１８）に記載の方法。 （２１）上記酸素を含有するプラズマが、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（１８）に記載の方法。 （２２）上記貴金属基板上面をエネルギー源に露出する
工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約２００
０ミリトルの反応室で行われる、上記（１８）に記載の
方法。 （２３）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（１
８）に記載の方法。 （２４）上記十分な時間が少なくとも１秒である、上記
（１８）に記載の方法。 （２５）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（１８）に記載の方法。 （２６）上記酸素含有材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（１８）に記載の方法。 （２７）上記酸素含有材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム
ジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビス
マス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（Ｓ
ＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからなるグループから
選択される、上記（１８）に記載の方法。 （２８）上記酸素含有材料が、金属酸化物絶縁体、金属
酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸化物超伝導体、
金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプシロンが１０を
超える高誘電率材料、および強誘電体からなるグループ
から選択される、上記（１８）に記載の方法。 （２９）形成された上記界面強化層が、貴金属基板に含
有された貴金属の酸化物である、上記（１８）に記載の
方法。 （３０）上記界面強化層の厚みが、約０．４ｎｍないし
約１０ｎｍである、上記（１８）に記載の方法。 （３１）上面を有する貴金属基板と、上記貴金属基板の
上面に付着させた貴金属酸化物の層と、上記貴金属酸化
物の層を挟んで上記貴金属基板の上面に付着させた酸素
含有材料とを備える、酸素含有材料／貴金属基板積層構
造。 （３２）上記貴金属酸化物の層の厚みが、約０．４ｎｍ
ないし約１０ｎｍである、上記（３１）に記載の構造。 （３３）上記酸素含有材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム
ジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸ストロンチウムビス
マス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（Ｓ
ＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからなるグループから
選択された高誘電率材料である、上記（３１）に記載の
構造。 （３４）上記酸素含有材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（３１）に記載の構造。 （３５）上記酸素含有材料が、金属酸化物絶縁体、金属
酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸化物超伝導体、
金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプシロンが１０を
超える高誘電率材料、および強誘電体からなるグループ
から選択される、上記（３１）に記載の構造。 （３６）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属を含む、上記（３
１）に記載の構造。 （３７）上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループから選
択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、上記
（３１）に記載の構造。 （３８）前処理した半導体基板を用意する工程と、第１
の貴金属材料で第１の電極を形成する工程と、上記第１
の電極の上面を酸素含有エネルギー源に十分な時間露出
して、界面強化層を形成する工程と、上記第１の電極上
面に高誘電率または強誘電性材料を、上記界面強化層を
挟んで付着させる工程と、上記高誘電率または強誘電性
材料の層の上面に第２の貴金属材料による第２の電極を
形成する工程とを含む、半導体メモリ・エレメントを形
成する方法。 （３９）上記前処理した半導体基板が、上記第１の電極
と電気的に導通させるために内部に形成した導電性接点
プラグを有する、上記（３８）に記載の方法。 （４０）上記第１の貴金属材料および第２の貴金属材料
が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈからなるグループから選択される、上記（３８）
に記載の方法。 （４１）上記第１の貴金属材料および第２の貴金属材料
が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およ
びＲｈからなるグループから選択された少なくとも１種
類の貴金属の合金から形成される、上記（３８）に記載
の方法。 （４２）上記第１の貴金属材料が、第２の貴金属材料と
同一である、上記（３８）に記載の方法。 （４３）上記酸素含有エネルギー源が酸素含有プラズマ
である、上記（３８）に記載の方法。 （４４）上記酸素含有エネルギー源が、高密度プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素
含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、また
はこれらを組み合わせたものからなるグループから選択
され、個別に制御される基板バイアスを印加し、または
印加しない、上記（３８）に記載の方法。 （４５）上記第１電極の上面をエネルギー源に露出する
工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約２００
０ミリトルの反応室で行われる、上記（３８）に記載の
方法。 （４６）上記十分な時間が少なくとも１秒である、上記
（３８）に記載の方法。 （４７）上記高誘電率または強誘電体材料が、ペロフス
カイト型絶縁材料である、上記（３８）に記載の方法。 （４８）上記高誘電率または強誘電体材料が、チタン酸
バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタ
ン（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チ
タン酸バリウムジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸スト
ロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウ
ムビスマス（ＳＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからな
るグループから選択された高誘電率材料である、上記
（３８）に記載の方法。 （４９）上記高誘電率または強誘電体材料が、金属酸化
物絶縁体、金属酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸
化物超伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプ
シロンが１０を超える高誘電率材料、および強誘電体か
らなるグループから選択される、上記（３８）に記載の
方法。 （５０）上記形成された界面強化層が、上記第１の貴金
属材料の酸化物である、上記（３８）に記載の方法。 （５１）上記形成された界面強化層の厚みが、約０．４
ｎｍないし約１０ｎｍである、上記（３８）に記載の方
法。 （５２）上記第１および第２の電極が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグル
ープから選択された２層以上の貴金属から形成される、
上記（３８）に記載の方法。 （５３）前処理した半導体基板と、前記基板上の第１の
貴金属材料による第１の電極と、上記第１の電極上面に
形成した界面強化材料の層と、上記接着促進層を挟ん
で、上記第１の電極上面に形成した高誘電率または強誘
電体材料の層と、上記高誘電率または強誘電体材料の層
上面に形成した、第２の貴金属材料による第２の電極と
を備える、半導体メモリ・エレメント。 （５４）上記前処理した半導体基板が、上記第１の電極
と電気的に接続するためのシリコン接点を有する、上記
（５３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５５）上記第１の貴金属材料と、上記第２の貴金属材
料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、お
よびＲｈからなるグループから選択される、上記（５
３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５６）上記第１の貴金属材料と、上記第２の貴金属材
料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、お
よびＲｈからなるグループから選択された少なくとも１
種類の貴金属からなる貴金属合金から形成される、上記
（５３）に記載の半導体メモリ・エレメント。 （５７）上記第１の貴金属材料が、上記第２の貴金属材
料と同一である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・
エレメント。 （５８）上記接着促進層が、上記第１の貴金属材料の酸
化物である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレ
メント。 （５９）上記高誘電率材料が、ペロフスカイト型絶縁材
料である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレメ
ント。 （６０）上記高誘電率材料が、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ）、
チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、およびチタン酸ビ
スマスからなるグループから選択された高誘電率材料で
ある、上記（５３）に記載の半導体メモリ・エレメン
ト。 （６１）上記形成された接着促進層の厚みが、約０．４
ｎｍないし約１０ｎｍである、上記（５３）に記載の半
導体メモリ・エレメント。 （６２）上記第１の電極がキャパシタのための底部電極
であり、上記第２の電極がキャパシタのための上部プレ
ート電極である、上記（５３）に記載の半導体メモリ・
エレメント。 （６３）白金基板と、上記白金基板上面中に形成した酸
化白金層とを備える、光学的記憶媒体。 （６４）上記酸化白金層が、上記基板上面をエネルギー
源に露出させることによりパターン形成される、上記
（６３）に記載の光学的記憶媒体。 （６５）貴金属基板を用意する工程と、貴金属基板上面
を、接着促進層が形成されるまでの時間エネルギー源に
露出させる工程と、上記貴金属基板上面に接着促進層を
挟んで材料を付着させる工程とを含む、貴金属基板上に
材料を付着させる方法。 （６６）上記エネルギー源が、高密度プラズマ、マイク
ロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素含有イオン
・ビームにより生成されるイオン衝突、またはこれらを
組み合わせたものからなるグループから選択され、個別
に制御される基板バイアスを印加し、または印加しない
酸素を含有するプラズマである、上記（６５）に記載の
方法。 （６７）上記材料が、スピン・オン・ガラス材料または
フォトレジストである、上記（６５）に記載の方法。 （６８）付着させる材料が、ＴｉＮ、ＴａＮ、およびＴ
ａＳｉＮの導電性窒化物、酸化シリコンの誘電性酸化
物、窒化シリコン、および酸窒化シリコンの誘電性窒化
物、ならびに炭素含有誘電体からなるグループから選択
される、上記（６５）に記載の方法。 （６９）上面を有する貴金属基板と、貴金属基板の上面
に付着させた貴金属酸化物の層と、貴金属酸化物の層を
挟んで上記貴金属基板の上面に付着させた酸素含有材料
とを備える、材料／貴金属基板積層品の構造。 （７０）上記貴金属酸化物の層が、厚みが、約０．４ｎ
ｍないし約１０ｎｍの接着促進層である、上記（６９）
に記載の構造。 （７１）上記材料／貴金属基板積層品が、スピン・オン
・ガラス材料である、上記（６９）に記載の構造。 （７２）上記貴金属基板上面に付着させた上記材料が、
ＴｉＮ、ＴａＮ、およびＴａＳｉＮの導電性窒化物、酸
化シリコンの誘電性酸化物、窒化シリコン、および酸窒
化シリコンの誘電性窒化物、ならびに炭素含有誘電体か
らなるグループから選択される、上記（６９）に記載の
構造。
【図１】従来のＤＲＡＭキャパシタ構造を示す拡大断面
図である。
図である。
【図２】本発明による、貴金属皮膜を上面に有する基板
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図３】図２に示す本発明による構造の上に、プラズマ
酸化法により貴金属酸化物の層を形成した構造を示す拡
大断面図である。
酸化法により貴金属酸化物の層を形成した構造を示す拡
大断面図である。
【図４】図３に示す本発明による構造の上に、誘電率の
高い層をコーティングした構造を示す拡大断面図であ
る。
高い層をコーティングした構造を示す拡大断面図であ
る。
【図５】図４に示す本発明による構造の上に、第２の貴
金属で形成した上部電極を有する構造を示す拡大断面図
である。
金属で形成した上部電極を有する構造を示す拡大断面図
である。
【図６】貴金属酸化物の層の上に、スピン・オン・グラ
ス材料の層を付着させた本発明による構造を示す拡大断
面図である。
ス材料の層を付着させた本発明による構造を示す拡大断
面図である。
【図７】貴金属皮膜にパターン形成する直接書き込み法
を示す略図である。
を示す略図である。
【図８】図７のパターン形成した破線の部分を走査した
反射率と位置の関係を示す略図である。
反射率と位置の関係を示す略図である。
【符号の説明】 １０ キャパシタ １２ 酸化物絶縁層 １６ シリコン接点プラグ ２０ 底部電極 ２４ 絶縁層 ２８ プレート電極 ３０ 本発明による構造 ３２ 貴金属皮膜 ３４ 基板 ３６ 貴金属酸化物層 ３８ 高誘電率材料の層 ４２ 上部電極層 ４６ スピン・オン・グラス層 ５０ 構造 ５４ ＰｔＯx表面 ５６ エネルギー源 ６０ 酸化物を含まないフィーチャ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 ジョン・パトリック・ハメル アメリカ合衆国12545 ニューヨーク州ミ ルブロック キラーン・ロード 117 (72)発明者 ロバート・ベンジャミン・ライボウィッツ アメリカ合衆国10566 ニューヨーク州ピ ークスキル ファーニス・ドック・ロード 407 (72)発明者 デボラ・アン・ニューマイヤー アメリカ合衆国06811 コネチカット州ダ ンベリー オーク・レーン ３ (72)発明者 カテリーネ・リン・ゼンガー アメリカ合衆国10562 ニューヨーク州オ シニング アンダーヒル・ロード 115 (72)発明者 アレハンドロ・ガブリエル・シュロット アメリカ合衆国10011 ニューヨーク州ニ ューヨーク ウェスト ツェウェルフス・ ストリート 175 アパートメント ９ビ ー
Claims (50)
- 【請求項１】貴金属基板の表面上、および貴金属基板の
表面の少なくとも一部を被覆する貴金属酸化物皮膜を形
成する方法において、上記貴金属基板の表面を、酸素を
含有するプラズマに露出する工程を含む方法。 - 【請求項２】プラズマに、少なくとも１種類の酸素含有
気体を供給する工程を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】上記酸素を含有するプラズマが、高密度プ
ラズマ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および
酸素含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、
またはこれらを組み合わせたものからなるグループから
選択され、個別に制御される基板バイアスを印加し、ま
たは印加しない、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】上記方法が、酸素圧力が約０．０１ミリト
ルないし約２０００ミリトルの反応室で行われる、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】上記酸素プラズマ放電が、少なくとも５０
Ｗの高周波電力により発生する、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項６】上記貴金属基板の表面を、少なくとも１秒
の露出時間の間、酸素プラズマ放電に露出させる、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項７】上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループか
ら選択された少なくとも１種類の貴金属を含む、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項８】上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループか
ら選択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含む、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】上記貴金属基板が、それぞれＰｔ、Ｉｒ、
Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグ
ループから選択された２層以上の貴金属を含む、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項１０】貴金属基板の表面を、酸素を含有するプ
ラズマに露出させて形成した貴金属酸化物の皮膜層。 - 【請求項１１】上記皮膜層の厚みが約０．４ｎｍないし
約１０ｎｍである、請求項１０に記載の酸素を含有する
皮膜層。 - 【請求項１２】貴金属基板を用意する工程と、 貴金属基板の上面を界面強化層が形成するまでの時間、
酸素を含有するエネルギー源に露出する工程と、 上記貴金属基板の上面に、上記界面強化層を挟んで酸素
を含有する材料を付着させる工程とを含む、 貴金属基板上に酸素を含有する材料を付着させる方法。 - 【請求項１３】上記酸素を含有するエネルギー源がプラ
ズマ源である、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】上記酸素を含有するエネルギー源が酸素
を含有するプラズマである、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１５】上記酸素を含有するプラズマが、高密度
プラズマ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、およ
び酸素含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝
突、またはこれらを組み合わせたものからなるグループ
から選択され、個別に制御される基板バイアスを印加
し、または印加しない、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１６】上記貴金属基板上面をエネルギー源に露
出する工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約
２０００ミリトルの反応室で行われる、請求項１２に記
載の方法。 - 【請求項１７】上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループ
から選択された少なくとも１種類の貴金属を含む、請求
項１２に記載の方法。 - 【請求項１８】上記十分な時間が少なくとも１秒であ
る、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１９】上記貴金属基板が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからなるグループ
から選択された少なくとも１種類の貴金属の合金を含
む、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項２０】上記酸素含有材料が、ペロフスカイト型
絶縁材料である、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項２１】上記酸素含有材料が、チタン酸バリウム
ストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛ランタン（ＰＬ
Ｔ）、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）、チタン酸バ
リウムジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸ストロンチウ
ムビスマス（ＳＢＴ）、ニオブ酸ストロンチウムビスマ
ス（ＳＢＮ）、およびチタン酸ビスマスからなるグルー
プから選択される、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項２２】上記酸素含有材料が、金属酸化物絶縁
体、金属酸化物半導体、金属酸化物導体、金属酸化物超
伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化シリコン、イプシロン
が１０を超える高誘電率材料、および強誘電体からなる
グループから選択される、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項２３】形成された上記界面強化層が、貴金属基
板に含有された貴金属の酸化物である、請求項１２に記
載の方法。 - 【請求項２４】上記界面強化層の厚みが、約０．４ｎｍ
ないし約１０ｎｍである、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項２５】上面を有する貴金属基板と、 上記貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層
と、 上記貴金属酸化物の層を挟んで上記貴金属基板の上面に
付着させた酸素含有材料とを備える、 酸素含有材料／貴金属基板積層構造。 - 【請求項２６】前処理した半導体基板を用意する工程
と、 第１の貴金属材料で第１の電極を形成する工程と、 上記第１の電極の上面を酸素含有エネルギー源に十分な
時間露出して、界面強化層を形成する工程と、 上記第１の電極上面に高誘電率または強誘電性材料を、
上記界面強化層を挟んで付着させる工程と、 上記高誘電率または強誘電性材料の層の上面に第２の貴
金属材料による第２の電極を形成する工程とを含む、 半導体メモリ・エレメントを形成する方法。 - 【請求項２７】上記前処理した半導体基板が、上記第１
の電極と電気的に導通させるために内部に形成した導電
性接点プラグを有する、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】上記第１の貴金属材料および第２の貴金
属材料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏ
ｓ、およびＲｈからなるグループから選択される、請求
項２６に記載の方法。 - 【請求項２９】上記第１の貴金属材料および第２の貴金
属材料が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏ
ｓ、およびＲｈからなるグループから選択された少なく
とも１種類の貴金属の合金から形成される、請求項２６
に記載の方法。 - 【請求項３０】上記第１の貴金属材料が、第２の貴金属
材料と同一である、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３１】上記酸素含有エネルギー源が酸素含有プ
ラズマである、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３２】上記酸素含有エネルギー源が、高密度プ
ラズマ、マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および
酸素含有イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、
またはこれらを組み合わせたものからなるグループから
選択され、個別に制御される基板バイアスを印加し、ま
たは印加しない、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３３】上記第１電極の上面をエネルギー源に露
出する工程が、酸素圧力が約０．０１ミリトルないし約
２０００ミリトルの反応室で行われる、請求項２６に記
載の方法。 - 【請求項３４】上記十分な時間が少なくとも１秒であ
る、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３５】上記高誘電率または強誘電体材料が、ペ
ロフスカイト型絶縁材料である、請求項２６に記載の方
法。 - 【請求項３６】上記高誘電率または強誘電体材料が、チ
タン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸鉛
ランタン（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺ
Ｔ）、チタン酸バリウムジルコニウム（ＢＺＴ）、チタ
ン酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、ニオブ酸スト
ロンチウムビスマス（ＳＢＮ）、およびチタン酸ビスマ
スからなるグループから選択された高誘電率材料であ
る、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３７】上記高誘電率または強誘電体材料が、金
属酸化物絶縁体、金属酸化物半導体、金属酸化物導体、
金属酸化物超伝導体、金属含有ケイ酸塩、酸化シリコ
ン、イプシロンが１０を超える高誘電率材料、および強
誘電体からなるグループから選択される、請求項２６に
記載の方法。 - 【請求項３８】上記形成された界面強化層が、上記第１
の貴金属材料の酸化物である、請求項２６に記載の方
法。 - 【請求項３９】上記形成された界面強化層の厚みが、約
０．４ｎｍないし約１０ｎｍである、請求項２６に記載
の方法。 - 【請求項４０】上記第１および第２の電極が、Ｐｔ、Ｉ
ｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、およびＲｈからな
るグループから選択された２層以上の貴金属から形成さ
れる、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項４１】前処理した半導体基板と、 前記基板上の第１の貴金属材料による第１の電極と、 上記第１の電極上面に形成した界面強化材料の層と、 上記接着促進層を挟んで、上記第１の電極上面に形成し
た高誘電率または強誘電体材料の層と、 上記高誘電率または強誘電体材料の層上面に形成した、
第２の貴金属材料による第２の電極とを備える、 半導体メモリ・エレメント。 - 【請求項４２】上記前処理した半導体基板が、上記第１
の電極と電気的に接続するためのシリコン接点を有す
る、請求項４１に記載の半導体メモリ・エレメント。 - 【請求項４３】白金基板と、 上記白金基板上面中に形成した酸化白金層とを備える、 光学的記憶媒体。
- 【請求項４４】上記酸化白金層が、上記基板上面をエネ
ルギー源に露出させることによりパターン形成される、
請求項４３に記載の光学的記憶媒体。 - 【請求項４５】貴金属基板を用意する工程と、 貴金属基板上面を、接着促進層が形成されるまでの時間
エネルギー源に露出させる工程と、 上記貴金属基板上面に接着促進層を挟んで材料を付着さ
せる工程とを含む、 貴金属基板上に材料を付着させる方法。 - 【請求項４６】上記エネルギー源が、高密度プラズマ、
マイクロ波プラズマ、高周波プラズマ、および酸素含有
イオン・ビームにより生成されるイオン衝突、またはこ
れらを組み合わせたものからなるグループから選択さ
れ、個別に制御される基板バイアスを印加し、または印
加しない酸素を含有するプラズマである、請求項４５に
記載の方法。 - 【請求項４７】上記材料が、スピン・オン・ガラス材料
またはフォトレジストである、請求項４５に記載の方
法。 - 【請求項４８】付着させる材料が、ＴｉＮ、ＴａＮ、お
よびＴａＳｉＮの導電性窒化物、酸化シリコンの誘電性
酸化物、窒化シリコン、および酸窒化シリコンの誘電性
窒化物、ならびに炭素含有誘電体からなるグループから
選択される、請求項４５に記載の方法。 - 【請求項４９】上面を有する貴金属基板と、 貴金属基板の上面に付着させた貴金属酸化物の層と、 貴金属酸化物の層を挟んで上記貴金属基板の上面に付着
させた酸素含有材料とを備える、 材料／貴金属基板積層品の構造。 - 【請求項５０】上記貴金属酸化物の層が、厚みが、約
０．４ｎｍないし約１０ｎｍの接着促進層である、請求
項４９に記載の構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US96460797A | 1997-11-05 | 1997-11-05 | |
| US08/964607 | 1997-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224936A true JPH11224936A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=25508764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10298381A Pending JPH11224936A (ja) | 1997-11-05 | 1998-10-20 | 貴金属酸化物の製法および貴金属酸化物から形成される構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11224936A (ja) |
| KR (1) | KR100303935B1 (ja) |
| SG (1) | SG72884A1 (ja) |
| TW (2) | TW442959B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003163333A (ja) * | 2001-09-22 | 2003-06-06 | Hynix Semiconductor Inc | キャパシタの製造方法 |
| JP2007242847A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Seiko Epson Corp | キャパシタおよびその製造方法 |
| JP2014212310A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-11-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100600283B1 (ko) * | 1999-12-14 | 2006-07-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 커패시터의 합금 전극 및 그의 형성 방법 |
| KR100687433B1 (ko) * | 2000-07-29 | 2007-02-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 캐패시터의 하부전극 형성 방법 |
| KR100735396B1 (ko) * | 2005-10-19 | 2007-07-04 | 삼성전기주식회사 | 박막 캐패시터, 박막 캐패시터 내장형 인쇄회로기판 및 그제조방법 |
| KR100878414B1 (ko) * | 2006-10-27 | 2009-01-13 | 삼성전기주식회사 | 캐패시터 내장형 인쇄회로기판 및 제조방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02101649A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-13 | Victor Co Of Japan Ltd | 光デイスク |
| JPH05343616A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Seiko Epson Corp | 誘電体素子及びその製造方法 |
| JPH08116032A (ja) * | 1994-08-01 | 1996-05-07 | Texas Instr Inc <Ti> | マイクロ電子構造体とその製造法 |
| JPH08153707A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH09153597A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-06-10 | Sharp Corp | 強誘電体薄膜素子の製造方法、強誘電体薄膜素子、及び強誘電体メモリ素子 |
| JPH09507342A (ja) * | 1994-10-04 | 1997-07-22 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 酸素障壁が設けられた下部電極を有する強誘電体メモリ素子を具えた半導体デバイス |
-
1998
- 1998-07-30 TW TW087112561A patent/TW442959B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-07-30 TW TW090101717A patent/TW483156B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-10-14 KR KR1019980042991A patent/KR100303935B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-10-20 JP JP10298381A patent/JPH11224936A/ja active Pending
- 1998-11-05 SG SG1998004543A patent/SG72884A1/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02101649A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-13 | Victor Co Of Japan Ltd | 光デイスク |
| JPH05343616A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Seiko Epson Corp | 誘電体素子及びその製造方法 |
| JPH08116032A (ja) * | 1994-08-01 | 1996-05-07 | Texas Instr Inc <Ti> | マイクロ電子構造体とその製造法 |
| JPH09507342A (ja) * | 1994-10-04 | 1997-07-22 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 酸素障壁が設けられた下部電極を有する強誘電体メモリ素子を具えた半導体デバイス |
| JPH08153707A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH09153597A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-06-10 | Sharp Corp | 強誘電体薄膜素子の製造方法、強誘電体薄膜素子、及び強誘電体メモリ素子 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003163333A (ja) * | 2001-09-22 | 2003-06-06 | Hynix Semiconductor Inc | キャパシタの製造方法 |
| JP2007242847A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Seiko Epson Corp | キャパシタおよびその製造方法 |
| JP2014212310A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-11-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW483156B (en) | 2002-04-11 |
| KR19990044856A (ko) | 1999-06-25 |
| KR100303935B1 (ko) | 2002-04-17 |
| SG72884A1 (en) | 2000-05-23 |
| TW442959B (en) | 2001-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100314489B1 (ko) | 강유전체 커패시터의 간단한 제조방법 | |
| JP4825247B2 (ja) | 半導体集積回路構造を形成する方法 | |
| JP3056973B2 (ja) | 高誘電率材料を使用する記憶キャパシタの製造方法 | |
| KR100386539B1 (ko) | 산화된 내열 금속 동반 장벽을 갖는 복합체 이리듐 장벽구조 및 그의 제조방법 | |
| US6454914B1 (en) | Ferroelectric capacitor and a method for manufacturing thereof | |
| JP3188179B2 (ja) | 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 | |
| JPH04221848A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH1056144A (ja) | 強誘電体キャパシターを具備する半導体メモリ装置及びその製造方法 | |
| KR100436058B1 (ko) | 강유전체 캐패시터 형성 방법 | |
| JPH08279599A (ja) | 強誘電性キャパシタの製造方法 | |
| JP2000091539A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2002509647A (ja) | チタン酸バリウムストロンチウムの薄膜を製造する方法 | |
| JPH11224936A (ja) | 貴金属酸化物の製法および貴金属酸化物から形成される構造 | |
| US5932907A (en) | Method, materials, and structures for noble metal electrode contacts to silicon | |
| JPH08335676A (ja) | 複合酸化物の結晶性薄膜の製造方法 | |
| JP2002076296A (ja) | マイクロエレクトロニクス構成部材の製造方法及びマイクロエレクトロニクス構成部材 | |
| CN1221805A (zh) | 形成贵金属氧化物的方法及其形成的结构 | |
| US6605538B2 (en) | Methods for forming ferroelectric capacitors | |
| JP2000503725A (ja) | 誘電率εの高い誘電体層または強誘電体層の製造方法 | |
| JP5059290B2 (ja) | 薄膜キャパシタ装置の電極および薄膜キャパシタ装置の電極形成方法 | |
| US6238932B1 (en) | Method for fabricating reliable multilayer bottom electrode for ferroelectric capacitors | |
| JP3014014B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2783147B2 (ja) | 金属配線及びこれを用いた容量構造およびそれらの製造方法 | |
| JP2001501374A (ja) | 貴金属からなる層を有する半導体装置及びその製造方法 | |
| KR100293716B1 (ko) | 반도체 장치의 커패시터 형성 방법_ |