JP2671822C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は強誘電体素子に関し、特に強誘電体コンデンサや
容量部として強誘電体層を用いる半導体記憶素子等の強誘電体素子に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、強誘電体素子においては、非誘電率が非常に大きいという
特徴を利用して単体コンデンサの誘電物質として用いられてきている。 【０００３】また、近年ではＤＲＡＭ等の半導体記憶素子の容量部に強誘電体薄
膜が用いられている。この場合も、単体コンデンサと同様に、非誘電率が大きい
ことを利用しており、強誘電体薄膜により小面積で大容量が得られるため、大規
模集積化に非常に有利となる。 【０００４】さらに、強誘電体が残留分極を持つことから、強誘電体の不揮発性
メモリへの適用に盛んに行われている。この強誘電体を用いる不揮発性メモリに
おいては、予め書込んだ分極の正負の状態を分極反転させた際の電荷量の差から
読出す方法が一般的である。 【０００５】上述したような強誘電体の応用においては、通常、平行に設置され
た２枚の平板電極の間に強誘電体層を挟み込むキャパシタ構造が用いられている
。記憶素子としての利用においては、容量面積を減少させる目的で強誘電体キャ
パシタにスタックもしくはトレンチ構造を持たせる場合もあるが、平坦な２枚の
電極で強誘電体を挟み込むという基本構造は２つの構造ともに同じである。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】強誘電体キャパシタの分極反転は反転分域の核
の発生、分域の成長という過程で進行すると考えられている。すなわち、ある方
向に分極を持たせた強誘電体キャパシタにその自発分極の向きと逆の電圧を印加
すると、まず電極との界面に逆向きの分極の核が発生する。 【０００７】印加する電圧をさらに上げて電界強度を大きくした場合、分域の核
がまず電界の方向に伸びて対向する電極との界面に到達する。この状態で印加す
る電圧をさらに上げて電界強度を大きくすると、分極の幅が広がり、ついには強
誘電体層全域が分極反転する。 【０００８】このような過程において、上述した平板電極強誘電体キャパシタに
は反転分域の核の発生がランダムに起こってしまう。すなわち、反転分域の核は
電界強度の大きい場所から発生するが、平行平板キャパシタに電圧を印加した際
の電界強度が誘電層全域にわたって均一であるのが理想的であるため、ランダム
な場所に反転分域の核が発生してしまう。 【０００９】実際には、キャパシタ構造を製作する際に非人為的に発生した金属
と強誘電体との界面の凹凸、あるいは不純物の混入、転位等が核の発生サイトに
なっていると考えられる。いずれにしても、核発生が起こる印加電圧や核の密度
等は制御されていない。 【００１０】さらに、発生した反転分域の核が成長する過程においても、核発生
が起こる印加電圧や核の密度等が制御されていないため、分域の成長の進行が場
所によって異なってくる。 【００１１】したがって、強誘電体の分極−電圧ヒステリシスにおいて反転過程
の傾きが鈍化し、抗電圧（分極が０となる電圧）や飽和電圧（分極反転が飽和し
て傾きが一定となる電圧）が増大してしまう。これらの問題は強誘電体素子を用
いる際の動作電圧の増大やスイッチング時間の増大等を引き起こしてしまう。 【００１２】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、分極反転を制御性
良く起こさせることができる強誘電体素子を提供することにある。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明による強誘電体素子は、第１及び第２の電
極で強誘電体を挟み込むキャパシタ構造の強誘電体素子であって、前記第１及び 第２の電極のうち少なくとも一方の前記強誘電体との接触面上に配列した微小突
起を備えている。 【００１４】 【作用】本発明の構造を有する強誘電体キャパシタがある方向に分極が揃った状
態にある場合、逆方向電圧の印加による分極反転は次のような過程で起こる。電
極間に電圧を印加したときの強誘電体層内の電界分布は、電極が微小突起構造を
持っているためにその近傍の強誘電体層に電界集中が起こる。 【００１５】電界中におかれた分極のポテンシャルエネルギの値は分極と電界と
の積で与えられるので、電界集中が起こっている電極の微小突起近傍にポテンシ
ャルエネルギの高い領域が生成され、この領域でまず分極反転が起こり、これが
反転分域の核の発生となる。すなわち、電極の微小突起近傍に電界集中させるこ
とで、反転分域の核を低印加電圧で発生させることが可能となる。 【００１６】また、電極に配列された微小突起の構造が同一であれば、電界集中
の度合いも全ての微小突起で同一となる。したがって、ある印加電圧において強
誘電体層内で一斉に反転分域の核を発生させることが可能である。 【００１７】さらに、印加電圧を大きくしたときに反転分域の核が成長して反転
領域が広がる過程においては微小突起の密度、つまり突起の間隔によって反転分
域の核の密度を制御することが可能となるため、面内での分域の成長の進行を制
御することが可能となる。 【００１８】よって、本発明の強誘電体素子においては反転分域の核の発生や分
域の成長を制御することができる。このため、強誘電体素子の分極反転を低印加
電圧で起こさせることができ、分極反転に要する時間、すなわちスイッチング時
間を低減することが可能となる。 【００１９】 【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。 【００２０】図１は本発明の一実施例の断面図である。図において、本発明の強
誘電体素子は強誘電体層１と、この強誘電体層１を挟み込む電極２，３とから構
成されており、電極２の強誘電体層１との接触面には微小突起２ａ〜２ｃが配列
して設けられている。尚、電極３に微小突起を設ける構造、あるいは電極２，３ に夫々微小突起を設ける構造とすることも可能である。 【００２１】 本発明の一実施例では強誘電体層１の材料としてチタン酸ジルコ
ン酸鉛（ＰｂＺｒ_1-xＴｉ_xＯ₃，ｘ＝０．４７：以下、ＰＺＴとする）を、電極
２，３及び微小突起２ａ〜２ｃの材料としてＰｔを夫々用い、これら全てを表面
が熱酸化されたシリコンウエハ上に配置している。 【００２２】キャパシタのサイズは１００μｍ×１００μｍで、強誘電体層１の
厚さは２００ｎｍである。ただし、強誘電体層１の厚さは電極２の平坦部と電極
３との距離である。 【００２３】微小突起２ａ〜２ｃの形状は頂角４５の円錐形で、その高さは１０
ｎｍとしている。これは電極２，３の間隔に比べて小さく、微小突起２ａ〜２ｃ
の高さによる間隔の減少が与える影響を小さくするためである。この微小突起２
ａ〜２ｃは電極２上に方眼アレイ上に配置されており、この方眼アレイ上での微
小突起２ａ〜２ｃの間隔を２μｍ，１μｍ，０．５μｍの３種類としている。 【００２４】試料の作製はまず熱酸化したシリコンウエハ上に電極２（ｐｔ）を
スパッタ法で２００ｎｍの厚さに成膜し、この電極２上にイオンミリングで上記
の微小突起構造とする。次に、強誘電体層１（ＰＺＴ）をゾルゲル法で成膜し、
最後に電極３（Ｐｔ）をスパッタ法で１００ｎｍの厚さに成膜する。 【００２５】この試料の作製においては比較のために、微小突起構造を持たない
従来法による平行平板型強誘電体キャパシタも作製した。この平行平板型強誘電
体キャパシタは微小突起を持たないこと以外、電極及び強誘電体層の材料、キャ
パシタサイズ、製法等を上記の方法と同一としている。 【００２６】図２は本発明の一実施例における分極−電圧ヒステリシス曲線と従
来例における分極−電圧ヒステリシス曲線との比較を示す図である。図において
は１μｍ間隔の微小突起を持つキャパシタで測定した分極−電圧ヒステリシス曲
線ａと、従来法によるキャパシタで測定した分極−電圧ヒステリシス曲線ｂとを
比較したものである。 【００２７】上記の微小突起構造の強誘電体キャパシタ及び従来の強誘電体キャ
パシタの分極−電圧ヒステリシスを測定して比較した結果を以下に述べる。この
測定はソーヤタワーの回路を用いて周波数１ｋＨｚで行っている。 【００２８】本発明による微小突起構造の強誘電体キャパシタの分極−電圧ヒス
テリシス曲線ａは従来の強誘電体キャパシタの分極−電圧ヒステリシス曲線ｂに
比較して分極反転時の急峻性が増しており、ヒステリシスの幅が狭くなっている
。 【００２９】これらの分極−電圧ヒステリシス曲線ａ，ｂでは残留分極値に差が
みられないが、抗電圧及び分極が飽和に達する電圧は本発明による微小突起構造
の強誘電体キャパシタの方が低減されている。また、ヒステリシスループの面積
は分極反転時の消費電力に相当するため、本発明の構造では分極反転を行う時の
消費電力を低減することが可能となる。 【００３０】次に、上記３種類のアレイ間隔を持つキャパシタの抗電圧を比較し
た図を図３に示す。図３においては、微小突起を持たない従来型キャパシタの抗
電圧を破線で示している。 【００３１】この微小突起構造の強誘電体キャパシタではアレイ間隔を小さくす
るとともに抗電圧が低下する。これは分極反転の過程において、反転分域が縦方
向より面内方向への成長が大きな電界強度を必要とするため、アレイ間隔が大き
く分域密度が小さい試料の方が分極反転に大きな電圧を必要とするからである。 【００３２】すなわち、微小突起を密に配列することで、抗電圧を低下させるこ
とが可能となる。また、飽和電圧に関しても抗電圧と同様の傾向が認められる。 したがって、微小突起により反転分域の核を形成することで、低電圧での分極反
転が実現される。 【００３３】図４は上記３種類のアレイ間隔を持つ試料に対して分極反転時間の
測定を行った結果を示す図である。ここで、分極反転時間は予め分極を起こさせ
た試料に逆方向のステップ電圧を印加した際に強誘電体キャパシタに流れる電流
を測定し、一旦増加した電流がピーク時の１０％に減少するまでの時間としてい
る。尚、ステップ電圧の値は５Ｖとしている。 【００３４】図４では従来法によるキャパシタの分極反転時間を１として規格化
した場合を示している。すなわち、微小突起構造を有するキャパシタは分極反転
に要する時間が従来法によるキャパシタに比較して短くなっている。しかも、微
小突起アレイの間隔が小さいほど分極反転時間が短くなるので、この構造を用い ることで高速スイッチングが可能となる。 【００３５】図５は従来法によるキャパシタと、本発明の１μｍ間隔の微小突起
アレイを有するキャパシタとにおける分極反転の繰返し回数に対して残留分極値
をプロットしたものである。尚、従来法によるキャパシタの残留分極値を黒点で
示し、本発明の微小突起アレイを有するキャパシタの残留分極値を白点で示して
いる。 【００３６】従来法によるキャパシタでは約１０⁸回の分極反転で残留分極値の
減少が始まるのに対し、本発明の微小突起アレイを有するキャパシタでは１０¹¹
回まで残留分極値が一定となっており、反転疲労が改善されていることが分かる
。 【００３７】上記の微小突起を電極３に作製した試料や電極２，３に夫々微小突
起構造を持たせた試料においても、上述した効果と同じ効果が得られる。また、
電極２，３の材料にＲｕＯ₂等の導電性酸化物を使用した場合にも上記と同様の
効果が得られる。 【００３８】さらに、強誘電体層１の材料として、ジルコニウム／チタン比が異
なるＰＺＴやＰＺＴにＬａを添加したＰＬＺＴ、あるいはＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉等
の上述した材料とは異なる強誘電体を使用した場合にも上記と同様の効果が得ら
れる。 【００３９】このように、強誘電体層１を挟み込む２枚の電極２，３の少なくと
も一方の強誘電体層１との接触面に微小突起２ａ〜２ｃを配列することによって
、分極−電圧ヒステリシスを急峻なものにすることができる。 【００４０】これによって、強誘電体の分極を低印加電圧で反転することが可能
となり、スイッチングの速度を高速化することができる。これらの効果は特に強
誘電体を用いる不揮発性メモリにおいて、低電圧、高速動作を可能とするもので
ある。 【００４１】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第１及び第２の電極で強誘
電体を挟み込むキャパシタ構造において、第１及び第２の電極のうち少なくとも
一方の強誘電体との接触面上に微小突起を配列することによって、分極反転を制 御性良く起こさせることができるという効果がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric device, and more particularly to a ferroelectric device such as a ferroelectric capacitor or a semiconductor memory device using a ferroelectric layer as a capacitor. About. [0002] Hitherto, ferroelectric devices have been used as a dielectric material of a single capacitor, utilizing the characteristic that the non-dielectric constant is extremely large. In recent years, a ferroelectric thin film has been used for a capacitance portion of a semiconductor storage element such as a DRAM. Also in this case, as in the case of the single capacitor, the fact that the non-dielectric constant is large is used, and a large capacity can be obtained with a small area by the ferroelectric thin film, which is very advantageous for large-scale integration. Further, since ferroelectrics have remanent polarization, ferroelectrics have been actively applied to nonvolatile memories. In a non-volatile memory using this ferroelectric, a method of reading from a difference in the amount of charge when a positive / negative state of a previously written polarization is inverted is generally used. In the application of the above-described ferroelectric, a capacitor structure in which a ferroelectric layer is sandwiched between two plate electrodes arranged in parallel is usually used. In the use as a storage element, a ferroelectric capacitor may have a stack or trench structure for the purpose of reducing the capacitance area. However, there are two basic structures in which a ferroelectric is sandwiched between two flat electrodes. The structure is the same. It is considered that the polarization reversal of a ferroelectric capacitor proceeds in the process of generating a nucleus of an inversion domain and growing the domain. That is, when a voltage opposite to the direction of spontaneous polarization is applied to a ferroelectric capacitor having polarization in a certain direction, first, a nucleus of reverse polarization is generated at the interface with the electrode. When the electric field strength is increased by further increasing the applied voltage, the domain nucleus first extends in the direction of the electric field and reaches the interface with the opposing electrode. In this state, when the applied voltage is further increased to increase the electric field strength, the width of the polarization is widened, and finally the entire region of the ferroelectric layer is inverted. In such a process, nuclei of inversion domains occur randomly in the above-mentioned flat electrode ferroelectric capacitor. In other words, the nucleus of the inversion domain is generated from a place where the electric field strength is large, but it is ideal that the electric field strength when a voltage is applied to the parallel plate capacitor is uniform over the entire dielectric layer. The nucleus of the inversion domain is generated. Actually, it is considered that irregularities at the interface between the metal and the ferroelectric, which are generated artificially during the fabrication of the capacitor structure, or the inclusion of impurities and dislocations are sites for generating nuclei. . In any case, the applied voltage at which nucleation occurs and the nucleus density are not controlled. Furthermore, in the process of growing the generated nuclei in the inverted domain, the progress of the domain growth differs depending on the location because the applied voltage at which nucleation occurs and the density of the nuclei are not controlled. Therefore, in the polarization-voltage hysteresis of the ferroelectric, the slope of the inversion process becomes slow, and the coercive voltage (the voltage at which the polarization becomes zero) and the saturation voltage (the voltage at which the polarization inversion is saturated and the slope becomes constant) are reduced. Will increase. These problems cause an increase in operating voltage and an increase in switching time when a ferroelectric element is used. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a ferroelectric element capable of causing polarization inversion with good controllability. A ferroelectric device according to the present invention is a ferroelectric device having a capacitor structure in which a ferroelectric material is sandwiched between first and second electrodes, wherein the first and second electrodes are provided. Micro projections are arranged on at least one of the two electrodes on the contact surface with the ferroelectric. When the ferroelectric capacitor having the structure of the present invention is in a state where the polarization is aligned in a certain direction, the polarization inversion due to the application of the reverse voltage occurs in the following process. In the electric field distribution in the ferroelectric layer when a voltage is applied between the electrodes, the electric field concentrates on the ferroelectric layer in the vicinity of the electrode because the electrode has a minute projection structure. Since the value of the potential energy of the polarization in the electric field is given by the product of the polarization and the electric field, a region having a high potential energy is generated near the minute projection of the electrode where the electric field concentration occurs. Then, domain inversion occurs first, and this generates nuclei in the domain of inversion. That is, by concentrating the electric field in the vicinity of the minute protrusion of the electrode, it is possible to generate the nucleus of the inversion domain at a low applied voltage. If the structure of the microprojections arranged on the electrode is the same, the degree of electric field concentration is the same for all the microprojections. Therefore, it is possible to generate nuclei of inversion domains all at once in the ferroelectric layer at a certain applied voltage. Further, in the process where the nuclei in the inversion domain grow and the inversion area spreads when the applied voltage is increased, the density of the microprojections, that is, the density of the nuclei in the inversion domain, is controlled by the spacing between the projections. As a result, it is possible to control the progress of domain growth in the plane. Therefore, in the ferroelectric device of the present invention, generation of nuclei in the inversion domain and growth of the domain can be controlled. Therefore, the polarization inversion of the ferroelectric element can be caused by a low applied voltage, and the time required for the polarization inversion, that is, the switching time can be reduced. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention. In the figure, the ferroelectric element of the present invention comprises a ferroelectric layer 1 and electrodes 2 and 3 sandwiching the ferroelectric layer 1, and a contact surface of the electrode 2 with the ferroelectric layer 1 is formed. Are provided with micro projections 2a to 2c arranged. It is also possible to adopt a structure in which minute projections are provided on the electrode 3 or a structure in which minute projections are provided on the electrodes 2 and 3, respectively. The lead zirconate titanate as the material of the ferroelectric layer 1 in one embodiment of the present invention _{(PbZr 1-x Ti x O} 3, x = 0.47: hereinafter referred to as PZT) and electrodes 2, Pt is used as a material of the microprojections 3 and the microprojections 2a to 2c, and all of them are arranged on a silicon wafer whose surface is thermally oxidized. The size of the capacitor is 100 μm × 100 μm, and the thickness of the ferroelectric layer 1 is 200 nm. However, the thickness of the ferroelectric layer 1 is the distance between the flat part of the electrode 2 and the electrode 3. The shape of each of the minute projections 2a to 2c is a conical shape having an apex angle of 45 and a height of 10
nm. This is smaller than the distance between the electrodes 2 and 3, and the small protrusions 2a to 2c
This is to reduce the influence of the decrease in the interval due to the height of the object. This minute projection 2
a to 2c are arranged on a grid array on the electrode 2, and the intervals between the minute projections 2a to 2c on the grid array are three types of 2 μm, 1 μm, and 0.5 μm. First, an electrode 2 (pt) is formed to a thickness of 200 nm on a thermally oxidized silicon wafer by sputtering, and the above-mentioned minute projection structure is formed on the electrode 2 by ion milling. Next, a ferroelectric layer 1 (PZT) is formed by a sol-gel method,
Finally, an electrode 3 (Pt) is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. For the purpose of comparison, a parallel plate type ferroelectric capacitor having no minute projection structure was prepared by a conventional method. This parallel plate type ferroelectric capacitor has the same materials as the electrodes and ferroelectric layer, capacitor size, manufacturing method, and the like, except that it does not have minute projections. FIG. 2 is a diagram showing a comparison between a polarization-voltage hysteresis curve in one embodiment of the present invention and a polarization-voltage hysteresis curve in a conventional example. In the figure, a comparison is made between a polarization-voltage hysteresis curve a measured with a capacitor having minute protrusions at intervals of 1 μm and a polarization-voltage hysteresis curve b measured with a capacitor according to a conventional method. The results of measuring the polarization-voltage hysteresis of the ferroelectric capacitor having the above-mentioned microprojection structure and the conventional ferroelectric capacitor and comparing the results are described below. This measurement is performed at a frequency of 1 kHz using a circuit of the Sawyer tower. The polarization-voltage hysteresis curve “a” of the ferroelectric capacitor having the micro-projection structure according to the present invention has a sharper characteristic at the time of polarization inversion than the polarization-voltage hysteresis curve “b” of the conventional ferroelectric capacitor. The width of hysteresis is narrowing. Although there is no difference in the remanent polarization values in these polarization-voltage hysteresis curves a and b, the coercive voltage and the voltage at which the polarization reaches saturation are reduced in the ferroelectric capacitor having the microprojection structure according to the present invention. Have been. Further, since the area of the hysteresis loop corresponds to the power consumption at the time of the polarization inversion, the structure of the present invention can reduce the power consumption at the time of performing the polarization inversion. Next, FIG. 3 shows a diagram comparing the coercive voltages of the capacitors having the above three types of array intervals. In FIG. 3, the coercive voltage of the conventional capacitor having no minute protrusion is indicated by a broken line. In the ferroelectric capacitor having the minute projection structure, the coercive voltage is reduced while the array interval is reduced. This is because, in the process of domain inversion, the domain inversion requires a larger electric field strength to grow in the in-plane direction than in the vertical direction. It is necessary. That is, by arranging the fine projections densely, it becomes possible to reduce the coercive voltage. In addition, the same tendency as the coercive voltage is observed for the saturation voltage. Therefore, by forming the nucleus of the reversal domain by the minute projection, the polarization reversal at a low voltage is realized. FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the polarization reversal time for the samples having the above three types of array intervals. Here, the polarization inversion time is measured by measuring the current flowing through the ferroelectric capacitor when a step voltage in the reverse direction is applied to a sample that has been polarized in advance, and until the once increased current decreases to 10% of the peak. And time. The value of the step voltage is 5V. FIG. 4 shows a case where the polarization inversion time of the capacitor according to the conventional method is standardized as 1. That is, the time required for the polarization inversion of the capacitor having the minute projection structure is shorter than that of the capacitor according to the conventional method. In addition, the smaller the interval between the microprojection arrays, the shorter the polarization inversion time. Therefore, by using this structure, high-speed switching becomes possible. FIG. 5 is a plot of the remanent polarization value with respect to the number of repetitions of the polarization reversal in the capacitor according to the conventional method and the capacitor having the microprojection array of 1 μm intervals according to the present invention. The residual polarization value of the capacitor according to the conventional method is indicated by a black point, and the residual polarization value of the capacitor having the microprojection array of the present invention is indicated by a white point. In the capacitor according to the conventional method, the decrease in the remanent polarization value starts after about 10 ⁸ polarization reversals, whereas in the capacitor having the microprojection array of the present invention, 10 ^11.
It can be seen that the remanent polarization value is constant up to the number of times and the reversal fatigue is improved. The same effect as described above can be obtained in a sample in which the above-mentioned minute projections are formed on the electrode 3 and a sample in which the electrodes 2 and 3 each have the minute projection structure. Also,
When a conductive oxide such as RuO ₂ is used as a material for the electrodes 2 and 3, the same effects as described above can be obtained. Further, as a material of the ferroelectric layer 1, a ferroelectric material different from the above-mentioned materials such as PZT having a different zirconium / titanium ratio, PLZT obtained by adding La to PZT, or SrBi ₂ Ta ₂ O ₉ is used. In this case, the same effect as above can be obtained. By arranging the minute projections 2a to 2c on the contact surface of at least one of the two electrodes 2 and 3 sandwiching the ferroelectric layer 1 with the ferroelectric layer 1, polarization-voltage hysteresis is obtained. Can be made steep. As a result, the polarization of the ferroelectric can be inverted with a low applied voltage, and the switching speed can be increased. These effects enable a low-voltage and high-speed operation particularly in a nonvolatile memory using a ferroelectric substance. As described above, according to the present invention, in a capacitor structure in which a ferroelectric substance is sandwiched between first and second electrodes, at least one of the first and second electrodes has a ferroelectric property. By arranging the minute protrusions on the contact surface with the body, there is an effect that the polarization inversion can be caused with good controllability.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例の断面図である。 【図２】本発明の一実施例における分極−電圧ヒステリシス曲線と従来例におけ
る分極−電圧ヒステリシス曲線との比較を示す図である。 【図３】本発明の一実施例による３種類のアレイ間隔を持つキャパシタの抗電圧
を比較した図である。 【図４】本発明の一実施例による３種類のアレイ間隔を持つ試料に対して分極反
転時間の測定を行った結果を示す図である。 【図５】従来法によるキャパシタと本発明の微小突起アレイを有するキャパシタ
とにおける分極反転の繰返し回数に対して残留分極値をプロットした図である。 【符号の説明】 １ 強誘電体層 ２，３ 電極 ２ａ〜２ｃ 微小突起BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a comparison between a polarization-voltage hysteresis curve in one embodiment of the present invention and a polarization-voltage hysteresis curve in a conventional example. FIG. 3 is a diagram comparing the coercive voltages of capacitors having three types of array intervals according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a result of measuring a polarization reversal time for a sample having three types of array intervals according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram in which the remanent polarization value is plotted with respect to the number of repetitions of the polarization inversion in the conventional capacitor and the capacitor having the microprojection array of the present invention. [Description of Signs] 1 Ferroelectric layers 2 and 3 Electrodes 2a to 2c Small protrusions

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１及び第２の電極で強誘電体を挟み込むキャパシタ構造の強誘
電体素子であって、前記第１及び第２の電極のうち少なくとも一方の前記強誘電
体との接触面上に配列した微小突起を有することを特徴とする強誘電体素子。 【請求項２】 前記微小突起は、前記接触面上に方眼アレイ状に配列されたこと
を特徴とする請求項１記載の強誘電体素子。1. A ferroelectric element having a capacitor structure in which a ferroelectric is sandwiched between first and second electrodes, wherein the ferroelectric element has at least one of the first and second electrodes. A ferroelectric element having fine projections arranged on a contact surface with a dielectric. 2. The ferroelectric element according to claim 1, wherein said minute projections are arranged in a grid array on said contact surface.