JPH03110861A - 強誘電体薄膜の製造方法 - Google Patents
強誘電体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH03110861A JPH03110861A JP24953289A JP24953289A JPH03110861A JP H03110861 A JPH03110861 A JP H03110861A JP 24953289 A JP24953289 A JP 24953289A JP 24953289 A JP24953289 A JP 24953289A JP H03110861 A JPH03110861 A JP H03110861A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- ferroelectric thin
- ferroelectric
- semiconductor integrated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052719 titanium Chemical group 0.000 claims 2
- 239000010936 titanium Chemical group 0.000 claims 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical group [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 abstract 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高密度の半導体集積回路上に微小面積の容量
素子を形成できる、強誘電体薄膜の製造方法に関するも
のである。
素子を形成できる、強誘電体薄膜の製造方法に関するも
のである。
従来の技術
半導体集積回路の高密度、高集積化に伴い、容量素子、
特にメモリ集積回路においてデータを保持する容量部に
ついても微小化が盛んに行われてきた。これまでは面積
の微小化に対して、従来から用いられているＳｉ系誘電
体容量膜の薄膜化と立体構成化で必要容量を実現してき
たが、それ以上の面積微小化の要求に対して、強誘電体
薄膜の容量膜への応用が試みられている。強誘電体薄膜
は例えばＰＺＴ （チタン酸、ジルコン酸鉛）、ＰＬＺ
Ｔ （ランタン添加チタン酸、ジルコン酸鉛）等が用い
られるが、強誘電性を得るためには高温での成膜か、低
温での成膜後に加熱処理を行うなど５００℃以上の高温
プロセスが要ることと、薄膜が酸化膜であることから、
電極材料にはＰｔなどの貴金属膜が用いられていた。
特にメモリ集積回路においてデータを保持する容量部に
ついても微小化が盛んに行われてきた。これまでは面積
の微小化に対して、従来から用いられているＳｉ系誘電
体容量膜の薄膜化と立体構成化で必要容量を実現してき
たが、それ以上の面積微小化の要求に対して、強誘電体
薄膜の容量膜への応用が試みられている。強誘電体薄膜
は例えばＰＺＴ （チタン酸、ジルコン酸鉛）、ＰＬＺ
Ｔ （ランタン添加チタン酸、ジルコン酸鉛）等が用い
られるが、強誘電性を得るためには高温での成膜か、低
温での成膜後に加熱処理を行うなど５００℃以上の高温
プロセスが要ることと、薄膜が酸化膜であることから、
電極材料にはＰｔなどの貴金属膜が用いられていた。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の強誘
電体薄膜による容量部について説明する。
電体薄膜による容量部について説明する。
第３図は従来用いられていた強誘電体薄膜による容量部
の一例である。第３図において１１はＳｉ半導体基板、
１２は５ｉ０２層間膜、１３はＰｏ１ｙ−８ｉ配線導電
膜、２４は容量下部Ｐｔ電極、１５はＰＺＴ系強誘電体
薄膜、１６は容量上部Ａ１電極となっている。
の一例である。第３図において１１はＳｉ半導体基板、
１２は５ｉ０２層間膜、１３はＰｏ１ｙ−８ｉ配線導電
膜、２４は容量下部Ｐｔ電極、１５はＰＺＴ系強誘電体
薄膜、１６は容量上部Ａ１電極となっている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構成では、容量下部電極に
Ｐｔ膜を用いているためその微細加工が困難で微小容量
部を構成し難かった。
Ｐｔ膜を用いているためその微細加工が困難で微小容量
部を構成し難かった。
また、Ｐｔ等貴金属以外の電極材料では強誘電体を得る
ための高温プロセスに酸化や強誘電体薄膜との反応とい
う課題を有していた。
ための高温プロセスに酸化や強誘電体薄膜との反応とい
う課題を有していた。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の強誘電体薄膜の製
造方法は容量下部電極として加工性及び、強誘電体薄膜
との反応性の問題のないＴａ膜を用い、その上に、酸化
による影響を小さ（するため低温成長後熱処理を行うプ
ロセスで、強誘電体容量膜を形成し、微小容量部を得る
ものである。
造方法は容量下部電極として加工性及び、強誘電体薄膜
との反応性の問題のないＴａ膜を用い、その上に、酸化
による影響を小さ（するため低温成長後熱処理を行うプ
ロセスで、強誘電体容量膜を形成し、微小容量部を得る
ものである。
作用
この方法によって、微細加工の可能な容量下部電極上へ
の強誘電体容量膜の形成を可能にし、半導体集積回路上
に微小面積の容量部を実現できることとなる。
の強誘電体容量膜の形成を可能にし、半導体集積回路上
に微小面積の容量部を実現できることとなる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明をする。
説明をする。
第１図は本発明の実施例における半導体集積回路のＴａ
膜上強誘電体容量部の構造を示すものである。本実施例
におけるＴａ膜上強誘電体容量部は、従来例の第３図に
おいて容量下部電極２４に用いていたｐｔ膜を１４のＴ
ａ膜に置き換えた構造からなる。第２図はＳｉ基板上に
形成した１ｏｏｏ人の５ｉ０２上にＥ／Ｂ蒸着法てＴａ
膜を付着し、その上にＰＺＴ膜をＲＦスパッタリング法
により基板温度２００℃で６００Ａ成長後６００℃１５
分の熱処理を施したものについてのＸ線回折パターンで
ある。ＰＺＴの組成はスパッタリングターゲットにおい
てＰ ｂ （Ｚ ｒｏ、４ｓ。
膜上強誘電体容量部の構造を示すものである。本実施例
におけるＴａ膜上強誘電体容量部は、従来例の第３図に
おいて容量下部電極２４に用いていたｐｔ膜を１４のＴ
ａ膜に置き換えた構造からなる。第２図はＳｉ基板上に
形成した１ｏｏｏ人の５ｉ０２上にＥ／Ｂ蒸着法てＴａ
膜を付着し、その上にＰＺＴ膜をＲＦスパッタリング法
により基板温度２００℃で６００Ａ成長後６００℃１５
分の熱処理を施したものについてのＸ線回折パターンで
ある。ＰＺＴの組成はスパッタリングターゲットにおい
てＰ ｂ （Ｚ ｒｏ、４ｓ。
Ｔ ｉｏ、ｓ２） ０３となっている。第２図から、上
記の熱処理によって、ＰＺＴ膜がＴａ膜と反応すること
なく、また、特定方向への配向のない、強誘電体薄膜が
得られていることがわかった。
記の熱処理によって、ＰＺＴ膜がＴａ膜と反応すること
なく、また、特定方向への配向のない、強誘電体薄膜が
得られていることがわかった。
以上のように本実施例によれば、加工性のよいＴａ膜上
にＰＺＴ強誘電体容量膜を非晶質成膜後の加熱処理で形
成することができた。
にＰＺＴ強誘電体容量膜を非晶質成膜後の加熱処理で形
成することができた。
なお、本実施例では強誘電体薄膜１５をＰ ｂ （Ｚ
ｒｏ４ｓ、 Ｔ ｉｏ、ｓ２） ０３としたが、これは
他のＺｒ／Ｔｉ比でもよく、また、ＰＬＺＴやＰＬＴ、
ＰＴＯ等のＰＺＴ系強誘電体薄膜ならば何でもよい。
ｒｏ４ｓ、 Ｔ ｉｏ、ｓ２） ０３としたが、これは
他のＺｒ／Ｔｉ比でもよく、また、ＰＬＺＴやＰＬＴ、
ＰＴＯ等のＰＺＴ系強誘電体薄膜ならば何でもよい。
また、本実施例では配線導電膜１３をＰｏ１ｙＳｉとし
たがこれはタングステンＷやモリブデンＭｏなとの高融
点金属膜でもよい。
たがこれはタングステンＷやモリブデンＭｏなとの高融
点金属膜でもよい。
また、本実施例において容量上部電極１６をアルミニウ
ムＡＩとしたがこれは他の電極、配線材料でもよい。
ムＡＩとしたがこれは他の電極、配線材料でもよい。
発明の効果
以上のように本発明の強誘電体薄膜作成方法は、従来貴
金属電極膜上に作成されていたＰＺＴ系強誘電体薄膜を
加工性のよいＴａ膜上に形成する方法を提供するもので
あり、半導体集積回路上に微小面積の容量部を実現でき
、その実用的効果は大なるものがある。
金属電極膜上に作成されていたＰＺＴ系強誘電体薄膜を
加工性のよいＴａ膜上に形成する方法を提供するもので
あり、半導体集積回路上に微小面積の容量部を実現でき
、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の実施例における半導体集積回路上の容
量部の断面図、第２図はＴａ膜上の強誘電体薄膜のＸ線
回折パターン図、第３図は従来の半導体集積回路上の容
量部の断面図である。 １１・・・・・・半導体基板、１２・・・・・・層間膜
、１３・・・・・・配線導電膜、１４・・・・・・容量
下部Ｔａ電極、１５・・・・・・ＰＺＴ系強誘電体薄膜
、１６・・・・・・容量上部電極、２４・・・・・・容
量下部Ｐｔ電極。
量部の断面図、第２図はＴａ膜上の強誘電体薄膜のＸ線
回折パターン図、第３図は従来の半導体集積回路上の容
量部の断面図である。 １１・・・・・・半導体基板、１２・・・・・・層間膜
、１３・・・・・・配線導電膜、１４・・・・・・容量
下部Ｔａ電極、１５・・・・・・ＰＺＴ系強誘電体薄膜
、１６・・・・・・容量上部電極、２４・・・・・・容
量下部Ｐｔ電極。
Claims (4)
- （１）タンタル（Ｔａ）基体上に、ペロブスカイト形酸
化物強誘電体薄膜として、化学式がＡＢＯ＿３と表記さ
れるもののうち、元素Ａが鉛（Ｐｂ）又は鉛とランタン
（Ｐｂ、Ｌａ）からなり、元素Ｂがジルコンとチタン（
Ｚｒ、Ｔｉ） （０≦Ｘ≦１）からなる薄膜を形成することを特徴とす
る強誘電体薄膜の製造方法。 - （２）基体上に非晶質酸化物薄膜を付着形成した後、加
熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の強誘電体
薄膜の製造方法。 - （３）薄膜が容量素子の誘電体膜を形成することを特徴
とする請求項１および２記載の強誘電体薄膜の製造方法
。 - （４）容量素子が半導体集積回路の容量素子であること
を特徴とする請求項３記載の強誘電体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24953289A JPH03110861A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24953289A JPH03110861A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110861A true JPH03110861A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17194385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24953289A Pending JPH03110861A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424958A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-28 | Mitsubishi Materials Corp | 容量素子の構造 |
| US8061384B2 (en) | 2006-07-20 | 2011-11-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure control device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815219A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-28 | インタ−ナシヨナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン | チツプ・キヤパシタ |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24953289A patent/JPH03110861A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815219A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-28 | インタ−ナシヨナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン | チツプ・キヤパシタ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424958A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-28 | Mitsubishi Materials Corp | 容量素子の構造 |
| US8061384B2 (en) | 2006-07-20 | 2011-11-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5191510A (en) | Use of palladium as an adhesion layer and as an electrode in ferroelectric memory devices | |
| KR100417743B1 (ko) | 90 나노미터 이하의 두께를 갖는 강유전성 박막을 지닌강유전성 메모리와 그 제조 방법 | |
| DE69805865T2 (de) | Herstellungsverfahren von Platinschichten mit gesteuerter bevorzugter Orientierung unter Verwendung von Stickstoff | |
| JP3188179B2 (ja) | 強誘電体薄膜素子の製造方法及び強誘電体メモリ素子の製造方法 | |
| US6255122B1 (en) | Amorphous dielectric capacitors on silicon | |
| JP3341357B2 (ja) | 圧電体薄膜素子 | |
| KR100433819B1 (ko) | 초격자재료층및이를포함하는전자소자제조방법 | |
| JP2001511600A (ja) | 層状超格子材料を製造し、かつ酸素に曝さずに層状超格子材料を含む電子装置を作製するための工程 | |
| JPH06350029A (ja) | 微小電子回路構造とその製法 | |
| JP2003282717A (ja) | 薄膜キャパシタ及びその製造方法 | |
| JP2003298027A (ja) | 強誘電体薄膜素子およびその製造方法、これを用いた薄膜コンデンサ並びに圧電アクチュエータ | |
| JP2006310744A (ja) | 薄膜キャパシタ及び半導体装置 | |
| JPH0687491B2 (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| JPH03110861A (ja) | 強誘電体薄膜の製造方法 | |
| JPH08222711A (ja) | 強誘電体キャパシタと、強誘電体キャパシタ及び強誘電体膜の形成方法 | |
| JPH09129827A (ja) | 強誘電体キャパシタ | |
| JP2000173349A (ja) | 誘電体薄膜とその製法およびコンデンサ | |
| KR100348387B1 (ko) | 강유전체 박막 소자 및 그 제조방법 | |
| JPH04287968A (ja) | 集積回路装置およびその製造方法 | |
| TW511247B (en) | Manufacturing method for a memory condenser containing a dielectric on the basis of strontium-bismuth-tantalum | |
| KR100247474B1 (ko) | 피지티 강유전체 캐패시터 제조 방법 | |
| JP2003063860A (ja) | 焼結体ターゲット，それを利用した誘電体薄膜及びその製造方法，それを利用した電子部品 | |
| JPH0644601B2 (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| JPH0624222B2 (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JP3379796B2 (ja) | 強誘電体薄膜製造方法 |