JPH1153935A - Lsro thin film and its production - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬａＳｒＲｕＯ3
（ＬＳＲＯ）薄膜およびその製造方法に関する。本発明
は、特に、ＦＲＡＭ電極として有用な、ＬａＲｕＯ
3 （ＬＲＯ）およびＳｒＲｕＯ3 （ＳＲＯ）を含むＬＳ
ＲＯ薄膜およびその製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a LaSrRuO 3
(LSRO) thin film and manufacturing method thereof. The present invention is particularly directed to LaRuO, useful as FRAM electrodes.
LS containing 3 (LRO) and SrRuO 3 (SRO)
The present invention relates to an RO thin film and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｐｔは、高温において安定であり、か
つ、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＺＴ）に類似の格子構
造を有することから、ＰＺＴ ＦＲＡＭ用の電極として
多く用いられている。しかしながら、ＰｔはＳｉ基板上
の拡散隔膜として用いられるＳｉＯ2 層に対する接着性
が十分ではなく、従ってＴｉおよびＴｉＯｘをＰｔ電極
とＳｉＯ2 ／Ｓｉウェーハとの間の接着層として用いる
ことが多い。2. Description of the Related Art Pt is widely used as an electrode for PZT FRAM because it is stable at high temperatures and has a lattice structure similar to Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT). However, Pt does not have sufficient adhesion to a SiO 2 layer used as a diffusion barrier on a Si substrate, and thus Ti and TiOx are often used as an adhesion layer between a Pt electrode and a SiO 2 / Si wafer.
【０００３】ＬＳＲＯは導電性の酸化物である。本発明
者の知る限りにおいて、ＬＳＲＯおよびＬＲＯ薄膜の製
造に関しては、文献において知られていない。ＬＳＲＯ
セラミックは、Ｌａ2 Ｏ3 ，ＳｒＲｕＯ3 ，Ｒｕおよび
ＲｕＯ2 粉末を化学量論的量で混合し、閉じたアンプル
中で１３００℃で４８時間以上の間反応させることによ
り製造されている。エピタキシャル成長ＳＲＯ膜は、高
温スパッタ法により製造されている。[0003] LSRO is a conductive oxide. To the inventor's knowledge, the production of LSRO and LRO thin films is not known in the literature. LSRO
Ceramics are manufactured by mixing La 2 O 3 , SrRuO 3 , Ru and RuO 2 powders in stoichiometric amounts and reacting in a closed ampoule at 1300 ° C. for 48 hours or more. The epitaxially grown SRO film is manufactured by a high-temperature sputtering method.
【０００４】ＳＲＯ膜は強誘電性ＰＺＴ膜を製造するた
めの電極として用いられており、かかるＳＲＯ膜はスパ
ッタ法により製造され、ＰＺＴ膜はＭＯＣＶＤにより製
造される。これらの膜はＳｒＴｉＯ3 基板上で製造され
る。ペロブスカイト構造を有する酸化物電極膜は、強誘
電性ペロブスカイト材料を成長させるためのテンプレー
トを形成するので、現在注目されている。また、酸化物
電極／誘電体界面は、ＰＺＴとともに用いられるＰｔ電
極とは異なり、疲労を示さない。An SRO film is used as an electrode for producing a ferroelectric PZT film. Such an SRO film is produced by a sputtering method, and a PZT film is produced by MOCVD. These films are manufactured on a SrTiO 3 substrate. An oxide electrode film having a perovskite structure has attracted attention at present because it forms a template for growing a ferroelectric perovskite material. Also, the oxide electrode / dielectric interface does not exhibit fatigue, unlike Pt electrodes used with PZT.
【０００５】一般式ＡＢＯ3 （ここで、ＡおよびＢは異
なるカチオンである）で示されるペロブスカイト膜は、
典型的には、ペロブスカイト構造の結晶を生成させるた
めには、６００℃より高い堆積もしくはアニール温度を
必要とする。Ｓｉウェーハ上に形成される装置では、こ
の長時間の高温処理は、下地の装置を劣化させ、相互拡
散の問題を生じさせる。ＳＲＯ膜堆積についての文献に
おいては、オフアクシススパッタ法、プラナースパッタ
法およびパルスレーザー堆積法が用いられているけれど
も、これらは６００℃より高い温度で行われている。現
在では、多結晶ペロブスカイト材料が必要とされ、また
高温であるが、現場堆積よりも短時間で行う方法が求め
られている。今日まで、ＳｒＴｉＯ3 基板上に堆積され
たエピタキシャル成長ＰＺＴ／ＳＲＯ膜は優れた強誘電
性特性を示すけれども、ＳｒＴｉＯ3 基板は高価に過
ぎ、Ｓｉを用いたＵＬＳＩ装置に用いるには適当ではな
い。[0005] Perovskite membranes of the general formula ABO 3 (where A and B are different cations)
Typically, generating a perovskite crystal requires a deposition or annealing temperature greater than 600 ° C. In a device formed on a Si wafer, this prolonged high-temperature treatment deteriorates the underlying device and causes a problem of interdiffusion. In the literature on SRO film deposition, off-axis sputtering, planar sputtering and pulsed laser deposition have been used, but these have been performed at temperatures above 600 ° C. At present, a polycrystalline perovskite material is required, and a method of performing the deposition at a high temperature in a shorter time than in-situ deposition is required. To date, although epitaxially grown PZT / SRO films deposited on SrTiO 3 substrates exhibit excellent ferroelectric properties, SrTiO 3 substrates are too expensive and not suitable for use in Si based ULSI devices.
【０００６】スパッタ法は、ターゲットにＡｒイオンを
照射する物理的方法である。Ａｒイオンはターゲットの
表面から原子を飛散させる。多カチオン酸化物ターゲッ
トのスパッタにより得られる膜は、しばしば、非化学量
論的膜を形成する。これは異なる元素はそれらの質量お
よびターゲットにおける化学環境にもとづく異なるスパ
ッタ速度を有するからである。従って、化学量論的酸化
物ターゲットからの多カチオン化学量論的酸化物膜の生
成には、高価なプロセス最適化、元素のスパッタ速度の
差を補償するためのターゲットのドーピング、または多
陰極スパッタ法のいずれかを必要とする。[0006] The sputtering method is a physical method of irradiating a target with Ar ions. Ar ions scatter atoms from the surface of the target. Films obtained by sputtering a polycationic oxide target often form non-stoichiometric films. This is because different elements have different sputter rates based on their mass and the chemical environment at the target. Thus, the production of polycationic stoichiometric oxide films from stoichiometric oxide targets requires expensive process optimization, target doping to compensate for differences in elemental sputtering rates, or multi-cathode sputtering. Need any of the law.
【０００７】現在の商業的なスパッタシステムにおいて
は、ＦＲＡＭ電極は、典型的には、２つの異なるチャン
バ中でのスパッタにより得られる２００nm厚のＰｔ膜と
２０nm厚のＴｉ膜からなる。これはＰＺＴ ＦＲＡＭと
ともに用いることのできるＰｔ／Ｔｉ電極を生成するけ
れども、この電極技術は、繰り返しのスイッチングの際
のＰｔとＰＺＴとの間の界面の劣化、界面の歪、ＰＺＴ
の二次寄生相およびＰｔ中へのＴｉの相互拡散のため
に、高密度の次世代装置には十分ではない。In current commercial sputtering systems, FRAM electrodes typically consist of a 200 nm thick Pt film and a 20 nm thick Ti film obtained by sputtering in two different chambers. Although this produces a Pt / Ti electrode that can be used with the PZT FRAM, this electrode technology provides for the degradation of the interface between Pt and PZT during repeated switching, interface distortion, PZT
Is not sufficient for high-density next-generation devices because of the secondary parasitic phase of Ti and interdiffusion of Ti into Pt.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】解決すべき課題の第１
は、スパッタ法により化学量論的ペロブスカイト酸化物
膜を製造することである。これは、化学量論的膜を生成
するようにターゲットのカチオン組成を最適化するか、
または少なくとも２つの異なるターゲットからの異なる
カチオンの多陰極スパッタを用いることにより達成する
ことができる。最終的な問題は、ＳｉＯ2 ／Ｓｉウェー
ハの電極付着である。The first problem to be solved is as follows.
Is to produce a stoichiometric perovskite oxide film by a sputtering method. This can either optimize the cation composition of the target to produce a stoichiometric film, or
Or it can be achieved by using multi-cathode sputtering of different cations from at least two different targets. The final problem is the electrode deposition of SiO 2 / Si wafers.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、従って、Ｓｉ
基板上に形成されたペロブスカイト結晶構造のＬａXＳ
ｒ1-X ＲｕＯ3 （ここで、Ｘは１≦Ｘ≦０である）薄膜
からなる電極薄膜を提供する。本発明は、また、Ｌａお
よびＲｕ含有ターゲットをスパッタすることを含むＬａ
ＲｕＯ3 膜の製造方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention therefore provides a
La X S with perovskite crystal structure formed on substrate
An electrode thin film comprising a thin film of r 1-X RuO 3 (where X is 1 ≦ X ≦ 0) is provided. The present invention also includes a method of sputtering a La and Ru containing target.
Provided is a method for manufacturing a RuO 3 film.
【００１０】本発明は、また、ＳｒＲｕＯ3 およびＬａ
含有ターゲットをスパッタすることを含む、ＬａX Ｓｒ
1-X ＲｕＯ3 （ここで、Ｘは１≦Ｘ≦０である）のペロ
ブスカイト膜の製造方法を提供する。本発明は、さら
に、過剰のＳｒを含むＳｒＲｕＯ3 ターゲットをスパッ
タすることを含む、化学量論的ＳｒＲｕＯ3 膜の製造方
法を提供する。The present invention also relates to SrRuO 3 and La
La X Sr, including sputtering the containing target
Provided is a method for producing a perovskite film of 1-X RuO 3 (where X is 1 ≦ X ≦ 0). The present invention further provides a method for producing a stoichiometric SrRuO 3 film, comprising sputtering an SrRuO 3 target containing excess Sr.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】化学量論的ペロブスカイト膜はタ
ーゲットのカチオン比を優先的なカチオンターゲットス
パッタ速度を補償するように調整することにより生成す
ることができる。ここでは、過剰のＳｒをＳＲＯターゲ
ットに添加して単一のターゲットから化学量論的ＳＲＯ
膜を生成させ、次いで急速熱アニーリング（ＲＴＡ）を
実施して膜を結晶化させることを提案する。以前には、
膜を結晶化温度より高温で短時間加熱することにより、
ＲＴＡにより非晶質膜を多結晶膜に変換できることが示
された。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Stoichiometric perovskite films can be produced by adjusting the cation ratio of the target to compensate for the preferential cation target sputtering rate. Here, excess Sr is added to the SRO target to produce a stoichiometric SRO from a single target.
It is proposed to produce a film and then perform rapid thermal annealing (RTA) to crystallize the film. Previously,
By heating the film for a short time above the crystallization temperature,
It was shown that an amorphous film could be converted to a polycrystalline film by RTA.
【００１２】ＳＲＯおよびＬａを含有するターゲットを
スパッタすることによりＬＳＲＯ膜を得ることができ、
堆積された膜は薄いＳＲＯおよびＬａＯｙからなり、こ
れらはターゲットから飛散し、次いで、高温のＯ2 中で
基板上で反応して、ペロブスカイトＬＳＲＯを生成す
る。膜組成はターゲット電力を変えることによりコント
ロールされる。この方法は、Ｓｒ，ＬａおよびＲｕを含
むターゲットからスパッタし、引続いてＲＴＡを行うこ
とにより、ＳＲＯ，ＬＲＯおよびＬＲＳＯ膜の製造にも
用いることができる。An LSRO film can be obtained by sputtering a target containing SRO and La,
Deposited film a thin SRO and LaOy, scattered from the target, then react on the substrate in a high temperature O 2, to produce a perovskite LSRO. The film composition is controlled by changing the target power. This method can be used for the production of SRO, LRO and LRSO films by sputtering from a target containing Sr, La and Ru and subsequently performing RTA.
【００１３】ＦＲＡＭにおけるＳｉＯ2 上の電極として
ＬＳＲＯ膜を用いることにより、２００nm厚のＰｔ膜を
排除しもしくは薄くすることができ、高価なＰｔの節減
により製造コストを下げることができる。ＬＳＲＯは、
また、Ｔｉの代りに接着層として用いることもできる。
ＳＲＯとＰＺＴの多結晶膜は、いっしょに結合された場
合に、現状技術を用いて強誘電体メモリを生成すること
ができる。ＰＺＴの多結晶膜は、スパッタにより、また
はゾル−ゲル堆積により、引き続いてＳｉ基板上で後ア
ニーリングにより、極めて容易に製造することができ
る。次いで、上部電極を蒸着してＦＲＡＭセルを完成さ
せる。By using the LSRO film as the electrode on SiO 2 in the FRAM, the Pt film having a thickness of 200 nm can be eliminated or thinned, and the production cost can be reduced by saving expensive Pt. LSRO is
Further, it can be used as an adhesive layer instead of Ti.
The SRO and PZT polycrystalline films, when bonded together, can create ferroelectric memories using state of the art techniques. PZT polycrystalline films can be produced very easily by sputtering or by sol-gel deposition, followed by post-annealing on Si substrates. Next, an upper electrode is deposited to complete the FRAM cell.
【００１４】[0014]
【実施例】図１に示す装置において、スパッタチャンバ
を排気して圧力を１０-6torrとする。スパッタガスをチ
ャンバに導入し、圧力を堆積条件に調整する。ターゲッ
トを６０分間予備スパッタする。次に、シャッターを開
き、堆積を所望の膜厚と条件に応じて１分〜５時間続け
る。このようにして、膜がＳｉ基板上に堆積された。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the apparatus shown in FIG. 1, the sputtering chamber is evacuated to a pressure of 10 -6 torr. A sputtering gas is introduced into the chamber and the pressure is adjusted to the deposition conditions. Pre-sputter the target for 60 minutes. Next, the shutter is opened and deposition is continued for 1 minute to 5 hours depending on the desired film thickness and conditions. Thus, a film was deposited on the Si substrate.
【００１５】膜の結晶構造および化学組成を特定するた
めに、Ｘ線回析（ＸＲＤ）および誘導結合プラズマ原子
放出分光学（ＩＣＰ）を含む種々の分析技法を用いた。
抵抗計および４点プローブを用いてＬＳＲＯ膜の電気的
特性を測定した。Ｒａｄｉａｎｔ ＲＴ６０００ＨＶＳ
テスターを用いて強誘電特性を測定した。 実施例１ 堆積結果を表１に示す。ＳＲＯターゲットのスパッタに
より、Ｓｒ欠乏の膜を得た。ＳｒおよびＳＲＯ同時スパ
ッタにより非晶質膜を得た。これをＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板
またはＰｔコートＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板上で６５０℃でア
ニールして、１．０＜Ｓｒ／Ｒｕ＜１．１の原子比を有
する多結晶ペロブスカイト膜を製造することができる。
低温で堆積され、Ｐｔ上でアニールされたＳＲＯ膜は斜
方晶ペロブスカイト（１２１）ピークに対応する最大Ｘ
ＲＤ強度ピークを示すが、５００℃またはそれ以上で堆
積されたＳＲＯ膜は表１および図２の結果にみられるよ
うに、好ましい（０４０）配向を示す。図３に示す如き
ペロブスカイトＳＲＯ膜をＳｉＯ2 ／Ｓｉ上に堆積し
た。３００℃で堆積し、６５０℃でアニールした膜は斜
方晶ＳＲＯ粉末と同じ配向（１２１）を示す。ＳｉＯ2
／Ｓｉ上に堆積したＳＲＯ膜の抵抗は４００〜８００μ
Ωcmであったが、Ｐｔ上に堆積した膜は４０〜８０μΩ
cmの全抵抗を示した。Various analytical techniques were used to determine the crystal structure and chemical composition of the film, including X-ray diffraction (XRD) and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP).
The electrical characteristics of the LSRO film were measured using a resistance meter and a four-point probe. Radiant RT6000HVS
Ferroelectric characteristics were measured using a tester. Example 1 The deposition results are shown in Table 1. An Sr-deficient film was obtained by sputtering the SRO target. An amorphous film was obtained by simultaneous sputtering of Sr and SRO. This is annealed at 650 ° C. on a SiO 2 / Si substrate or a Pt-coated SiO 2 / Si substrate to produce a polycrystalline perovskite film having an atomic ratio of 1.0 <Sr / Ru <1.1. .
The SRO film deposited at low temperature and annealed on Pt has a maximum X corresponding to the orthorhombic perovskite (121) peak.
Although showing RD intensity peaks, SRO films deposited at 500 ° C. or higher show a preferred (040) orientation, as can be seen from the results in Table 1 and FIG. A perovskite SRO film as shown in FIG. 3 was deposited on SiO 2 / Si. The film deposited at 300 ° C. and annealed at 650 ° C. shows the same orientation (121) as the orthorhombic SRO powder. SiO 2
/ The resistance of the SRO film deposited on Si is 400-800μ
Ωcm, but the film deposited on Pt was 40-80 μΩ
A total resistance of cm was indicated.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 1]
【００１７】堆積条件：１０％Ｏ2 ，１．３Ｐａ、平均
膜厚１５０nm。 ｈｋ１：基板結晶配向、多結晶：ペロブスカイト多結晶
ランダム配向。 なお、図２において、ａ）はＳｒ＋ＳＲＯターゲットか
らスパッタされたＲＴＡ膜、ｂ）はＳＲＯターゲットの
みからスパッタされたＲＴＡ膜、そしてｃ）はＳｒ＋Ｓ
ＲＯターゲットから５００℃でスパッタされた膜を示
す。Deposition conditions: 10% O 2 , 1.3 Pa, average film thickness 150 nm. hk1: substrate crystal orientation, polycrystal: perovskite polycrystal random orientation. In FIG. 2, a) is an RTA film sputtered from the Sr + SRO target, b) is an RTA film sputtered from the SRO target only, and c) is Sr + S
5 shows a film sputtered at 500 ° C. from an RO target.
【００１８】また、図３において、ａ）は５００℃で堆
積した膜、そしてｂ）は３００℃で堆積し、６５０℃で
ＲＴＡアニールした膜を示す。 実施例２ ＬａおよびＲｕＯ2 ターゲットを同時スパッタし、スパ
ッタの間ターゲット上で基板を回転させて、ＬＲＯ膜を
得た。ターゲット電力を表２に示すように変えることに
よりＬａ／Ｒｕ比をコントロールした。In FIG. 3, a) shows a film deposited at 500 ° C., and b) shows a film deposited at 300 ° C. and annealed at 650 ° C. by RTA. Example 2 La and RuO 2 targets were sputtered simultaneously, and the substrate was rotated on the target during sputtering to obtain an LRO film. The La / Ru ratio was controlled by changing the target power as shown in Table 2.
【００１９】[0019]
【表２】 [Table 2]
【００２０】 堆積条件：１０％Ｏ2 ，１．３Ｐａ。 多結晶：ペロブスカイト多結晶ランダム配向。 実施例３ 上記したように、化学量論的ＳＲＯターゲットのスパッ
タにより、Ｓｒ欠乏のＳＲＯ膜が得られる。この膜にＳ
ｒを添加する代りに、ＳＲＯターゲットとともにＬａタ
ーゲットを同時スパッタすることにより、ＳｒをＬａに
代えることもできる。このＬＳＲＯ材料もＳＲＯよりも
わずかに大きいペロブスカイト格子とわずかに高い抵抗
を有しているけれども、ＦＲＡＭには十分なものであ
る。結果を表３に示す。低温で堆積し、ＳｉＯ2 ／Ｓｉ
基板上またはＰｔコートＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板上で６５０
℃でアニールして、１．０＜（Ｌａ＋Ｓｉ）／Ｒｕ＜
１．２の原子比を有する多結晶ペロブスカイトＬＳＲＯ
膜を得ることができる。ＳｉＯ 2 上に堆積したＬＳＲＯ
膜の抵抗は５００〜９００μΩcmであったが、Ｐｔ上に
堆積した膜は５０〜９０μΩcmの全抵抗を有していた。Deposition conditions: 10% OTwo, 1.3 Pa. Polycrystalline: perovskite polycrystalline random orientation. Example 3 As described above, the stoichiometric SRO target
As a result, a Sr-deficient SRO film is obtained. This film has S
Instead of adding r, La
Sr to La by simultaneous sputtering of target
It can be replaced. This LSRO material is also better than SRO
Slightly larger perovskite lattice and slightly higher resistance
But not enough for FRAM.
You. Table 3 shows the results. Deposited at low temperature, SiOTwo/ Si
On substrate or Pt coated SiOTwo/ 650 on Si substrate
C., annealing at 1.0 <(La + Si) / Ru <
Polycrystalline perovskite LSRO having an atomic ratio of 1.2
A membrane can be obtained. SiO TwoLSRO deposited on top
The resistance of the film was 500-900 μΩcm,
The deposited film had a total resistance of 50-90 μΩcm.
【００２１】[0021]
【表３】 [Table 3]
【００２２】 堆積条件：１．３Ｐａ。 多結晶：ペロブスカイト多結晶ランダム配向。 実施例４ ＳｒリッチのＳＲＯターゲットからＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板
上にスパッタして、化学量論的ＳｒＲｕＯ3 膜を得た。
堆積後の膜は表４に示すように化学量論的なものであっ
た。これらの結果は、単一のターゲットから化学量論的
ＳＲＯ膜を製造することができるけれども、ターゲット
は、ＳｒおよびＲｕのスパッタ速度の差を補償するため
に過剰のＳｒを含んでいなければならないということを
示している。Deposition conditions: 1.3 Pa. Polycrystalline: perovskite polycrystalline random orientation. Example 4 A stoichiometric SrRuO 3 film was obtained by sputtering from a Sr-rich SRO target on a SiO 2 / Si substrate.
The film after deposition was stoichiometric as shown in Table 4. These results show that although a stoichiometric SRO film can be produced from a single target, the target must contain an excess of Sr to compensate for the difference in Sr and Ru sputter rates. It indicates that.
【００２３】[0023]
【表４】 [Table 4]
【００２４】 堆積条件：１．３Ｐａ。 多結晶：ペロブスカイト多結晶ランダム配向。 実施例５ ＳｉＯ2 ／Ｓｉ上のＰｔ／ＬＳＲＯ膜の接着性を試験す
るためにスコッチテープ（米国３Ｍ社商標）を用いた。
結果を表５に示す。これらの結果によれば、ＬＳＲＯ膜
もＰｔおよびＳｉＯ2 ／Ｓｉの間の接着剤として用いる
ことができることがわかる。Deposition conditions: 1.3 Pa. Polycrystalline: perovskite polycrystalline random orientation. Using Scotch tape (US 3M Company trademark) in order to test the adhesion of Pt / LSRO film on Example 5 SiO 2 / Si.
Table 5 shows the results. These results show that the LSRO film can also be used as an adhesive between Pt and SiO 2 / Si.
【００２５】[0025]
【表５】 [Table 5]
【００２６】接着層厚さ：１５nm、膜厚：１００〜２０
０nm。Adhesive layer thickness: 15 nm, film thickness: 100 to 20
0 nm.
【００２７】[0027]
【発明の効果】ペロブスカイト構造を有するＳＲＯ，Ｌ
ＲＯおよびＬＳＲＯの薄膜は、ＰＺＴＦＲＡＭの製造に
おける電極として用いることができる。これらのペロブ
スカイト酸化物膜の有効性を示すために、ゾル−ゲルス
ピンコート技法を用いて２つの異なる基板上にＰＺＴ膜
を堆積した。ＰＺＴを７００℃で結晶化し、その上にト
ップＳＲＯ電極を堆積して、ＦＲＡＭセルを製造した。
−５〜５Ｖの電圧を印加したときに、図４（ａ）及び４
（ｂ）に示す如き誘電ヒステリシスループが測定され
た。０ボルトに対応するポイント「１」および「０」に
おいて印加電界無しで分極値が残留しているので、これ
らの多結晶酸化物電極は不揮発性ＦＲＡＭに適用できる
ことがわかる。According to the present invention, SRO, L having a perovskite structure
RO and LSRO thin films can be used as electrodes in the manufacture of PZTFRAM. To demonstrate the effectiveness of these perovskite oxide films, PZT films were deposited on two different substrates using a sol-gel spin coating technique. PZT was crystallized at 700 ° C., and a top SRO electrode was deposited thereon to produce a FRAM cell.
4A and 4B when a voltage of -5 to 5 V is applied.
The dielectric hysteresis loop as shown in (b) was measured. Since the polarization value remains without the applied electric field at the points “1” and “0” corresponding to 0 volt, it is understood that these polycrystalline oxide electrodes can be applied to the nonvolatile FRAM.
【図１】膜の堆積に用いたスパッタ装置の模式図。FIG. 1 is a schematic view of a sputtering apparatus used for depositing a film.
【図２】ＰｔコートＳｉＯ2 ／Ｓｉ基板上に堆積したペ
ロブスカイトＳＲＯ膜のＸＲＤパターン。FIG. 2 is an XRD pattern of a perovskite SRO film deposited on a Pt-coated SiO 2 / Si substrate.
【図３】ＳＲＯおよびＳｒターゲットからＳｉＯ2 ／Ｓ
ｉ基板上に堆積したペロブスカイトＳＲＯ膜のＸＲＤパ
ターン。FIG. 3: SiO 2 / S from SRO and Sr targets
XRD pattern of perovskite SRO film deposited on i-substrate.
【図４】印加電圧に対するＰｔ／ＳＲＯ／ＰＺＴ／ＳＲ
Ｏ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ（ａ）およびＰｔ／ＳＲＯ／ＰＺＴ
／ＳＲＯ／Ｐｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ（ｂ）の誘電ヒステリ
シス曲線。FIG. 4 shows Pt / SRO / PZT / SR versus applied voltage
O / SiO 2 / Si (a) and Pt / SRO / PZT
Dielectric hysteresis curve of / SRO / Pt / SiO 2 / Si (b).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 27/108 Ｈ０１Ｌ 27/10 ６５１ 21/8242 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/108 H01L 27/10 651 21/8242
Claims (7)
結晶構造のＬａX Ｓｒ1-X ＲｕＯ3 （ここで、Ｘは１≦
Ｘ≦０である）薄膜からなる電極薄膜。1. A Si perovskite crystal structure formed on the substrate La X Sr 1-X RuO 3 ( wherein, X is 1 ≦
X ≦ 0) An electrode thin film made of a thin film.
タすることを含むＬａＲｕＯ3 膜の製造方法。2. A method for producing a LaRuO 3 film, comprising sputtering a target containing La and Ru.
することによりペロブスカイト結晶構造を得る、請求項
２記載の方法。3. The method according to claim 2, wherein said LaRuO 3 film is post-annealed at a high temperature to obtain a perovskite crystal structure.
をスパッタすることを含む、ＬａX Ｓｒ1-X ＲｕＯ
3 （ここで、Ｘは１≦Ｘ≦０である）のペロブスカイト
膜の製造方法。4. A comprising sputtering a SrRuO 3 and La-containing target, La X Sr 1-X RuO
3 (where X is 1 ≦ X ≦ 0) A method for producing a perovskite film.
より膜の結晶配向を変化させる、請求項４記載の方法。5. The method according to claim 4, wherein the crystal orientation of the film is changed by changing annealing conditions and blending Pt.
トをスパッタすることを含む、化学量論的ＳｒＲｕＯ3
膜の製造方法。6. A stoichiometric SrRuO 3 comprising sputtering a SrRuO 3 target with excess Sr.
Manufacturing method of membrane.
電極間に挟持された、Ｐｂ（Ｚｒw Ｔｉ1-w ) Ｏ3 （こ
こで、ｗは０＜ｗ＜１）の如き強誘電体材料を含む、印
加電圧対誘電ヒステリシスループを示す、不揮発性強誘
電体メモリ装置。7. A strong material such as Pb (Zr w Ti 1-w ) O 3 (where w is 0 <w <1) sandwiched between two electrodes made of the thin film according to claim 1. A non-volatile ferroelectric memory device including a dielectric material and exhibiting applied voltage versus dielectric hysteresis loop.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212312A JPH1153935A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Lsro thin film and its production |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP9212312A JPH1153935A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Lsro thin film and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1153935A true JPH1153935A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16620477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212312A Withdrawn JPH1153935A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Lsro thin film and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1153935A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-08-06 JP JP9212312A patent/JPH1153935A/en not_active Withdrawn
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