JPH11297946A - 強誘電体メモリの製造方法 - Google Patents

強誘電体メモリの製造方法

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JPH11297946A
JPH11297946A JP10105014A JP10501498A JPH11297946A JP H11297946 A JPH11297946 A JP H11297946A JP 10105014 A JP10105014 A JP 10105014A JP 10501498 A JP10501498 A JP 10501498A JP H11297946 A JPH11297946 A JP H11297946A
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JP
Japan
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film
ferroelectric
upper electrode
lower electrode
precursor film
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JP10105014A
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Yuichi Nakao
雄一 中尾
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 シリコン基板上に形成された第1絶縁膜12
の上面に下部電極膜14a,前駆体膜16aおよび上部
電極膜18aを積層し、上部電極膜18aをドライエッ
チングして上部電極18を形成した後、前駆体膜16a
を加熱処理してペロブスカイト結晶化する。その後、前
駆体膜16aおよび下部電極膜14aをドライエッチン
グして強誘電体および下部電極を形成し、強誘電体を加
熱処理して再度ペロブスカイト結晶化する。 【効果】 ペロブスカイト結晶化された前駆体膜16a
がエッチング工程においてプラズマ雰囲気中にさらされ
る時間を短縮でき、強誘電特性が劣化するのを防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は強誘電体メモリの製造
方法に関し、特にたとえば金属を含む前駆体膜を加熱処
理によりペロブスカイト結晶化して複合酸化物強誘電体
を得るようにした、強誘電体メモリの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の強誘電体メモリの製造方
法では、まず、図7(A)に示すように、図示しないシ
リコン基板上に形成されたシリコン酸化膜(SiO2
1の表面に白金(Pt)からなる下部電極膜2aをスパ
ッタリング法によって形成し、その上にPLZT(チタ
ン酸ジルコン酸ランタン鉛)前駆体膜3aをゾルゲル法
によって積層する。そして、図7(B)に示すように、
この構造体をRTA(Rapid Thermal Annealing) 装置に
入れて、前駆体膜3aを酸素雰囲気中において730℃
で1分間加熱処理してぺロブスカイト結晶化する。続い
て、図7(C)に示すように、ぺロブスカイト結晶化し
た前駆体膜3a上に白金(Pt)からなる上部電極膜4
aをスパッタリング法によって形成する。そして、図7
(D)に示すように、上部電極膜4a,前駆体膜3aお
よび下部電極膜2aを異方性のドライエッチングである
プラズマエッチング法またはRIE(反応性イオンエッ
チング)法によって順次エッチングして、上部電極4,
強誘電体3および下部電極2を形成する。その後、図7
(E)に示すように、強誘電体3を酸素雰囲気中におい
て550℃で60分間加熱処理(回復アニール)してエ
ッチングダメージを回復する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、前駆体
膜3aをペロブスカイト結晶化した後に、上部電極膜4
aを形成し、上部電極膜4a,前駆体膜3aおよび下部
電極膜2aを順次エッチングしていたので、ペロブスカ
イト結晶化した前駆体膜3aがエッチング時のプラズマ
雰囲気中に長時間さらされることになる。そのため、回
復アニールによってもプラズマの影響によるエッチング
ダメージを十分に回復することができず、強誘電体3の
スイッチング電荷量が小さくなる、ヒステリシスの対称
性が悪くなる等の問題を生じる恐れがあった。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、強
誘電体特性の劣化を防止できる、強誘電体メモリの製造
方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板上に下
部電極,強誘電体および上部電極を形成する、強誘電体
メモリの製造方法において、基板上に下部電極を構成す
る下部電極膜を形成し、下部電極膜上に強誘電体を構成
する金属を含む前駆体膜を形成し、前駆体膜上に上部電
極を構成する上部電極膜を形成し、少なくとも上部電極
膜をドライエッチングして上部電極を形成した後に、前
駆体膜を加熱処理してぺロブスカイト結晶化することを
特徴とする、強誘電体メモリの製造方法である。
【0006】
【作用】基板上に下部電極膜,前駆体膜および上部電極
膜を順次積層し、少なくとも上部電極膜をドライエッチ
ングした後に、前駆体膜を加熱処理してペロブスカイト
結晶化する。したがって、上部電極膜をエッチングする
のに要する時間だけペロブスカイト結晶化された前駆体
膜がプラズマ雰囲気中にさらされる時間が短縮される。
前駆体膜は下部電極膜および上部電極膜の配向性に従っ
て上下両面から結晶成長する。
【0007】
【発明の効果】この発明によれば、結晶化された前駆体
膜がプラズマ雰囲気中にさらされる時間を短縮でき、ま
た、前駆体膜を上下両面から安定して結晶成長させるこ
とができる。したがって、エッチングダメージによる強
誘電体特性の劣化を防止できるとともに、より安定した
ペロブスカイト結晶を得ることができる。
【0008】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0009】
【実施例】この発明の一実施例の製造方法を図1および
図2に示し、この製造方法が適用される強誘電体メモリ
10を図3に示す。強誘電体メモリ10(図3)は、図
示しないシリコン基板上に形成された第1絶縁膜12を
含み、第1絶縁膜12の上面には、下部電極14,強誘
電体16および上部電極18が形成されており、さら
に、これらを覆うようにして第2絶縁膜20が形成され
ている。
【0010】強誘電体メモリ10を製造する際には、ま
ず、図示しないシリコン(Si)基板を準備し、これを
950℃程度の酸素雰囲気中に置くことによって、シリ
コン酸化膜(SiO2 )からなる第1絶縁膜12を形成
する。続いて、図1(A)に示すように、第1絶縁膜1
2の上面に酸化イリジウム(IrO2 )とイリジウム
(Ir)との2層構造を有する下部電極膜(Ir/Ir
2 )14aをスパッタリング法によって積層し、その
上にPLZT(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛)前駆体
膜16aをゾルゲル法によって形成する。すなわち、成
分元素を含む複合金属アルコキシド溶液を加水分解・重
縮合させてPLZT前駆体溶液を作成し、これを下部電
極膜14aの表面にスピン塗布法によって塗布して前駆
体膜16aとする。そして、この構造体をアニール炉に
入れて、前駆体膜16aの結晶化温度よりも低い450
℃で1時間の仮焼成を行い、前駆体膜16aに含まれる
有機物を熱分解して除去する。
【0011】続いて、図1(B)に示すように、前駆体
膜16aの上面に、酸化イリジウム(IrO2 )とイリ
ジウム(Ir)との2層構造を有する上部電極膜(Ir
/IrO2 )18aをスパッタリング法によって積層す
る。そして、図1(C)に示すように、上部電極膜18
aをパターン形成したレジストでマスクし、異方性のド
ライエッチングであるプラズマエッチング法またはRI
E(反応性イオンエッチング)法によってエッチングし
て上部電極18を形成し、図1(D)に示すように、こ
の構造体をRTA(Rapid Thermal Annealing) 装置に入
れて、前駆体膜16aを酸素雰囲気中において730℃
で1分間加熱処理してペロブスカイト結晶化する。
【0012】そして、図2(E)に示すように、前駆体
膜16aおよび下部電極膜14aを順次エッチング(プ
ラズマエッチング法またはRIE法)して強誘電体16
および下部電極14を形成する。なお、このエッチング
工程では、前駆体膜16aおよび下部電極膜14aをエ
ッチングガスの種類等の条件が異なる二工程で個別にエ
ッチングしてもよいし、一工程で同時にエッチングして
もよい。そして、図2(F)に示すように、この構造体
をRTA装置に入れて、強誘電体16を酸素雰囲気中に
おいて700℃で1分間加熱処理してさらにペロブスカ
イト結晶化し、ペロブスカイト構造を完全なものにす
る。その後、図示しないコンタクト工程に移行し、第1
絶縁膜12上に下部電極14,強誘電体16および上部
電極18を覆うようにして燐含有シリカガラス(PS
G)またはボロン・燐含有シリカガラス(BPSG)等
からなる第2絶縁膜20(図3)をCVD法によって形
成する。
【0013】この実施例によれば、上部電極18を構成
する上部電極膜18aをエッチングした後に、前駆体膜
16aを加熱処理してペロブスカイト結晶化しているの
で、上部電極膜18aをエッチングするのに要する時間
だけペロブスカイト結晶化された前駆体膜16aがエッ
チング工程におけるプラズマ雰囲気中にさらされる時間
を短縮できる。したがって、エッチングダメージによっ
て強誘電体16の特性が劣化するのを防止できる。ま
た、下部電極膜14aと上部電極膜18aとによって前
駆体膜16aを挟んだ状態でこれを加熱処理しているの
で、下部電極膜14aおよび上部電極膜18aの配向性
に従って上下両面から安定して結晶成長させることがで
きる。したがって、強誘電体16のスイッチング電荷量
が小さくなったり、ヒステリシスの対称性が悪くなった
りするのを防止でき、安定した強誘電特性を得ることが
できる。図4は、強誘電体メモリ10のスイッチング回
数とスイッチング電荷量との関係を調べる実験の結果を
示すグラフであり、このグラフから、スイッチング回数
が多くなっても安定したスイッチング電荷量を得られる
ことがわかる。
【0014】なお、上述の実施例では、上部電極膜18
aをエッチングした後、前駆体膜16aおよび下部電極
膜14aをエッチングする前に前駆体膜16aを結晶化
しているが、たとえば図5(A)〜(D)に示す他の実
施例のように、上部電極膜18aおよび前駆体膜16a
をエッチング(A)した後に前駆体膜16aをペロブス
カイト結晶化して強誘電体16を形成(B)し、下部電
極膜14aをエッチング(C)した後にさらに強誘電体
16をペロブスカイト結晶化(D)するようにしてもよ
い。また、図6(A)および(B)に示すように、上部
電極膜18a,前駆体膜16aおよび下部電極膜14a
を全てエッチング(A)した後に前駆体膜16aをペロ
ブスカイト結晶化して強誘電体16を形成(B)するよ
うにしてもよい。この場合のエッチング工程(A)で
は、上部電極膜18a,前駆体膜16aおよび下部電極
膜14aを個別にエッチングしてもよいし、いずれか2
つ以上を同時にエッチングしてもよい。
【0015】また、強誘電体16としては、チタン酸ジ
ルコン酸鉛(PZT),チタン酸ストロンチウム(Sr
TiO3 ),チタン酸バリウムストロンチウム(BS
T)等のようなペロブスカイト構造を有する他の複合酸
化物が用いられてもよく、下部電極14および上部電極
18としては、チタン(Ti)膜の上に白金(Pt)膜
を積層した二層構造(Pt/Ti)のものや、白金(P
t)膜のみのものが用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図3】図1および図2の実施例で製造される強誘電体
メモリを示す図解図である。
【図4】スイッチング回数とスイッチング電荷量との関
係を示すグラフである。
【図5】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図6】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図7】従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …強誘電体メモリ 12 …第1絶縁膜 14 …下部電極 16 …強誘電体 18 …上部電極 20 …第2絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/792

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に下部電極,強誘電体および上部電
    極を形成する、強誘電体メモリの製造方法において、 前記基板上に前記下部電極を構成する下部電極膜を形成
    し、前記下部電極膜上に前記強誘電体を構成する金属を
    含む前駆体膜を形成し、前記前駆体膜上に前記上部電極
    を構成する上部電極膜を形成し、少なくとも前記上部電
    極膜をドライエッチングして前記上部電極を形成した後
    に、前記前駆体膜を加熱処理してぺロブスカイト結晶化
    することを特徴とする、強誘電体メモリの製造方法。
  2. 【請求項2】前記上部電極膜をエッチングして前記上部
    電極を形成し、 前記前駆体膜をぺロブスカイト結晶化し、 前記前駆体膜をエッチングして前記強誘電体を形成し、 前記下部電極膜をエッチングして前記下部電極を形成
    し、 前記強誘電体をさらに加熱処理する、請求項1記載の強
    誘電体メモリの製造方法。
  3. 【請求項3】前記上部電極膜をエッチングして前記上部
    電極を形成し、 前記前駆体膜をエッチングし、 前記前駆体膜をぺロブスカイト結晶化して前記強誘電体
    を形成し、 前記下部電極膜をエッチングして前記下部電極を形成
    し、 前記強誘電体をさらに加熱処理する、請求項1記載の強
    誘電体メモリの製造方法。
  4. 【請求項4】前記上部電極膜をエッチングして前記上部
    電極を形成し、 前記前駆体膜をエッチングし、 前記下部電極膜をエッチングして前記下部電極を形成
    し、 前記前駆体膜をぺロブスカイト結晶化して前記強誘電体
    を形成する、請求項1記載の強誘電体メモリの製造方
    法。
  5. 【請求項5】前記前駆体膜および前記下部電極膜を一工
    程でエッチングするようにした、請求項2または4記載
    の強誘電体メモリの製造方法。
JP10105014A 1998-04-15 1998-04-15 強誘電体メモリの製造方法 Pending JPH11297946A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146749A (ja) * 2002-08-30 2004-05-20 Tokyo Inst Of Technol 電子デバイス及びその製造方法
US7157348B2 (en) 2002-03-15 2007-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating capacitor device
JP2008053395A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Seiko Epson Corp 積層膜の製造方法及びアクチュエータ装置の製造方法並びに液体噴射ヘッドの製造方法、アクチュエータ装置
JP2009290027A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Rohm Co Ltd 半導体装置およびその製造方法、および光変調装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157348B2 (en) 2002-03-15 2007-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating capacitor device
JP2004146749A (ja) * 2002-08-30 2004-05-20 Tokyo Inst Of Technol 電子デバイス及びその製造方法
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