JPH05229827A - 強誘電体膜形成方法 - Google Patents
強誘電体膜形成方法Info
- Publication number
- JPH05229827A JPH05229827A JP3185592A JP3185592A JPH05229827A JP H05229827 A JPH05229827 A JP H05229827A JP 3185592 A JP3185592 A JP 3185592A JP 3185592 A JP3185592 A JP 3185592A JP H05229827 A JPH05229827 A JP H05229827A
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- JP
- Japan
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- film
- crystal
- ferroelectric film
- substrate
- crystal grains
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＺＴ(ＰbＺrxＴi1-xＯ3),ＰＬＺＴ((Ｐb
1-xＬax)(ＺryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)などのＰbを組成に含む
強誘電体膜を適正寸法の結晶粒を有する状態に形成す
る。しかも、熱処理中のＰbＯの蒸発を抑えて、予め過
剰のＰb成分を加えておく必要を無くすとともにピンホ
ール発生量を低減して膜質を良くする。 【構成】 Ｐbを含む所定の組成を有する膜１を基板に
堆積する。ランプ加熱によって温度５５０〜６５０℃,
１分間の熱処理を行って、上記堆積した膜１をペロブス
カイト型結晶構造に変化させて強誘電体膜１′を形成す
る。
1-xＬax)(ＺryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)などのＰbを組成に含む
強誘電体膜を適正寸法の結晶粒を有する状態に形成す
る。しかも、熱処理中のＰbＯの蒸発を抑えて、予め過
剰のＰb成分を加えておく必要を無くすとともにピンホ
ール発生量を低減して膜質を良くする。 【構成】 Ｐbを含む所定の組成を有する膜１を基板に
堆積する。ランプ加熱によって温度５５０〜６５０℃,
１分間の熱処理を行って、上記堆積した膜１をペロブス
カイト型結晶構造に変化させて強誘電体膜１′を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、強誘電体膜形成方法
に関し、より詳しくは、Ｐbを組成に含む強誘電体膜を
形成する方法に関する。
に関し、より詳しくは、Ｐbを組成に含む強誘電体膜を
形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｐbを組成に含む強誘電体膜としては、
ＰＺＴ(ＰbＺrxＴi1-xＯ3)、ＰＬＺＴ((Ｐb1-xＬax)(Ｚ
ryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)などが知られている。従来、この種
の強誘電体膜を形成する場合、まず、スパッタリング法
またはゾルゲル法により、Ｐbを含む所定の組成を有す
る膜を基板に堆積する。この後、この基板をボートにセ
ットして電気炉に入れて、不活性ガス中で温度５５０〜
６５０℃,数時間程度の熱処理を行う。これにより、堆
積した膜(非晶質)をペロブスカイト型結晶構造に変化さ
せて強誘電性を持たせ、強誘電体膜を形成している。
ＰＺＴ(ＰbＺrxＴi1-xＯ3)、ＰＬＺＴ((Ｐb1-xＬax)(Ｚ
ryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)などが知られている。従来、この種
の強誘電体膜を形成する場合、まず、スパッタリング法
またはゾルゲル法により、Ｐbを含む所定の組成を有す
る膜を基板に堆積する。この後、この基板をボートにセ
ットして電気炉に入れて、不活性ガス中で温度５５０〜
６５０℃,数時間程度の熱処理を行う。これにより、堆
積した膜(非晶質)をペロブスカイト型結晶構造に変化さ
せて強誘電性を持たせ、強誘電体膜を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
形成方法は、上記熱処理を電気炉を用いて行っているの
で、上記基板およびボートを昇温して安定させるため
に、どうしても３０分間程度の時間がかかる。このた
め、図１(b)に示すように、堆積した膜１１中に存在し
ている結晶核１２が過度に成長して、熱処理後に強誘電
体膜１１′中の結晶粒１３が大きくなり過ぎるという問
題がある。このように膜中の結晶粒１３が大きくなり過
ぎた場合、ストレスが発生して強誘電体膜１１′にクラ
ックが生じたり、導電性が高くなって半導体素子の誘電
体膜として適用できなくなったりする。
形成方法は、上記熱処理を電気炉を用いて行っているの
で、上記基板およびボートを昇温して安定させるため
に、どうしても３０分間程度の時間がかかる。このた
め、図１(b)に示すように、堆積した膜１１中に存在し
ている結晶核１２が過度に成長して、熱処理後に強誘電
体膜１１′中の結晶粒１３が大きくなり過ぎるという問
題がある。このように膜中の結晶粒１３が大きくなり過
ぎた場合、ストレスが発生して強誘電体膜１１′にクラ
ックが生じたり、導電性が高くなって半導体素子の誘電
体膜として適用できなくなったりする。
【０００４】また、上記強誘電体膜の組成の中では、Ｐ
bの蒸気圧が最も高くなっており、図２(b)に示すよう
に、上記長時間の熱処理中にＰb成分がＰbＯの状態で膜
１１中から多量に蒸発する(図には、堆積後の組成と熱
処理後の組成を示している。)。このため、堆積する膜
１１に予め１０〜２０mol％の過剰のＰb成分を加えてお
かねばならず、しかも、上記ＰbＯの蒸発によって強誘
電体膜１１′中にピンホールが生じて膜質が損なわれる
という問題がある。
bの蒸気圧が最も高くなっており、図２(b)に示すよう
に、上記長時間の熱処理中にＰb成分がＰbＯの状態で膜
１１中から多量に蒸発する(図には、堆積後の組成と熱
処理後の組成を示している。)。このため、堆積する膜
１１に予め１０〜２０mol％の過剰のＰb成分を加えてお
かねばならず、しかも、上記ＰbＯの蒸発によって強誘
電体膜１１′中にピンホールが生じて膜質が損なわれる
という問題がある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、Ｐbを組成に
含む強誘電体膜を適正寸法の結晶粒を有する状態に形成
でき、しかも、熱処理中のＰbＯの蒸発を抑えて、予め
過剰のＰb成分を加えておく必要を無くすとともにピン
ホール発生量を低減できる強誘電体膜形成方法を提供す
ることにある。
含む強誘電体膜を適正寸法の結晶粒を有する状態に形成
でき、しかも、熱処理中のＰbＯの蒸発を抑えて、予め
過剰のＰb成分を加えておく必要を無くすとともにピン
ホール発生量を低減できる強誘電体膜形成方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の強誘電体膜形成方法は、Ｐbを含む所定
の組成を有する膜を基板に堆積した後、所定の温度で熱
処理を行って、上記堆積した膜をペロブスカイト型結晶
構造に変化させて強誘電体膜を形成する強誘電体膜形成
方法において、上記熱処理をランプ加熱によって行うこ
とを特徴としている。
め、この発明の強誘電体膜形成方法は、Ｐbを含む所定
の組成を有する膜を基板に堆積した後、所定の温度で熱
処理を行って、上記堆積した膜をペロブスカイト型結晶
構造に変化させて強誘電体膜を形成する強誘電体膜形成
方法において、上記熱処理をランプ加熱によって行うこ
とを特徴としている。
【０００７】
【作用】ランプ加熱、すなわちハロゲンランプなどを用
いて対象物に光を照射する加熱法によれば、基板に堆積
した膜のみを、約１分間程度で急速に加熱することがで
きる。このように急速に加熱した場合、膜中に従来に比
して多数の結晶核が形成され、結晶粒はこの核をシード
(種子)として成長する結果、結晶粒同士がぶつかり合っ
て粒径が小さい状態で成長が止まる。したがって、強誘
電体膜が適正寸法の結晶粒を有する状態に形成される。
また、熱処理が短時間で行なわれることから、熱処理の
前後で膜中のＰb量がほとんど一定に保たれる。したが
って、予め過剰のＰb成分を加えておく必要が無くなる
とともに、ピンホールの発生量が減少して膜質が良くな
る。
いて対象物に光を照射する加熱法によれば、基板に堆積
した膜のみを、約１分間程度で急速に加熱することがで
きる。このように急速に加熱した場合、膜中に従来に比
して多数の結晶核が形成され、結晶粒はこの核をシード
(種子)として成長する結果、結晶粒同士がぶつかり合っ
て粒径が小さい状態で成長が止まる。したがって、強誘
電体膜が適正寸法の結晶粒を有する状態に形成される。
また、熱処理が短時間で行なわれることから、熱処理の
前後で膜中のＰb量がほとんど一定に保たれる。したが
って、予め過剰のＰb成分を加えておく必要が無くなる
とともに、ピンホールの発生量が減少して膜質が良くな
る。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の強誘電体膜形成方法を実施
例により詳細に説明する。
例により詳細に説明する。
【０００９】Ｐbを組成に含む強誘電体膜として、ＰＺ
Ｔ(ＰbＺrxＴi1-xＯ3)膜またはＰＬＺＴ((Ｐb1-xＬax)
(ＺryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)膜を形成するものとする。 まず、スパッタリング法またはゾルゲル法により、上
記組成を有する膜を基板に堆積する。このとき、堆積す
る膜の組成は、化学量論的組成比とする。 次に、図１(a)に示すように、上記堆積した膜(参照数
字１で表す。)に対して、ハロゲンランプを用いて光を
照射して(ランプ加熱)、温度５５０〜６５０℃,１分間
の熱処理を行う。これにより、基板に堆積した膜(非晶
質)１のみを加熱して、ペロブスカイト型結晶構造に変
化させて強誘電体膜１′を形成する。このように急速に
加熱した場合、図１(a)に示すように、膜１中に従来に
比して多数の結晶核２が形成され、結晶粒はこの核をシ
ード(種子)として成長する。この結果、結晶粒同士がぶ
つかり合って粒径が小さい状態で成長が止まる。したが
って、強誘電体膜１′を適正寸法の結晶粒３を有する状
態に形成することができる。また、熱処理を短時間で行
えることから、図２(a)に示すように、堆積後と熱処理
後とで、膜１,１′中のＰb量をほとんど一定に保つこと
ができる。したがって、工程で述べたように、堆積す
る膜１の組成は、化学量論的組成比とするだけで済む。
しかも、ピンホールの発生量を減少させて、膜質を良く
することができる。
Ｔ(ＰbＺrxＴi1-xＯ3)膜またはＰＬＺＴ((Ｐb1-xＬax)
(ＺryＴi1-y)1-x/4Ｏ3)膜を形成するものとする。 まず、スパッタリング法またはゾルゲル法により、上
記組成を有する膜を基板に堆積する。このとき、堆積す
る膜の組成は、化学量論的組成比とする。 次に、図１(a)に示すように、上記堆積した膜(参照数
字１で表す。)に対して、ハロゲンランプを用いて光を
照射して(ランプ加熱)、温度５５０〜６５０℃,１分間
の熱処理を行う。これにより、基板に堆積した膜(非晶
質)１のみを加熱して、ペロブスカイト型結晶構造に変
化させて強誘電体膜１′を形成する。このように急速に
加熱した場合、図１(a)に示すように、膜１中に従来に
比して多数の結晶核２が形成され、結晶粒はこの核をシ
ード(種子)として成長する。この結果、結晶粒同士がぶ
つかり合って粒径が小さい状態で成長が止まる。したが
って、強誘電体膜１′を適正寸法の結晶粒３を有する状
態に形成することができる。また、熱処理を短時間で行
えることから、図２(a)に示すように、堆積後と熱処理
後とで、膜１,１′中のＰb量をほとんど一定に保つこと
ができる。したがって、工程で述べたように、堆積す
る膜１の組成は、化学量論的組成比とするだけで済む。
しかも、ピンホールの発生量を減少させて、膜質を良く
することができる。
【００１０】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の強
誘電体膜形成方法は、基板に堆積した膜の熱処理をラン
プ加熱によって行っているので、急速加熱によって多数
の結晶核を形成する結果、強誘電体膜を適正寸法の結晶
粒を有する状態に形成することができる。しかも、熱処
理を短時間で行えるので、熱処理の前後で膜中のＰb量
をほとんど一定に保つことができる。したがって、予め
過剰のＰbＯ成分を加える必要が無くなるとともに、ピ
ンホールの発生量を減少させて膜質を良くすることがで
きる。
誘電体膜形成方法は、基板に堆積した膜の熱処理をラン
プ加熱によって行っているので、急速加熱によって多数
の結晶核を形成する結果、強誘電体膜を適正寸法の結晶
粒を有する状態に形成することができる。しかも、熱処
理を短時間で行えるので、熱処理の前後で膜中のＰb量
をほとんど一定に保つことができる。したがって、予め
過剰のＰbＯ成分を加える必要が無くなるとともに、ピ
ンホールの発生量を減少させて膜質を良くすることがで
きる。
【図１】 この発明の一実施例の強誘電体膜形成方法お
よび従来の強誘電体膜形成方法を説明する図である。
よび従来の強誘電体膜形成方法を説明する図である。
【図２】 上記実施例および従来の強誘電体膜形成方法
により形成した強誘電体膜の組成を示す図である。
により形成した強誘電体膜の組成を示す図である。
１,１１ 堆積膜 １′,１１′ 強誘電体膜 ２,１２ 結晶核 ３,１３ 結晶粒
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐbを含む所定の組成を有する膜を基板
に堆積した後、所定の温度で熱処理を行って、上記堆積
した膜をペロブスカイト型結晶構造に変化させて強誘電
体膜を形成する強誘電体膜形成方法において、 上記熱処理をランプ加熱によって行うことを特徴とする
強誘電体膜形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185592A JPH05229827A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 強誘電体膜形成方法 |
| US08/321,470 US5443030A (en) | 1992-01-08 | 1994-10-11 | Crystallizing method of ferroelectric film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185592A JPH05229827A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 強誘電体膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05229827A true JPH05229827A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12342667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185592A Pending JPH05229827A (ja) | 1992-01-08 | 1992-02-19 | 強誘電体膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05229827A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100339608B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의pzt박막형성방법 |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP3185592A patent/JPH05229827A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100339608B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의pzt박막형성방법 |
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