JP2000344599A5 - - Google Patents
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Description
【特許請求の範囲】
【請求項１】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項２】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させる際に、上記シリコン基板の表面に酸化性ガスの供給を開始してから少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料の供給を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項３】 上記少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料は少なくとも一種以上の希土類元素からなることを特徴とする請求項２記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項４】 上記少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料は希土類酸化物からなることを特徴とする請求項２記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項５】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中において上記希土類酸化物の成長温度以上の温度で熱処理を行う工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項６】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、上記希土類酸化物の成長温度より高い成長温度で上記希土類酸化物上に希土類酸化物をホモエピタキシャル成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項７】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、上記希土類酸化物上に機能性酸化物をエピタキシャル成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項８】 上記シリコン基板と上記希土類酸化物との界面に厚さ５ｎｍ以下の酸化シリコン膜または欠陥層が形成されたことを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項９】 上記機能性酸化物はペロブスカイト構造または層状ペロブスカイト構造であることを特徴とする請求項７記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項１０】 上記希土類酸化物は酸化セリウムまたは酸化イットリウムであることを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項１１】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
酸化性ガスを含む雰囲気中で少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料を用いて上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項１２】 （００１）面方位のシリコン基板を１×１０ -6 Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中で加熱することによりその表面の酸化シリコン膜を揮発させる工程と、
上記酸化シリコン膜を揮発させた上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項１３】 ビクスバイト構造を有することを特徴とするセリウム酸化物。
【請求項１４】 ビクスバイト構造を有することを特徴とするプロメチウム酸化物。
【請求項１５】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上に第１の成長温度で成長された第１のＣｅＯ 2 膜と、
上記第１のＣｅＯ 2 膜上に上記第１の成長温度より高い第２の成長温度でエピタキシャル成長された第２のＣｅＯ 2 膜と
を有することを特徴とする酸化物積層構造。
【請求項１６】 上記第２のＣｅＯ 2 膜は（００１）面方位であることを特徴とする請求項１５記載の酸化物積層構造。
【請求項１７】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上のＳｉＯ x 膜と、
上記ＳｉＯ x 膜上のアモルファスＣｅＯ y 膜と、
上記アモルファスＣｅＯ y 膜上の上記シリコン基板に対してエピタキシャルに配置した（００１）面方位のＣｅＯ 2 膜と
を有することを特徴とする酸化物積層構造。
【請求項１８】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１９】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
酸化性ガスを含む雰囲気中で少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料を用いて３００℃未満の成長温度で上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項２０】 （００１）面方位のシリコン基板を１×１０ -6 Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中で加熱することによりその表面の酸化シリコン膜を揮発させる工程と、
上記酸化シリコン膜を揮発させた上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と、
上記ゲート絶縁膜上に強誘電体膜をエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項２１】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物からなるゲート絶縁膜と、
上記ゲート絶縁膜上にエピタキシャル成長された強誘電体膜と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項２２】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と、
上記希土類酸化物上に強誘電体膜をエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする強誘電体不揮発性メモリの製造方法。
【請求項２３】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物からなるゲート絶縁膜と、
上記ゲート絶縁膜上にエピタキシャル成長された強誘電体膜とを有する電界効果トランジスタを用いたことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
【請求項２４】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板の第１の領域の表面にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物と、
上記希土類酸化物上にエピタキシャル成長された強誘電体膜を用いたキャパシタと、
上記シリコン基板の第２の領域に形成されたＭＩＳ−ＦＥＴとを有し、
上記キャパシタと上記ＭＩＳ−ＦＥＴのゲート電極とが配線により互いに接続されている
ことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
【請求項２５】 単結晶絶縁体基板と、
上記単結晶絶縁体基板の第１の領域の表面にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物と、
上記希土類酸化物上にエピタキシャル成長された強誘電体膜を用いたキャパシタと、
上記単結晶絶縁体基板の第２の領域の表面にエピタキシャル成長されたシリコン膜に形成されたＭＩＳ−ＦＥＴとを有し、
上記キャパシタと上記ＭＩＳ−ＦＥＴのゲート電極とが配線により互いに接続されている
ことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
【請求項１】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項２】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させる際に、上記シリコン基板の表面に酸化性ガスの供給を開始してから少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料の供給を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項３】 上記少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料は少なくとも一種以上の希土類元素からなることを特徴とする請求項２記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項４】 上記少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料は希土類酸化物からなることを特徴とする請求項２記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項５】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中において上記希土類酸化物の成長温度以上の温度で熱処理を行う工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項６】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、上記希土類酸化物の成長温度より高い成長温度で上記希土類酸化物上に希土類酸化物をホモエピタキシャル成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項７】 上記希土類酸化物をエピタキシャル成長させた後、上記希土類酸化物上に機能性酸化物をエピタキシャル成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項８】 上記シリコン基板と上記希土類酸化物との界面に厚さ５ｎｍ以下の酸化シリコン膜または欠陥層が形成されたことを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項９】 上記機能性酸化物はペロブスカイト構造または層状ペロブスカイト構造であることを特徴とする請求項７記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項１０】 上記希土類酸化物は酸化セリウムまたは酸化イットリウムであることを特徴とする請求項１記載の酸化物の結晶成長方法。
【請求項１１】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
酸化性ガスを含む雰囲気中で少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料を用いて上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項１２】 （００１）面方位のシリコン基板を１×１０ -6 Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中で加熱することによりその表面の酸化シリコン膜を揮発させる工程と、
上記酸化シリコン膜を揮発させた上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする酸化物の結晶成長方法。
【請求項１３】 ビクスバイト構造を有することを特徴とするセリウム酸化物。
【請求項１４】 ビクスバイト構造を有することを特徴とするプロメチウム酸化物。
【請求項１５】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上に第１の成長温度で成長された第１のＣｅＯ 2 膜と、
上記第１のＣｅＯ 2 膜上に上記第１の成長温度より高い第２の成長温度でエピタキシャル成長された第２のＣｅＯ 2 膜と
を有することを特徴とする酸化物積層構造。
【請求項１６】 上記第２のＣｅＯ 2 膜は（００１）面方位であることを特徴とする請求項１５記載の酸化物積層構造。
【請求項１７】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上のＳｉＯ x 膜と、
上記ＳｉＯ x 膜上のアモルファスＣｅＯ y 膜と、
上記アモルファスＣｅＯ y 膜上の上記シリコン基板に対してエピタキシャルに配置した（００１）面方位のＣｅＯ 2 膜と
を有することを特徴とする酸化物積層構造。
【請求項１８】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１９】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
酸化性ガスを含む雰囲気中で少なくとも一種以上の希土類元素を含む原料を用いて３００℃未満の成長温度で上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項２０】 （００１）面方位のシリコン基板を１×１０ -6 Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中で加熱することによりその表面の酸化シリコン膜を揮発させる工程と、
上記酸化シリコン膜を揮発させた上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させることによりゲート絶縁膜を形成する工程と、
上記ゲート絶縁膜上に強誘電体膜をエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項２１】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物からなるゲート絶縁膜と、
上記ゲート絶縁膜上にエピタキシャル成長された強誘電体膜と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項２２】 （００１）面方位のシリコン基板の表面を２×１、１×２の表面再構成によるダイマー構造とする工程と、
上記シリコン基板上に立方晶系または正方晶系の希土類酸化物を（００１）面方位にエピタキシャル成長させる工程と、
上記希土類酸化物上に強誘電体膜をエピタキシャル成長させる工程と
を有することを特徴とする強誘電体不揮発性メモリの製造方法。
【請求項２３】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板上にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物からなるゲート絶縁膜と、
上記ゲート絶縁膜上にエピタキシャル成長された強誘電体膜とを有する電界効果トランジスタを用いたことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
【請求項２４】 （００１）面方位のシリコン基板と、
上記シリコン基板の第１の領域の表面にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物と、
上記希土類酸化物上にエピタキシャル成長された強誘電体膜を用いたキャパシタと、
上記シリコン基板の第２の領域に形成されたＭＩＳ−ＦＥＴとを有し、
上記キャパシタと上記ＭＩＳ−ＦＥＴのゲート電極とが配線により互いに接続されている
ことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
【請求項２５】 単結晶絶縁体基板と、
上記単結晶絶縁体基板の第１の領域の表面にエピタキシャル成長された立方晶系または正方晶系の（００１）面方位の希土類酸化物と、
上記希土類酸化物上にエピタキシャル成長された強誘電体膜を用いたキャパシタと、
上記単結晶絶縁体基板の第２の領域の表面にエピタキシャル成長されたシリコン膜に形成されたＭＩＳ−ＦＥＴとを有し、
上記キャパシタと上記ＭＩＳ−ＦＥＴのゲート電極とが配線により互いに接続されている
ことを特徴とする強誘電体不揮発性メモリ。
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