JP2007081410A

JP2007081410A - Ferroelectric film, ferroelectric capacitor forming method, and ferroelectric capacitor

Info

Publication number: JP2007081410A
Application number: JP2006251220A
Authority: JP
Inventors: Dong-Hyun Im; 桐賢任; 丙才 ▲ペ▼; Byoung Jae Bae; Ji-Eun Lim; 志▲ウン▼ 林; Dong-Chul Yoo; 東哲劉; Yeon-Kyu Jung; 然奎鄭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2007-03-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric film, a ferroelectric capacitor forming method, and a ferroelectric capacitor. <P>SOLUTION: Provided are a ferroelectric film, a ferroelectric capacitor forming method, and a ferroelectric capacitor. The ferroelectric film is formed by supplying a plurality of organic metal source compounds at an appropriate ratio for a ferroelectric substance formed in a reaction chamber. The organic metal source compound is reacted with N<SB>y</SB>O<SB>x</SB>/O<SB>2</SB>mixed oxidation gas in which a volume ratio of N<SB>y</SB>O<SB>x</SB>is at least 50%. The organic metal source compound and mixed oxidation gas maintain a depositing temperature and depositing pressure in the reaction chamber during a depositing time for forming the ferroelectric film. As a result, the uniformity of the ferroelectric film, for example, uniformity in the vicinity of an interface with a lower electrode can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は強誘電体膜、強誘電体膜を含むキャパシタ及び強誘電体キャパシタを含む半導体装置に係り、強誘電体記憶装置に関するものである。 The present invention relates to a ferroelectric film, a capacitor including a ferroelectric film, and a semiconductor device including a ferroelectric capacitor, and relates to a ferroelectric memory device.

一般的にＤＲＡＭは記憶セルアレイを含む。記憶セルアレイは多様な形態の構造を有し、一般的に一つのキャパシタとトランジスタを含む。 Generally, a DRAM includes a storage cell array. The memory cell array has various forms of structures and generally includes one capacitor and a transistor.

ＤＲＡＭ及び強誘電体記憶装置の製造において高誘電物質及び強誘電体に関する研究が持続的に続いている。強誘電体が外部電界が除去された以後にも分極の一部が残存する物質として強誘電体記憶装置に用いられるためには、高い残留分極（ｒｅｍａｎｅｎｔｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）及び低い抗電界（ｃｏｅｒｃｉｖｅｆｉｅｌｄ）、そして低い形成温度が要求される。 Research into high dielectric materials and ferroelectrics continues in the manufacture of DRAMs and ferroelectric memory devices. In order for a ferroelectric material to be used in a ferroelectric memory device as a material in which a part of polarization remains even after the external electric field is removed, a high remanent polarization and a low coercive field, And a low forming temperature is required.

強誘電体物質において、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９（ＳＢＴ）、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＺＴ）及び（Ｂｉ，Ｌａ）ＴｉＯ_３（ＢＬＴ）などのような物質に対する研究が活発に進行されている。これらの物質のうち、ＰＺＴは疲労度及び維持特性（ｆａｔｉｇｕｅａｎｄｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）が劣悪であると知られているが、相対的に高い残留分極及び低い抗電界及び形成温度を有するため現在一番有望な強誘電体メモリ用材料として研究されている。ＰＺＴの疲労度及び維持特性の劣化を、上、下部電極と強誘電体膜との間に伝導性酸化物を挿入することで最小化することができる技術が開発された。 In ferroelectric materials, research on materials such as SrBi ₂ Ta ₂ O ₉ (SBT), Pb (Zr, Ti) O ₃ (PZT) and (Bi, La) TiO ₃ (BLT) has been actively conducted. ing. Of these materials, PZT is known to have poor fatigue and retention characteristics, but is currently the most promising because of its relatively high remanent polarization and low coercive field and formation temperature. It has been studied as a material for ferroelectric memory. A technique has been developed that can minimize the deterioration of fatigue and sustainability characteristics of PZT by inserting a conductive oxide between the upper electrode and the ferroelectric film.

強誘電体記憶装置の高集積化及び低電圧動作のためには強誘電体キャパシタの大きさ縮小と電極及び誘電体膜の厚さの減少が要求される。しかし、強誘電体膜の初期成長制御の難しさと下部電極を通じる金属元素の拡散によるプロファイルの劣化によって強誘電体膜の厚さ減少に限界がある。 For high integration and low voltage operation of a ferroelectric memory device, it is required to reduce the size of the ferroelectric capacitor and to reduce the thickness of the electrode and the dielectric film. However, there is a limit to reducing the thickness of the ferroelectric film due to the difficulty in controlling the initial growth of the ferroelectric film and the deterioration of the profile due to the diffusion of the metal element through the lower electrode.

強誘電体キャパシタのキャパシタンスＣを下記のように表現することができる。
ここで、εは誘電率、Ａは電極の面積、ｄは電極の間隔（強誘電体の厚さ）である。
印加電圧によって形成される電界Ｅは下記のように定義されることができる。
従って、低い動作電圧及び高いセンシングマージンを提供するために、適切な工程及び装置の収率が維持されるに充分な膜の品質を得る範囲でｄ（即ち、強誘電体膜の厚さ）を減らすことが望ましい。また、高集積化装置において、電極の厚さを減らすことで、容量を減らさずに、キャパシタのフットプリントを減少させることができる。 The capacitance C of the ferroelectric capacitor can be expressed as follows.
Here, ε is the dielectric constant, A is the area of the electrode, and d is the distance between the electrodes (the thickness of the ferroelectric).
The electric field E formed by the applied voltage can be defined as follows.
Therefore, to provide a low operating voltage and a high sensing margin, d (ie, the thickness of the ferroelectric film) is within a range that provides sufficient film quality to maintain proper process and device yields. It is desirable to reduce. In a highly integrated device, the capacitor footprint can be reduced without reducing the capacitance by reducing the thickness of the electrode.

本発明の目的はプロファイルが劣化されず、厚さを減らすことができる強誘電体膜及び強誘電体キャパシタの形成方法及びこの方法で製造された強誘電体キャパシタを提供することである SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ferroelectric film and a method for forming a ferroelectric capacitor capable of reducing the thickness without deterioration of the profile, and a ferroelectric capacitor manufactured by this method.

本発明の他の目的は強誘電体キャパシタの電極の厚さを減らすことにある Another object of the present invention is to reduce the electrode thickness of the ferroelectric capacitor.

本発明は強誘電体膜、強誘電体キャパシタ及び強誘電体半導体装置を製造する方法を含む。 The present invention includes a method of manufacturing a ferroelectric film, a ferroelectric capacitor, and a ferroelectric semiconductor device.

本発明の一実施形態は複数の有機金属ソース化合物を前記反応チャンバに供給する段階、Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が５０％ないし９０％である酸化ガスを前記反応チャンバに供給する段階、及び前記反応チャンバの蒸着温度及び蒸着圧力を維持し、蒸着時間の間前記有機金属ソース化合物と前記酸化ガスを反応させて強誘電体を形成する段階を含む。 One embodiment of the present invention supplying a plurality of organic metal source compound to said reaction chamber comprises a N _y O _x and O _2, the oxidizing gas volume ratio of N _y O _x is 50% to 90% Supplying the reaction chamber, and maintaining a deposition temperature and a deposition pressure of the reaction chamber, and reacting the organometallic source compound and the oxidizing gas for a deposition time to form a ferroelectric.

前記Ｎ_ｙＯ_ｘはＮ_２Ｏ及びＮＯ_２のうち選択された一つまたはこれらの混合ガスであることができ、前記運搬ガスはＨｅ、Ｎ_２及びＡｒのうちで選択された一つまたは二つ以上の混合ガスであることができ、前記運搬ガスは前記酸化ガスの供給嵩比の２０ないし５０供給嵩比で前記チャンバ内に供給されることができる。前記強誘電体は二酸化物、三酸化物及び四酸化物及び／または窒化物であることができ、例えばＭＯＣＶＤ法で蒸着されたＳＢＴ、ＢＬＴ、ＢＳＴ（（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ_３）、ＰＺＴ、ＢａＴｉＯ_３、ＢｉＦｅＯ_３、ＳＢＴＮ、ＳＢＴＴ、ＳＢＴＺ、ＰＺＴであることができる。 The N _y O _x may be one selected from N ₂ O and NO ₂ or a mixed gas thereof, and the carrier gas may be one or two selected from He, N ₂ and Ar. The carrier gas may be supplied into the chamber at a supply volume ratio of 20 to 50 which is a supply volume ratio of the oxidizing gas. The ferroelectric may be a dioxide, a trioxide and a tetraoxide and / or a nitride, for example, SBT, BLT, BST ((Ba, Sr) TiO ₃ ), PZT, deposited by MOCVD. BaTiO ₃ , BiFeO ₃ , SBTN, SBTT, SBTZ, PZT.

前記ＰＺＴはＰｂソースとして鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｐｂ（ｔｈｄ）_２）、鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネートＮ、Ｎ’、Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン）（Ｐｂ（ｔｈｄ）_２ｐｍｄｅｔａ）のうち選択された一つまたはこれらの混合物を含むことができ、Ｚｒソースとしてジルコニウムテトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｒ（ｔｈｄ）_４）、ジルコニウムビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｒ（Ｏ‐ｉ‐Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）のうち選択された一つまたはこれらの混合物を含むことができ、Ｔｉソースとして、チタンビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）を含むことができる。 PZT has lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Pb (thd) ₂ ), lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-) as a Pb source. 3,5-heptanedionate N, N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine) (Pb (thd) ₂ pmdata) or a mixture thereof may be included, with zirconium tetrakis as the Zr source (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Zr (thd) ₄ ), zirconium bis (isopropoxide) bis (2,2,6,6-tetramethyl-3, _{5-heptanedionato) (Zr (O-i-} Pr) 2 (thd) can include one or mixtures thereof is selected out of _2), as Ti source, Chita May include bis (isopropoxide) bis _{(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Ti (O-i-} Pr) 2 (thd) 2).

本発明の一実施形態において、前記強誘電体膜を形成する方法はＰｂソース、Ｚｒソース及びＴｉソースを混合物で供給するＣＶＤシステムで実施されることができる。前記ＣＶＤシステムで前記混合物を気化温度Ｔ_ｖが維持された気化器に供給して有機金属ソース化合物を形成し、前記有機金属ソース化合物を注入温度の反応チャンバに供給する前に注入温度に調節することができる。 In one embodiment of the present invention, the method of forming the ferroelectric film may be performed in a CVD system that supplies a Pb source, a Zr source, and a Ti source as a mixture. The vaporization temperature T _v of the mixture in CVD systems is supplied to the vaporizer is maintained to form an organic metal source compound, modulates the injection temperature before supplying the organic metal source compound in the reaction chamber of the injection temperature be able to.

前記混合物は溶媒としてオクタンを含むことができ、前記気化温度Ｔ_ｖは１８０℃ないし２００℃であり、前記注入温度Ｔ_ｉは１２０℃ないし２００℃であることができる。前記蒸着温度は５５０℃ないし６５０℃であり、蒸着圧力は５Ｔｏｒｒ以下であることができる。 The mixture may include octane as a solvent, the vaporization temperature _Tv may be 180 ° C. to 200 ° C., and the injection temperature _Ti may be 120 ° C. to 200 ° C. The deposition temperature may be 550 ° C. to 650 ° C., and the deposition pressure may be 5 Torr or less.

本発明は強誘電体キャパシタ形成方法を提供する。この方法は半導体基板上に下部電極膜を形成する段階、前記下部電極上に強誘電体膜を形成する段階、上部金属膜を形成してキャパシタスタックを形成する段階、及び前記キャパシタスタックをパターニングして側壁を有する強誘電体キャパシタを形成する段階を含む。前記強誘電体膜を形成する段階は、反応チャンバに運搬ガスを供給する段階、前記反応チャンバに複数の有機金属ソース化合物を供給する段階、Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が６０％ないし８０％である酸化ガスを前記反応チャンバに供給する段階、及び前記反応チャンバ内の蒸着温度及び蒸着圧力を蒸着期間の間維持して強誘電体膜を形成する段階を含む。 The present invention provides a method for forming a ferroelectric capacitor. The method includes forming a lower electrode film on a semiconductor substrate, forming a ferroelectric film on the lower electrode, forming an upper metal film to form a capacitor stack, and patterning the capacitor stack. Forming a ferroelectric capacitor having sidewalls. The forming of the ferroelectric film includes supplying a carrier gas to the reaction chamber, supplying a plurality of organometallic source compounds to the reaction chamber, N _y O _x and O ₂ , and N _y O _x Supplying an oxidizing gas having a bulk ratio of 60% to 80% to the reaction chamber, and maintaining a deposition temperature and a deposition pressure in the reaction chamber for a deposition period to form a ferroelectric film. Including.

前記半導体基板と前記下部電極の間に酸素遮断膜がさらに形成されることができる。前記強誘電体膜と前記上部電極との間にバッファ膜がさらに形成されることもできる。前記酸素遮断膜は金属及び金属窒化膜のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせで形成されることができ、前記ＬａＮｉＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、Ｉｎ_２Ｓｎ_２Ｏ_７、ＩｒＯ_２、ＣａＲｕＯ_３のうち一つまたは二つ以上の組み合わせで形成されることができる。 An oxygen barrier layer may be further formed between the semiconductor substrate and the lower electrode. A buffer film may be further formed between the ferroelectric film and the upper electrode. The oxygen barrier layer may be formed of one or a combination of two or more selected from a metal and a metal nitride layer, and includes LaNiO ₃ , SrRuO ₃ , In ₂ Sn ₂ O ₇ , IrO ₂ , and CaRuO _3. 1 or a combination of two or more thereof.

前記下部電極膜はＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＣａＮｉＯ_３、ＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであることができ、前記上部電極膜もＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＣａＮｉＯ_３、ＬａＮｉＯ_３、ＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであることができる。前記下部電極の厚さは６５ｎｍを超えず、例えば３０ｎｍないし４０ｎｍであることができる。 The lower electrode film _{_{Ir, IrRu, SrRuO 3 / Ir}} , CaNiO 3, CaRuO it can be one or two or more of the selected combination of _3, the upper electrode film also Ir, IrRu, SrRuO ₃ / One or a combination of two or more selected from Ir, CaNiO ₃ , LaNiO ₃ , and CaRuO ₃ may be used. The thickness of the lower electrode does not exceed 65 nm, and may be 30 nm to 40 nm, for example.

前記キャパシタの側壁は基板に対して角度θ程度傾くことができる。前記角度θは少なくとも７０度であることができ、キャパシタスタックに薄い層が用いられる時は場合によって９０度であることができる。前記角度θによってキャパシタスタックは台形または四角形の断面を有することができる。前記キャパシタスタックを構成する多様な物質に対するエッチング程度によって前記キャパシタスタックは平均傾斜角で所定の偏差を有することができる。 The side wall of the capacitor may be inclined at an angle θ with respect to the substrate. The angle θ can be at least 70 degrees and can optionally be 90 degrees when thin layers are used in the capacitor stack. The capacitor stack may have a trapezoidal or square cross section according to the angle θ. The capacitor stack may have a predetermined deviation in an average tilt angle according to an etching degree with respect to various materials constituting the capacitor stack.

本発明のまた他の実施形態による強誘電体膜形成方法は、反応チャンバに運搬ガスを供給する段階、複数の有機金属ソース化合物を前記反応チャンバに供給する段階、Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が６０％ないし８０％である１混合酸化ガスを第１蒸着期間の間前記反応チャンバに供給する段階、前記第１蒸着期間Ｔ_１間前記反応チャンバ内を第１蒸着温度Ｔ_ｄ１及び第１蒸着圧力Ｐ_ｄ１で維持して第１強誘電体を形成する段階、前記第１混合酸化ガスより酸素含量が高い第２酸化ガスを前記反応チャンバに第２蒸着期間の間供給する段階、及び第２蒸着期間Ｔ_２間前記反応チャンバ内を第２蒸着温度Ｔ_ｄ２及び第２蒸着圧力Ｐ_ｄ２で維持して第２強誘電体を形成する段階を含むことができる。 According to another embodiment of the present invention, a method of forming a ferroelectric film includes supplying a transport gas to a reaction chamber, supplying a plurality of organometallic source compounds to the reaction chamber, N _y O _x and O ₂ . And supplying a mixed oxidizing gas having a bulk ratio of N _y O _x of 60% to 80% to the reaction chamber during a first deposition period, and the inside of the reaction chamber during the first deposition period T ₁ Maintaining a first deposition temperature T _d1 and a first deposition pressure P _d1 to form a first ferroelectric; a second oxidizing gas having a higher oxygen content than the first mixed oxidizing gas is supplied to the reaction chamber in a second deposition period; It may include supplying between, and the second between the deposition period T ₂ within the reaction chamber was maintained at a second deposition temperature T _d2 and the second deposition pressure P _d2 forming a second ferroelectric .

前記強誘電体物質の大部分はＰＺＴであることができ、前記第２層及びその上部層は蒸着条件によって前記第１強誘電体に比べて鉛及び酸素濃度が高いことができる。 Most of the ferroelectric material may be PZT, and the second layer and the upper layer thereof may have higher lead and oxygen concentrations than the first ferroelectric depending on deposition conditions.

一つまたはそれ以上の強誘電体及び／または成分勾配を有する強誘電体膜を適切に組み合わせて強誘電体膜の特性を調節するために酸素及び／または窒素の濃度が領域によって異なることができる。 The concentration of oxygen and / or nitrogen can vary from region to region in order to adjust the properties of the ferroelectric film by appropriately combining one or more ferroelectric films and / or ferroelectric films having a component gradient. .

上述したように、蒸着工程の間前記蒸着条件をほとんど一定に維持すれば、強誘電体膜は単一酸化元素としてＯ_２を用いて得られたときに比べて厚さの側面で改善された均一度を示す。本発明によれば、強誘電体と下部電極の界面で非正常的な膜が形成されることを抑制するまたは防ぐことができ、蒸着工程のうちに前記混合酸化ガスの使用程度は変更されることができる。例えば、蒸着初期段階で混合酸化ガスで進行して非正常的な強誘電体膜が形成されることを抑制し、前記強誘電体膜が所定の厚さに到逹した時、混合酸化ガスを純粋酸素ガスに転換して強誘電体膜上部の酸素含量を増加させることができる。従って、強誘電体膜の結果物は少なくとも多様な成分の原子比において均一ではない組成を有することができる。しかし、下部電極との界面付近では非正常的な強誘電体が少ないか、またはない。 As described above, if the deposition conditions are kept almost constant during the deposition process, the ferroelectric film is improved in terms of thickness compared to that obtained using O ₂ as a single oxide element. Indicates uniformity. According to the present invention, it is possible to suppress or prevent the formation of an abnormal film at the interface between the ferroelectric and the lower electrode, and the degree of use of the mixed oxidizing gas is changed during the vapor deposition process. be able to. For example, it is possible to suppress the formation of an abnormal ferroelectric film by proceeding with a mixed oxidizing gas at the initial stage of vapor deposition, and when the ferroelectric film reaches a predetermined thickness, The oxygen content in the upper part of the ferroelectric film can be increased by converting to pure oxygen gas. Accordingly, the resultant ferroelectric film may have a composition that is not uniform in at least the atomic ratio of various components. However, there are few or no abnormal ferroelectrics near the interface with the lower electrode.

図１に図示されたように、通常の強誘電体キャパシタスタック構造１００は酸素遮断膜１０４（例えば、ＴｉＡｌＮのような金属窒化膜）、下部電極１０６（例えば、イリジウム）、強誘電体膜１０８（例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_ｘ−１）Ｏ_３））、及びバッファ膜１１０（例えば、ＳＲＯ（ＳｒＲｕＯ_３））導電膜１１２（例えば、イリジウム）を含む上部電極を含む。 As shown in FIG. 1, an ordinary ferroelectric capacitor stack structure 100 includes an oxygen blocking film 104 (for example, a metal nitride film such as TiAlN), a lower electrode 106 (for example, iridium), and a ferroelectric film 108 (for example). For example, it includes an upper electrode including PZT (Pb (Zr _x Ti _x-1 ) O ₃ )) and a buffer film 110 (for example, SRO (SrRuO ₃ )) conductive film 112 (for example, iridium).

この構造１００は基板１０２上にシリコン酸化膜のような複数の層を順次に蒸着して形成されることができ、前記複数層をパターニング及びエッチングして要求される装置の機能に合う強誘電体キャパシタを形成する。 The structure 100 can be formed by sequentially depositing a plurality of layers such as a silicon oxide film on a substrate 102, and patterning and etching the plurality of layers to meet the required device function. A capacitor is formed.

図２に図示されたように、強誘電体キャパシタスタック２００は酸素遮断膜２０４（例えば、ＴｉＡｌＮのような金属窒化膜)、下部電極２０６（例えば、イリジウム)、強誘電体２０８（例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_ｘ−１）Ｏ_３）、及びバッファ膜２１０（例えば、ＳＲＯ（ＳｒＲｕＯ_３）のような金属酸化膜）と導電膜２１２（例えば、イリジウム）を含む。 As shown in FIG. 2, the ferroelectric capacitor stack 200 includes an oxygen blocking film 204 (for example, a metal nitride film such as TiAlN), a lower electrode 206 (for example, iridium), and a ferroelectric 208 (for example, PZT (for example). Pb (Zr _x Ti _x-1 ) O ₃ ), a buffer film 210 (for example, a metal oxide film such as SRO (SrRuO ₃ )) and a conductive film 212 (for example, iridium).

この強誘電体構造２００は基板２０２上に埋め込みコンタクト構造２１４が形成されたシリコン酸化膜のような複数の膜を順次に積層して形成される。前記積層膜はパターニング及びエッチングされて、要求される装置の機能に合うように強誘電体キャパシタ構造で作られる。前記埋め込みコンタクト構造は強誘電体キャパシタ２００の下部電極と基板に提供された下部回路を電気的に連結する。 The ferroelectric structure 200 is formed by sequentially laminating a plurality of films such as a silicon oxide film having a buried contact structure 214 formed on a substrate 202. The laminated film is patterned and etched to make a ferroelectric capacitor structure to meet the required device functions. The buried contact structure electrically connects the lower electrode of the ferroelectric capacitor 200 and the lower circuit provided on the substrate.

図３に図示されたように、本発明の一実施形態では、前記強誘電体キャパシタスタックは、基板Ｓ３０２を準備し、下部電極Ｓ３０４を形成し、強誘電体膜Ｓ３０６を形成し、上部電極Ｓ３０８を形成して熱処理された結果物Ｓ３１０を含む。上述したように、下部電極を形成する段階は酸素遮断膜を下部電極と基板との間に形成する段階をさらに含むことができる。前記酸素遮断膜は基板から伝達された酸素によって下部電極が酸化されることを抑制して製造工程及び強誘電体装置の動作期間の間下部電極の導電性の維持を助ける。 As shown in FIG. 3, in one embodiment of the present invention, the ferroelectric capacitor stack includes a substrate S302, a lower electrode S304, a ferroelectric film S306, and an upper electrode S308. And the resultant product S310 heat-treated. As described above, the step of forming the lower electrode may further include forming an oxygen barrier layer between the lower electrode and the substrate. The oxygen barrier layer prevents the lower electrode from being oxidized by oxygen transferred from the substrate, and helps maintain the conductivity of the lower electrode during the manufacturing process and the operation period of the ferroelectric device.

上述したように、上部電極を形成する段階はバッファ膜を前記強誘電体膜と前記上部電極の下部面との間に形成することを含む。前記バッファ膜は上部電極の接着性向上及び／または多層膜間の熱膨脹係数の差による熱応力の低減のように、強誘電体装置の信頼度及び寿命に影響を与える特性を向上することができるように選択されることができる。 As described above, the step of forming the upper electrode includes forming a buffer film between the ferroelectric film and the lower surface of the upper electrode. The buffer film can improve characteristics affecting the reliability and life of the ferroelectric device, such as improving the adhesion of the upper electrode and / or reducing the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the multilayer films. Can be selected.

本発明の一実施形態では、強誘電体キャパシタを製造する段階は半導体基板を準備し、層間絶縁膜ＩＬＤを前記半導体基板上に形成し、酸素遮断膜及び／または接着膜を前記ＩＬＤ上に形成することを含む。例えば、前記酸素遮断膜及び／または接着膜はＣＶＤ、ＡＬＤ、ＰＶＤ及びＥ‐ビーム蒸着のような多様な工程を通じてＴｉ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴａＮ及び／またはＴａＳｉＮであることができる。 In one embodiment of the present invention, the step of manufacturing a ferroelectric capacitor includes preparing a semiconductor substrate, forming an interlayer insulating film ILD on the semiconductor substrate, and forming an oxygen blocking film and / or an adhesive film on the ILD. Including doing. For example, the oxygen barrier layer and / or the adhesion layer may be Ti, TiN, TiAlN, TaN and / or TaSiN through various processes such as CVD, ALD, PVD and E-beam evaporation.

遮断／接着膜が形成されると、前記下部電極ＢＥが形成される。前記下部電極は例えば、貴金属、貴金属合金及び／またはＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＩｒＯ_２、ＣａＮｉＯ_３、ＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせで形成されることができる。前記下部電極は８０ｎｍ以下の厚さであることが望ましく、例えば３０ないし４０ｎｍであることができる。 When the blocking / adhesion film is formed, the lower electrode BE is formed. The lower electrode may be formed of, for example, a noble metal, a noble metal alloy, and / or one or a combination of two or more selected from Ir, IrRu, SrRuO ₃ / Ir, IrO ₂ , CaNiO ₃ , and CaRuO _3. . The lower electrode may have a thickness of 80 nm or less, for example, 30 to 40 nm.

前記下部電極が形成された時、ペロブスカイト結晶構造を有する強誘電体膜がＭＯＣＶＤ法を用いて形成される。前記ＭＯＣＶＤ法はシード層を形成することを含む。前記強誘電体膜が形成された後、上部電極が形成されることができる。前記上部電極は前記強誘電体膜の上部面に形成された初期バッファ膜と、前記初期バッファ膜上に形成された二次導電膜を有する二層構造で形成されることができる。前記初期バッファ膜は例えば、ＬａＮｉＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、Ｉｎ_２Ｓｎ_２Ｏ_７、ＩｒＯ_２及び／またはＣａＲｕＯ_３のような金属酸化膜で形成されることができ、前記二次導電膜は例えば、貴金属、貴金属合金及び／またはＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＩｒＯ_２、ＣａＮｉＯ_３、ＬａＮｉＯ_３、ＣａＲｕＯ_３で形成されることができる。これらの層はＣＶＤ、ＡＬＤ、ＰＶＤ、スパッタリング及びＥ‐ビーム蒸着などの多様な方法で形成されることができる。 When the lower electrode is formed, a ferroelectric film having a perovskite crystal structure is formed using the MOCVD method. The MOCVD method includes forming a seed layer. After the ferroelectric film is formed, an upper electrode can be formed. The upper electrode may have a two-layer structure including an initial buffer film formed on an upper surface of the ferroelectric film and a secondary conductive film formed on the initial buffer film. The initial buffer film may be formed of a metal oxide film such as LaNiO ₃ , SrRuO ₃ , In ₂ Sn ₂ O ₇ , IrO ₂ and / or CaRuO ₃ , and the secondary conductive film may be a noble metal, for example. , Noble metal alloys and / or Ir, IrRu, SrRuO ₃ / Ir, IrO ₂ , CaNiO ₃ , LaNiO ₃ , CaRuO ₃ . These layers can be formed by various methods such as CVD, ALD, PVD, sputtering and E-beam evaporation.

前記実施形態で前記強誘電体膜はＭＯＣＶＤ法で形成されることができる。この時、有機金属前駆体は通常のＯ_２酸化ガスではなく、窒素／酸素化合物Ｎ_ｙＯ_ｘ及び酸素の混合酸化ガスと反応する。図４Ａ及び図４Ｂに図示されたように、基板４０４上に強誘電体薄膜の初期層を形成するためのＭＯソースを用いない通常のＭＯＣＶＤ法は酸化ガスとして純粋な酸素を用いる。前記強誘電体薄膜の初期層４０６はＭＯソースを供給しなくても顕著に不均一の構造を有する。 In the embodiment, the ferroelectric film may be formed by MOCVD. At this time, the organometallic precursor reacts with a mixed oxidizing gas of nitrogen / oxygen compound N _y O _x and oxygen, instead of a normal O ₂ oxidizing gas. As shown in FIGS. 4A and 4B, a conventional MOCVD method using no MO source for forming an initial layer of a ferroelectric thin film on a substrate 404 uses pure oxygen as an oxidizing gas. The initial layer 406 of the ferroelectric thin film has a remarkably non-uniform structure without supplying an MO source.

一方、図５Ａ及び図５Ｂに図示されたように、本発明の実施形態によって混合酸化ガスを用いて下部電極５０６上に強誘電体初期層を形成した時、強誘電体薄膜の初期層５０７は図４Ｂに図示されたような顕著に不均一の強誘電体膜を形成することなく、改善された均一な構造を現わす。強誘電体膜５０７の均一度は装置の性能向上に寄与する。 On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the ferroelectric initial layer is formed on the lower electrode 506 using the mixed oxidizing gas according to the embodiment of the present invention, the initial layer 507 of the ferroelectric thin film is An improved uniform structure appears without the formation of a significantly non-uniform ferroelectric film as illustrated in FIG. 4B. The uniformity of the ferroelectric film 507 contributes to improving the performance of the device.

前記のように、混合酸化ガスは酸素及び窒素を含む酸化ガス、例えばＮ_ｙＯ_ｘで表示されるＮ_２Ｏ及び／またはＮＯ_２を含むことができる。図３に図示された本発明の実施形態による強誘電体キャパシタの製造方法は基板を準備して反応チャンバにおくことを含む。Ｔｉのような金属、またはＴｉＮまたはＴｉＡｌＮのような金属窒化膜を前記基板上に形成して酸素遮断膜を形成する。約６５０Åより薄い厚さを有するイリジウムスパッタリング膜を用いて下部電極を形成し、ＰＺＴのような強誘電体膜を形成することができる。希望する蒸着に適当な温度及び圧力のＮ_ｙＯ_ｘ／Ｏ_２混合酸化ガスを有する反応チャンバに金属前駆体を適当な比率で供給して前記強誘電体膜を形成することができる。前記強誘電体膜の上部面に適当なバッファ物質またはＳｒＲｕＯ_３スパッタリング膜のようなバッファ膜をさらに形成することもできる。イリジウムスパッタリング膜を利用して上部電極を形成する。 As described above, the mixed oxidizing gas may include an oxidizing gas containing oxygen and nitrogen, for example, N ₂ O and / or NO ₂ represented by N _y O _x . The method for manufacturing a ferroelectric capacitor according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 3 includes preparing a substrate and placing it in a reaction chamber. A metal such as Ti or a metal nitride film such as TiN or TiAlN is formed on the substrate to form an oxygen blocking film. A lower electrode can be formed using an iridium sputtering film having a thickness less than about 650 mm, and a ferroelectric film such as PZT can be formed. The ferroelectric film can be formed by supplying a metal precursor in an appropriate ratio to a reaction chamber having a mixed oxidizing gas of N _y O _x / O _{2 at} a temperature and pressure suitable for a desired deposition. A suitable buffer material or a buffer film such as a SrRuO ₃ sputtering film may be further formed on the upper surface of the ferroelectric film. An upper electrode is formed using an iridium sputtering film.

前記積層構造をパターニング及びエッチングしてそれぞれの強誘電体キャパシタ構造物を形成する。本発明の一実施形態で、鉛、ジルコニウム及びチタン有機金属前駆体を約１９０℃で動作する気化器に注入して初期有機金属ＭＯ蒸気を形成することができる。前記初期ＭＯ蒸気は反応チャンバ内に供給される前に運搬ガスと混合され、加熱された管路を通じて約１３０℃の温度で前記反応チャンバに供給される。前記混合酸化ガスは約４００℃のより高い温度で前記反応チャンバに注入され、Ｎ_２ＯとＯ_２の混合比は約２：１であることができる。前記基板及び半導体ウェーハは前記反応チャンバ内で約５７５℃の蒸着温度で維持される。 The stacked structure is patterned and etched to form each ferroelectric capacitor structure. In one embodiment of the present invention, lead, zirconium and titanium organometallic precursors can be injected into a vaporizer operating at about 190 ° C. to form an initial organometallic MO vapor. The initial MO vapor is mixed with a carrier gas before being fed into the reaction chamber and fed to the reaction chamber at a temperature of about 130 ° C. through a heated line. The mixed oxidizing gas is injected into the reaction chamber at a higher temperature of about 400 ° C., and the mixing ratio of N ₂ O and O ₂ can be about 2: 1. The substrate and semiconductor wafer are maintained at a deposition temperature of about 575 ° C. in the reaction chamber.

混合比、ガス及び温度等の蒸着条件及び用いられる有機金属及び酸化ガスの混合比が上述と異なる場合にも、本発明の実施形態による改善された均一度を有する強誘電体物質を形成することができる。特に、酸化ガスの比を２:１に開示したが、前記Ｎ_ｙＯ_ｘの供給量は酸素の供給量と同一または超過することもできる。例えば、Ｎ_ｙＯ_ｘ／（Ｎ_ｙＯ_ｘ＋Ｏ_２）の混合比は０．５ないし０．９である時望ましい結果を得ることができる。しかし、混合比が０．６ないし０．７５である時、より優秀な結果を得ることができる。一方、ＮｙＯｘが過度な場合、例えば、Ｎ_ｙＯ_ｘ／（Ｎ_ｙＯ_ｘ＋Ｏ_２）が０．８以上である場合、漏洩が増加し得る。 Forming a ferroelectric material having improved uniformity according to an embodiment of the present invention even when deposition conditions such as mixing ratio, gas and temperature, and mixing ratio of organic metal and oxidizing gas used are different from those described above. Can do. In particular, although the ratio of oxidizing gas is disclosed as 2: 1, the supply amount of the N _y O _x may be the same as or exceeding the supply amount of oxygen. For _example, the mixing ratio of _{_{_{N y O x / (N y}}} O x + O 2) can be obtained desirable results when it is 0.9 to 0.5. However, better results can be obtained when the mixing ratio is 0.6 to 0.75. On the other hand, if NyOx is excessive, for _example, when _{_{_{N y O x / (N y}}} O x + O 2) is 0.8 or more, the leakage may increase.

前記多様な反応ガスの注入温度は前記強誘電体膜の結果物に影響を及ぼすことができる。例えば、前記実施形態で混合酸化ガスを４００℃で注入したとしても、３００℃ないし７００℃範囲内で望ましい結果を得ることができ、４００℃ないし５００℃でより望ましい結果を得ることができる。大部分の場合、反応チャンバの圧力は前記強誘電体膜が蒸着される間５Ｔｏｒｒより低いのが望ましい。有機金属前駆体はＨｅ、Ｎ_２、Ａｒ及びこれらのうちで二以上が混合された運搬ガスをさらに含むこともできる。 The various reaction gas injection temperatures may affect the resultant ferroelectric film. For example, even if the mixed oxidizing gas is injected at 400 ° C. in the above embodiment, a desirable result can be obtained within the range of 300 ° C. to 700 ° C., and a more desirable result can be obtained at 400 ° C. to 500 ° C. In most cases, it is desirable that the pressure in the reaction chamber be lower than 5 Torr during the deposition of the ferroelectric film. The organometallic precursor may further include He, N ₂ , Ar, and a carrier gas in which two or more of these are mixed.

例えば、１０００ÅのＰＺＴ膜は、各々１１７、７０及び９６ｍｇ／分の鉛、ジルコニウム及びチタンソース流（各々０．１５ｓｃｃｍ、０．０９ｓｃｃｍ及び０．１２ｓｃｃｍに対応）を、２００℃において、５００ｓｃｃｍのアルゴン運搬ガスと組み合わせて用いることによって形成されてよい。前記ソース／運搬ガスの混合物はシャワー拡散器を通じて１５００ｓｃｃｍの酸化ガスとともに４００℃で前記反応チャンバに注入されることができる。追加的に運送係数Ｖｐ１９０℃、流れバルブ温度ＦＶ１３０℃、ガスライン温度１４０℃及びシャワーヘッド温度２６５℃を工程条件にさらに含むこともできる。 For example, a 1000 mm PZT film would have a lead, zirconium, and titanium source flow of 117, 70, and 96 mg / min, respectively (corresponding to 0.15 sccm, 0.09 sccm, and 0.12 sccm, respectively) and 500 sccm of argon transport at 200 ° C. It may be formed by using in combination with a gas. The source / carrier gas mixture may be injected into the reaction chamber at 400 ° C. with 1500 sccm of oxidizing gas through a shower diffuser. In addition, the process conditions may further include a transport coefficient Vp 190 ° C., a flow valve temperature FV 130 ° C., a gas line temperature 140 ° C., and a shower head temperature 265 ° C.

前記チャンバ条件はウェーハ温度Ｔｗ５５０℃ないし５９０℃、蒸着圧力２Ｔｏｒｒをさらに含み、シャワーヘッドギャップは２０ｍｍで提供されることができる。この条件は１４分（８６５秒）の蒸着時間で厚さ約１０００Åの均一なＰＺＴ膜を提供するに充分である。 The chamber conditions may further include a wafer temperature Tw of 550 ° C. to 590 ° C., a deposition pressure of 2 Torr, and a shower head gap of 20 mm. This condition is sufficient to provide a uniform PZT film with a thickness of about 1000 mm with a deposition time of 14 minutes (865 seconds).

図６Ａ、６Ｂ及び図８に図示されたように、酸化ガスとして酸素のみを用いて形成されたＰＺＴ強誘電体膜は下部電極からの強誘電体膜の剥離を含んだ望ましくない領域を現わす。（強誘電体膜によって下部電極に提供されるまたは強誘電体膜を通じて下部電極に提供される酸素の拡散によって鉛シリケート及び／または鉛酸化膜が形成されることと推定される。)また、漏洩電流の増加及びＰ‐Ｅ曲線でインプリントの増加を現わす。このような欠陥を抑制するために、従来には下部電極の厚さを８００Åまたはそれ以上に維持したが、これは構造物の領域及び集積度を制限した。剥離問題と共に、図６Ａは酸化ガスとして酸素のみを用いて形成された強誘電体膜とともに非正常的な膜６０４及び正常的な膜６０６を示す。 As shown in FIGS. 6A, 6B, and 8, the PZT ferroelectric film formed using only oxygen as an oxidizing gas exhibits an undesirable region including peeling of the ferroelectric film from the lower electrode. . (It is presumed that lead silicate and / or lead oxide film is formed by diffusion of oxygen provided to the lower electrode by the ferroelectric film or to the lower electrode through the ferroelectric film.) An increase in current and an increase in imprint on the PE curve appear. In order to suppress such defects, the thickness of the lower electrode was conventionally maintained at 800 mm or more, but this limited the area and the degree of integration of the structure. Along with the stripping problem, FIG. 6A shows an abnormal film 604 and a normal film 606 with a ferroelectric film formed using only oxygen as the oxidizing gas.

一方、図７及び図８に図示されたように、Ｎ_ｙＯ_ｘ≧Ｏ_２である混合酸化ガスを用いて形成された強誘電体キャパシタ構造は漏洩電流が低く、Ｐ‐Ｅ曲線上のインプリント及び剥離が減少された（酸素拡散減少のためであると推定）キャパシタを提供する。このような長所によって、Ｐ‐Ｅ特性（図７）の低下なく下部電極の厚さを３００Å（３０ｎｍ）または従来の下部電極に比べて１/３程度の厚さで形成されることができる。本発明の実施形態によって図１３に図示されたような薄いＢＥ構造を有する強誘電体キャパシタを形成することができる。図１３はＰＺＴを形成するにおいて、ＢＥの厚さ及び酸化ガス機能による欠陥の個数を示す。図１３に図示されたように、混合酸化ガスを使えば、表面欠陥を抑制し、７００Åに比べて薄い３００ÅのＢＥ層を用いることができる。前記下部電極の厚さを減少すれば、キャパシタのフットプリントを抑制するように積層構造の角度θを増加させることができ、装置の集積度を向上させることができる。 On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 8, the ferroelectric capacitor structure formed by using the mixed oxidation gas with N _y O _x ≧ O ₂ has a low leakage current, and the IN on the PE curve is low. A capacitor with reduced print and peel (assumed to be due to reduced oxygen diffusion) is provided. Due to such advantages, the lower electrode can be formed with a thickness of 300 mm (30 nm) or about 1/3 of the conventional lower electrode without deteriorating the PE characteristics (FIG. 7). According to the embodiment of the present invention, a ferroelectric capacitor having a thin BE structure as shown in FIG. 13 can be formed. FIG. 13 shows the thickness of BE and the number of defects due to the oxidizing gas function in forming PZT. As shown in FIG. 13, by using a mixed oxidizing gas, it is possible to suppress surface defects and use a BE layer having a thickness of 300 薄い thinner than 700 Å. If the thickness of the lower electrode is reduced, the angle θ of the multilayer structure can be increased so as to suppress the capacitor footprint, and the degree of integration of the device can be improved.

下部電極の厚さ“ｄ”の減少は強誘電体膜の金属及び酸素成分の拡散に対して下部電極の抵抗を低めるきらいがあり、酸素遮断膜及び／またはＩＬＤを含む物質の望ましくない反応に繋がる可能性があり、酸素遮断膜及び層間絶縁膜またはこれらの間にＰＺＴの場合、ＰｂＳｉＯ_３のような望ましくない金属化合物を形成する可能性がある。同様に、強誘電体膜の厚さの減少は漏洩電流の増加、残留分極レベルの減少及びデータ維持の減少をもたらす可能性がある。従って、キャパシタ構造及び関連回路の機能と性能の調和と収率及び装置の信頼性向上のための目標が残る。しかし、本発明によって混合酸化ガスを用いることによって、下部電極ＢＥを通じた酸素または鉛の拡散を排除するまたは許容レベルも抑制することができる。本発明で３０ｎｍの厚さの下部電極を有した場合にも充分な性能を発揮することができたし、キャパシタ積層構造の側壁を垂直に形成して装置の集積度も向上することができる。しかし、従来のＯ_２方法はＢＥの厚さ増加及び漏洩電流、Ｐ‐Ｅ曲線移動のような多様な性能変数を有し、鉛及び酸素の周辺物質への拡散及びスロープの増加などを含む装置を提供する。従来のＯ_２酸化ガスに窒素含有ガスを含んで得られた強誘電体膜は蒸着初期に強誘電体膜と下部電極の界面及びその付近で金属酸化膜（例えば、ＰＺＴ蒸着の時Ｐｂ‐Ｏ、ＳＢＴ蒸着の時Ｓｒ‐Ｏ、そしてＢＬＴ蒸着の時Ｂｉ‐Ｏ）の形成を減少させることと判断される。これら金属酸化膜は周辺物質に拡散される金属及び酸素のソースになることができ、その結果Ｐ‐Ｅ曲線のインプリントまたはシフト、漏洩可能性及び／または下部膜から強誘電体膜の剥離を増加させることができる。一方、混合酸化ガスを用いる場合、ＢＥと強誘電体膜の界面は金属酸化物で汚染されなく、蒸着初期にＰｂ‐Ｏの形成を抑制することができてより均一の強誘電体膜を得ることができる。 The decrease in the thickness “d” of the lower electrode may lower the resistance of the lower electrode with respect to the diffusion of metal and oxygen components of the ferroelectric film, and may cause an undesirable reaction of a material including an oxygen barrier film and / or an ILD. In the case of PZT between the oxygen barrier film and the interlayer insulating film or between them, an undesired metal compound such as PbSiO ₃ may be formed. Similarly, decreasing the thickness of the ferroelectric film can result in increased leakage current, decreased remanent polarization level, and decreased data retention. Therefore, there remains a goal to harmonize the function and performance of the capacitor structure and related circuitry, and to improve yield and device reliability. However, by using the mixed oxidizing gas according to the present invention, the diffusion of oxygen or lead through the lower electrode BE can be eliminated or the allowable level can be suppressed. In the present invention, even when the lower electrode having a thickness of 30 nm is provided, sufficient performance can be exhibited, and the side wall of the capacitor multilayer structure can be formed vertically to improve the degree of integration of the device. However, the conventional O ₂ method has various performance variables such as BE thickness increase and leakage current, PE curve movement, and includes diffusion of lead and oxygen to surrounding materials and increase of slope, etc. I will provide a. A ferroelectric film obtained by including a nitrogen-containing gas in a conventional O ₂ oxidation gas is a metal oxide film (for example, Pb-O during PZT deposition) at and near the interface between the ferroelectric film and the lower electrode. , Sr-O during SBT deposition, and Bi-O) during BLT deposition. These metal oxide films can be a source of metal and oxygen diffused into the surrounding material, resulting in imprinting or shifting of the PE curve, leakage potential and / or peeling of the ferroelectric film from the underlying film. Can be increased. On the other hand, when a mixed oxidizing gas is used, the interface between the BE and the ferroelectric film is not contaminated with the metal oxide, and the formation of Pb—O can be suppressed at the initial stage of vapor deposition, thereby obtaining a more uniform ferroelectric film. be able to.

図９は前記の強誘電体膜及び強誘電体装置製造方法を実施するための本発明の望ましい実施形態によるＣＶＤ装置９００である。図９に図示されたように、多様な有機金属ソースは分離された容器９０２に保持されているか、または、計算された混合器９０２’に保持されている。有機金属ＭＯ化合物はガス状態または運搬ガスとともに流量制御機ＭＦＣ９０４を通じて気化器９０８に供給されて有機金属ソース気体を形成する。この有機金属ソース気体は加熱された供給管９１２を通じて反応チャンバ９１６に供給されることができる。酸化ガスは容器９１０から独立的に供給されるか、または一つの容器に混合されて供給されて要求されるＮ_ｙＯ_ｘ／Ｏ_２比を有する混合酸化ガスで供給され、反応チャンバ９１６に注入される前に加熱９１４になる。反応チャンバ９１６内に、基板及びガスが適正温度及び圧力で維持されて前記基板上に要求される強誘電体膜を形成するためのＣＶＤ工程が実施される。 FIG. 9 shows a CVD apparatus 900 according to a preferred embodiment of the present invention for carrying out the above-described ferroelectric film and ferroelectric device manufacturing method. As illustrated in FIG. 9, the various organometallic sources are held in separate containers 902 or in a calculated mixer 902 ′. The organometallic MO compound is supplied to the vaporizer 908 through the flow controller MFC904 together with the gas state or carrier gas to form an organometallic source gas. This organometallic source gas can be supplied to the reaction chamber 916 through a heated supply tube 912. The oxidizing gas may be supplied independently from the vessel 910 or supplied in a mixed vessel having a required N _y O _x / O ₂ ratio mixed in one vessel and injected into the reaction chamber 916. It becomes heating 914 before being done. A CVD process is performed in the reaction chamber 916 to form a required ferroelectric film on the substrate while maintaining the substrate and gas at an appropriate temperature and pressure.

例えば、図９に図示された装置をＰＺＴ形成に用いる場合、ＭＯ化合物は鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（ｌｅａｄｂｉｓ（２，２，６，６‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ‐３，５‐ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ、Ｐｂ（ｔｈｄ）_２）、鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネートＮ、Ｎ’、Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン）（ｌｅａｄｂｉｓ（２，２，６，６‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ‐３，５‐ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅＮ、Ｎ’、Ｎ”‐ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ、Ｐｂ（ｔｈｄ）_２ｐｍｄｅｔａ）のうち選択された一つまたはこれらの混合物であるＰｂソースと、ジルコニウムテトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｔｅｔｒａｋｉｓ（２，２，６，６‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ‐３，５‐ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ、Ｚｒ（ｔｈｄ）_４）、ジルコニウムビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｂｉｓ（ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）ｂｉｓ（２，２，６，６‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ‐３，５‐ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ、Ｚｒ（Ｏ‐ｉ‐Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）のうち選択された一つまたはこれらの混合物であるＺｒソースと、例えば、チタンビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（ｔｉｔａｎｉｕｍｂｉｓ（ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）ｂｉｓ（２，２，６，６‐ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ‐３，５‐ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ、Ｔｉ（Ｏ‐ｉ‐Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）のようなＴｉソースを含むことができる。 For example, when the apparatus shown in FIG. 9 is used for PZT formation, the MO compound is lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (lead bis (2,2,6 , 6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, Pb (thd) ₂ ), lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate N, N ′, N ″ -pentamethyl Diethylenetriamine) (Lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate N, N ′, N ″ -pentamethyl diethyleneamine, Pb (thd) ₂ pmdata) or a mixture thereof Pb source and zirconium tetrakis (2,2,6,6- Toramechiru 3,5-heptanedionate) (Zirconium tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl -3,5-heptanedionate, Zr (thd) 4), zirconium bis (isopropoxide) bis (2,2, 6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Zirconium bis (isopropoxide) bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, Zr (Oi-Pr) ₂ (thd ) Zr source which is one selected from ₂ ) or a mixture thereof and, for example, titanium bis (isopropoxide) bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Titanium bis (isopropox de) bis can include Ti source such as (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate , Ti (O-i-Pr) 2 (thd) 2).

通常的な強誘電体キャパシタ構造を示した図面である。1 is a diagram illustrating a conventional ferroelectric capacitor structure. 下部構造に接触された漸減構造の強誘電体キャパシタを示した図面である。2 is a diagram illustrating a ferroelectric capacitor having a gradual decrease structure in contact with a lower structure. 本発明の実施形態による強誘電体キャパシタの形成方法を示す順序を示した図面である。3 is a diagram illustrating an order of a method for forming a ferroelectric capacitor according to an exemplary embodiment of the present invention. 通常のＯ_２酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の上部及び断面図である。It is a top and cross-sectional view of a ferroelectric film formed by using the conventional O ₂ oxidizing gas. 通常のＯ_２酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の上部及び断面図である。It is a top and cross-sectional view of a ferroelectric film formed by using the conventional O ₂ oxidizing gas. 本発明の実施形態によって混合酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の上部及び断面図を示した図面である。3 is a cross-sectional view of an upper portion of a ferroelectric film formed using a mixed oxidizing gas according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によって混合酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の上部及び断面図を示した図面である。3 is a cross-sectional view of an upper portion of a ferroelectric film formed using a mixed oxidizing gas according to an exemplary embodiment of the present invention. 通常のＯ_２酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の剥離を示した上部及び断面図である。Is a top and cross-sectional view showing the peeling of the ferroelectric film formed by using the conventional O ₂ oxidizing gas. 通常のＯ_２酸化ガスを用いて形成された強誘電体膜の剥離を示した上部及び断面図である。Is a top and cross-sectional view showing the peeling of the ferroelectric film formed by using the conventional O ₂ oxidizing gas. 混合酸化ガスを用いた三つの実施形態によって形成された構造物の分極／電界Ｐ‐Ｅ曲線を示したグラフである。6 is a graph showing polarization / electric field PE curves of structures formed by three embodiments using mixed oxidizing gas. 通常のＯ_２酸化ガス及び本発明の混合酸化ガスを用いて形成された構造物の分極／電界Ｐ‐Ｅ曲線を示したグラフである。Is a graph showing a polarization / field P-E curves of the formed structure using a mixed oxide gas ordinary O ₂ oxidizing gas and the present invention. 本発明による混合酸化ガスを用いるＣＶＤシステムを示した図面である。1 is a view showing a CVD system using a mixed oxidizing gas according to the present invention. 酸化剤の選択によるヒステリシス曲線、すなわちＰ‐Ｅ曲線を示したグラフである。It is the graph which showed the hysteresis curve by selection of an oxidizing agent, ie, a PE curve. 基板、層間絶縁膜、遮断膜、下部電極及び強誘電体膜を含む層間構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the interlayer structure containing a board | substrate, an interlayer insulation film, a shielding film, a lower electrode, and a ferroelectric film. １５０℃でべークされた結果物の１００時間の存続時間評価及び周期的に測定された維持特性を示したグラフである。It is the graph which showed the lifetime characteristic of 100 hours of the result baked at 150 degreeC, and the maintenance characteristic measured periodically. 強誘電体膜を形成する間、酸化剤の種類及び下部電極の厚さによる関数で示した表面欠陥グラフである。It is the surface defect graph shown as a function by the kind of oxidizing agent and the thickness of a lower electrode during formation of a ferroelectric film.

符号の説明Explanation of symbols

１００強誘電体キャパシタスタック構造
１０２基板
１０４酸素遮断膜
１０６下部電極
１０８強誘電体膜
１１０バッファ膜
１１２導電膜
２００強誘電体キャパシタスタック
２０２基板
２０４酸素遮断膜
２０６下部電極
２０８強誘電体
２１０バッファ膜
２１２導電膜
２１４埋め込みコンタクト構造
４０４基板
４０６強誘電体薄膜の初期層
５０６下部電極
５０７強誘電体薄膜の初期層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ferroelectric capacitor stack structure 102 Substrate 104 Oxygen barrier film 106 Lower electrode 108 Ferroelectric film 110 Buffer film 112 Conductive film 200 Ferroelectric capacitor stack 202 Substrate 204 Oxygen barrier film 206 Lower electrode 208 Ferroelectric 210 Buffer film 212 Conductive film 214 Embedded contact structure 404 Substrate 406 Initial layer of ferroelectric thin film 506 Lower electrode 507 Initial layer of ferroelectric thin film

Claims

反応チャンバに運搬ガスを供給する段階と、
複数の有機金属ソース化合物を前記反応チャンバに供給する段階と、
Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が５０％ないし９０％である酸化ガスを前記反応チャンバに供給する段階と、
前記反応チャンバの蒸着温度及び蒸着圧力を維持し、蒸着時間の間前記有機金属ソース化合物と前記酸化ガスを反応させて強誘電体を形成する段階とを含むことを特徴とする強誘電体膜形成方法。 Supplying a carrier gas to the reaction chamber;
Supplying a plurality of organometallic source compounds to the reaction chamber;
Supplying an oxidizing gas containing N _y O _x and O _{2 and} having a bulk ratio of N _y O _x of 50% to 90% to the reaction chamber;
Forming a ferroelectric film comprising maintaining a deposition temperature and a deposition pressure in the reaction chamber and reacting the organometallic source compound and the oxidizing gas for a deposition time to form a ferroelectric material. Method.

前記Ｎ_ｘＯ_ｙガスはＮ_２Ｏ及びＮＯ_２のうち選択された一つまたはこれらの混合ガスであることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 The N _x O _y gas ferroelectric film formation method according to claim 1, characterized in that one or a mixture gas thereof which is selected out of N _{2 O} and NO _2.

前記Ｎ_ｘＯ_ｙガスはＮ_２Ｏを含むことを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 The method of forming a ferroelectric film according to claim 1, wherein the N _x O _y gas contains N ₂ O.

前記運搬ガスはＨｅ、Ｎ_２及びＡｒのうちで選択された一つまたは二つ以上の混合ガスであることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 _{2. The} method of forming a ferroelectric film according to claim 1, wherein the carrier gas is one or a mixed gas selected from He, N ₂ and Ar.

前記運搬ガスの供給嵩比は前記酸化ガスの供給嵩比の２０％ないし５０％であることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 2. The method of forming a ferroelectric film according to claim 1, wherein a supply volume ratio of the carrier gas is 20% to 50% of a supply volume ratio of the oxidizing gas.

前記強誘電体はＳＢＴ、ＢＬＴ、ＢＳＴ、ＰＺＴ、ＢａＴｉＯ_３及びＢｉＦｅＯ_３のうち選択された一つであることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 Wherein the ferroelectric SBT, BLT, BST, PZT, a ferroelectric film formation method according to claim 1, characterized in that a selected one of BaTiO ₃ and BiFeO _3.

前記強誘電体はＰＺＴであることを特徴とする請求項６に記載の強誘電体膜形成方法。 7. The method of forming a ferroelectric film according to claim 6, wherein the ferroelectric is PZT.

前記有機金属ソース化合物はＰｂソース、Ｚｒソース及びＴｉソースを含むことを特徴とする請求項７に記載の強誘電体膜形成方法。 8. The method of forming a ferroelectric film according to claim 7, wherein the organometallic source compound includes a Pb source, a Zr source, and a Ti source.

前記Ｐｂソースは鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｐｂ（ｔｈｄ）_２）及び鉛ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネートＮ、Ｎ’、Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン）（Ｐｂ（ｔｈｄ）_２ｐｍｄｅｔａ）のうち選択された一つまたはこれらの混合物を含み、
前記Ｚｒソースはジルコニウムテトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｒ（ｔｈｄ）_４）及びジルコニウムビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）のうち選択された一つまたはこれらの混合物を含み、
前記Ｔｉソースはチタンビス（イソプロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）（Ｔｉ（Ｏ‐ｉ‐Ｐｒ）_２（ｔｈｄ）_２）とを含むことを特徴とする請求項８に記載の強誘電体膜形成方法。 The Pb source is lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Pb (thd) ₂ ) and lead bis (2,2,6,6-tetramethyl-3, One or a mixture thereof selected from 5-heptanedionate N, N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine) (Pb (thd) ₂ pmdata),
The Zr source is zirconium tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Zr (thd) ₄ ) and zirconium bis (isopropoxide) bis (2,2,6,6). -One selected from tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Zr (Oi-Pr) ₂ (thd) ₂ ) or a mixture thereof,
The Ti source includes titanium bis (isopropoxide) bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) (Ti (Oi-Pr) ₂ (thd) ₂ ). The method for forming a ferroelectric film according to claim 8.

前記Ｐｂソース、前記Ｚｒソース及び前記Ｔｉソースは混合物で供給され、
前記複数の有機金属ソース化合物を供給する段階は、
気化温度Ｔ_ｖで維持された気化器に前記混合物を注入して有機金属ソース化合物を形成する段階と、
前記有機金属ソース化合物を注入温度Ｔ_ｉで調節し、前記注入温度Ｔ_ｉの反応チャンバに注入する段階とを含むことを特徴とする請求項８に記載の強誘電体膜形成方法。 The Pb source, the Zr source and the Ti source are supplied as a mixture,
Supplying the plurality of organometallic source compounds comprises:
Forming an organic metal source compound by injecting the mixture into a vaporizer which is maintained at a vaporization temperature T _v,
The organometallic source compounds was adjusted at the injection temperature T _i, a ferroelectric film formation method according to claim 8, characterized in that it comprises a step of injecting into the reaction chamber of the injection temperature T _i.

前記混合物は溶媒でオクタンを含み、
前記気化温度Ｔ_ｖは１８０℃ないし２００℃であり、
前記注入温度Ｔ_ｉは１２０℃ないし２００℃であることを特徴とする請求項１０に記載の強誘電体膜形成方法。 The mixture comprises octane in a solvent;
The vaporization temperature _Tv is 180 ° C to 200 ° C,
11. The method of forming a ferroelectric film according to claim 10, wherein the implantation temperature _Ti is 120 ° C. to 200 ° C.

前記蒸着温度は５５０℃ないし６５０℃であり、
前記蒸着圧力は少なくとも１０Ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項１に記載の強誘電体膜形成方法。 The deposition temperature is 550 ° C. to 650 ° C.
2. The method of forming a ferroelectric film according to claim 1, wherein the deposition pressure is at least 10 Torr.

半導体基板上に下部電極膜を形成する段階と、
前記下部電極上に強誘電体膜を形成する段階と、
上部金属膜を形成してキャパシタスタックを形成する段階と、
前記キャパシタスタックをパターニングして側壁を有する強誘電体キャパシタを形成する段階とを含み、
前記強誘電体膜を形成する段階は、
反応チャンバに運搬ガスを供給する段階と、
前記反応チャンバに複数の有機金属ソース化合物を供給する段階と、
Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が６０％ないし８０％である酸化ガスを前記反応チャンバに供給する段階と、
前記反応チャンバ内に蒸着温度及び蒸着圧力を蒸着期間の間維持して強誘電体膜を形成する段階とを含むことを特徴とする強誘電体キャパシタ形成方法。 Forming a lower electrode film on the semiconductor substrate;
Forming a ferroelectric film on the lower electrode;
Forming a capacitor stack by forming an upper metal film; and
Patterning the capacitor stack to form a ferroelectric capacitor having sidewalls;
The step of forming the ferroelectric film includes:
Supplying a carrier gas to the reaction chamber;
Supplying a plurality of organometallic source compounds to the reaction chamber;
Supplying an oxidizing gas containing N _y O _x and O _{2 and} having a bulk ratio of N _y O _x of 60% to 80% to the reaction chamber;
Forming a ferroelectric film by maintaining a deposition temperature and a deposition pressure in the reaction chamber for a deposition period.

前記半導体基板及び前記下部電極との間に酸素遮断膜を形成する段階と、
前記強誘電体膜及び前記上部電極との間にバッファ膜を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 Forming an oxygen blocking film between the semiconductor substrate and the lower electrode;
The method of forming a ferroelectric capacitor according to claim 13, further comprising: forming a buffer film between the ferroelectric film and the upper electrode.

前記酸素遮断膜Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴａＮ及びＴａＳｉＮのうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであり、
前記バッファ膜はＬａＮｉＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、Ｉｎ_２Ｓｎ_２Ｏ_７、ＩｒＯ_２及びＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１４に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 One or a combination of two or more selected from the oxygen barrier films Ti, TiN, TiAlN, TaN and TaSiN;
The ferroelectric layer according to claim 14, wherein the buffer film is one or a combination of two or more selected from LaNiO ₃ , SrRuO ₃ , In ₂ Sn ₂ O ₇ , IrO ₂ and CaRuO _3. Body capacitor forming method.

前記下部電極はＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＣａＮｉＯ_３及びＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであり、
前記上部電極はＩｒ、ＩｒＲｕ、ＳｒＲｕＯ_３／Ｉｒ、ＣａＮｉＯ_３、ＬａＮｉＯ_３及びＣａＲｕＯ_３のうち選択された一つまたは二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１３に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 The lower electrode is one or a combination of two or more selected from Ir, IrRu, SrRuO ₃ / Ir, CaNiO ₃ and CaRuO ₃ ,
14. The ferroelectric material according to claim 13, wherein the upper electrode is one or a combination of two or more selected from Ir, IrRu, SrRuO ₃ / Ir, CaNiO ₃ , LaNiO ₃ and CaRuO _3. Capacitor formation method.

前記下部電極は６５ｎｍより薄いことを特徴とする請求項１３に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 14. The method of forming a ferroelectric capacitor according to claim 13, wherein the lower electrode is thinner than 65 nm.

前記下部電極の厚さは３０ないし４０ｎｍであることを特徴とする請求項１３に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 14. The method of forming a ferroelectric capacitor according to claim 13, wherein the lower electrode has a thickness of 30 to 40 nm.

前記側壁は基板に対する傾斜が少なくとも７０度であることを特徴とする請求項１３に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 14. The method of forming a ferroelectric capacitor according to claim 13, wherein the side wall is inclined at least 70 degrees with respect to the substrate.

前記側壁は基板面に対して垂直であることを特徴とする請求項１９に記載の強誘電体キャパシタ形成方法。 20. The method of forming a ferroelectric capacitor according to claim 19, wherein the side wall is perpendicular to the substrate surface.

反応チャンバに運搬ガスを供給する段階と、
複数の有機金属ソース化合物を前記反応チャンバに供給する段階と、
Ｎ_ｙＯ_ｘ及びＯ_２を含み、Ｎ_ｙＯ_ｘの嵩比が６０％ないし８０％である第１混合酸化ガスを第１蒸着期間の間前記反応チャンバに供給する段階と、
前記第１蒸着期間Ｔ_１間前記反応チャンバ内に第１蒸着温度Ｔ_ｄ１及び第１蒸着圧力Ｐ_ｄ１を維持して第１強誘電体を形成する段階と、
前記第１混合酸化ガスより酸素含量が高い第２酸化ガスを前記反応チャンバに第２蒸着期間の間供給する段階と、
第２蒸着期間Ｔ_２間前記反応チャンバ内に第２蒸着温度Ｔ_ｄ２及び第２蒸着圧力Ｐ_ｄ２を維持して第２強誘電体を形成する段階とを含むことを特徴とする強誘電体膜形成方法。 Supplying a carrier gas to the reaction chamber;
Supplying a plurality of organometallic source compounds to the reaction chamber;
Supplying a first mixed oxidizing gas containing N _y O _x and O _{2 and} having a bulk ratio of N _y O _x of 60% to 80% to the reaction chamber during a first deposition period;
Forming a first ferroelectric maintains the first deposition temperature T _d1 and a first deposition pressure P _d1 in the first deposition period T ₁ between the reaction chamber,
Supplying a second oxidizing gas having a higher oxygen content than the first mixed oxidizing gas to the reaction chamber during a second deposition period;
A ferroelectric film which comprises a step of forming a second ferroelectric maintains the second deposition temperature T _d2 and the second deposition pressure P _d2 to a second between deposition period T ₂ within the reaction chamber Forming method.

前記第２酸化ガスはＯ_２を含むものであることを特徴とする請求項２１に記載の強誘電体膜形成方法。 The method of forming a ferroelectric film according to claim 21, wherein the second oxidizing gas contains O ₂ .

前記第２強誘電体は前記第１強誘電体より金属及び酸素の濃度が高いことを特徴とする請求項２１に記載の強誘電体膜形成方法。 The method of forming a ferroelectric film according to claim 21, wherein the second ferroelectric has a higher concentration of metal and oxygen than the first ferroelectric.

前記強誘電体はＰＺＴであり、前記第２強誘電体は前記第１強誘電体より鉛及び酸素の濃度が高いことを特徴とする請求項２１に記載の強誘電体膜形成方法。 The method of forming a ferroelectric film according to claim 21, wherein the ferroelectric is PZT, and the second ferroelectric has a higher concentration of lead and oxygen than the first ferroelectric.

下部電極、
上部電極、
前記下部電極上に形成された強誘電体膜を含み、
前記強誘電体膜は有機金属化合物とＮ_ｙＯ_ｘ／Ｏ_２の混合酸化ガスの反応で形成され、強誘電体が下部面から上部面まで均一の結晶構造を有することを特徴とする強誘電体キャパシタ。 Bottom electrode,
Upper electrode,
Including a ferroelectric film formed on the lower electrode;
The ferroelectric film is formed by a reaction of a mixed oxidizing gas of an organometallic compound and N _y O _x / O ₂ , and the ferroelectric has a uniform crystal structure from the lower surface to the upper surface. Body capacitor.

前記強誘電体膜及び前記上部電極との間に介されたバッファ膜をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体キャパシタ。 26. The ferroelectric capacitor of claim 25, further comprising a buffer film interposed between the ferroelectric film and the upper electrode.

前記下部電極の厚さは４０ｎｍを超えないことを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体キャパシタ。 26. The ferroelectric capacitor according to claim 25, wherein the thickness of the lower electrode does not exceed 40 nm.

前記下部電極はイリジウムを含み、
前記強誘電体膜はＰＺＴを含み、
前記上部電極はイリジウムを含むことを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体キャパシタ。 The lower electrode includes iridium;
The ferroelectric film includes PZT;
26. The ferroelectric capacitor of claim 25, wherein the upper electrode includes iridium.

前記バッファ膜はＳｒＲｕＯ_３を含むことを特徴とする請求項２６に記載の強誘電体キャパシタ。 The ferroelectric capacitor of claim 26 buffer film which comprises a SrRuO _3.

前記強誘電体膜は下部面から上部面に行けば行くほど酸素含量が高くなることを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体キャパシタ。 26. The ferroelectric capacitor according to claim 25, wherein the ferroelectric film has a higher oxygen content as it goes from the lower surface to the upper surface.