JPH0425105A - 誘電体薄膜およびその製造方法 - Google Patents
誘電体薄膜およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0425105A JPH0425105A JP2130482A JP13048290A JPH0425105A JP H0425105 A JPH0425105 A JP H0425105A JP 2130482 A JP2130482 A JP 2130482A JP 13048290 A JP13048290 A JP 13048290A JP H0425105 A JPH0425105 A JP H0425105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- dielectric
- dielectric thin
- film
- substrate
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6326—Deposition processes
- H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6326—Deposition processes
- H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
- H10P14/6332—Deposition from the gas or vapour phase using thermal evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
- H10D1/60—Capacitors
- H10D1/68—Capacitors having no potential barriers
- H10D1/682—Capacitors having no potential barriers having dielectrics comprising perovskite structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
- H10P14/6938—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal oxynitrides or metal oxycarbides
- H10P14/69398—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal oxynitrides or metal oxycarbides the material having a perovskite structure, e.g. BaTiO3
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (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〉
本分１力は、エレク１−ロニクスの各分野のデバイスに
使用できる安′ボした電気特性で膜質の良い高誘電率の
誘電体薄膜の組成と、その誘電体薄膜の製造方法に関す
るものである。
使用できる安′ボした電気特性で膜質の良い高誘電率の
誘電体薄膜の組成と、その誘電体薄膜の製造方法に関す
るものである。
〈従来の技術〉
現在、集積度が高いＬＳＩは、メモリーのＤ−ＲＡＭで
あるが、そのメモリー数の増加と共にメモリー素子での
キャパシタの電（ｌｉ積が縮少している。この素子面積
を減少させてもキャパシタの答はを一定１直以上に保つ
ために、誘電体膜を薄くしたり、ｌ−レンチやスタック
ド型のキャパシタにする方法がとられている。しかし、
これらの方法では、構造の複雑化や製造」二の問題から
、技術的にもコスト的にせ限界に近くなっている。
あるが、そのメモリー数の増加と共にメモリー素子での
キャパシタの電（ｌｉ積が縮少している。この素子面積
を減少させてもキャパシタの答はを一定１直以上に保つ
ために、誘電体膜を薄くしたり、ｌ−レンチやスタック
ド型のキャパシタにする方法がとられている。しかし、
これらの方法では、構造の複雑化や製造」二の問題から
、技術的にもコスト的にせ限界に近くなっている。
〈発明が解決しようとする課題〉
これ迄のＤ−ＲＡＭのキャパシタの誘電体膜には衝めて
薄い膜の作製が可能で、かつ、絶縁性や配圧性のよい５
ｉ０２膜が用いられていた。しかしこの５ｉ０２膜は誘
電率がＥγ４．５〜４６程度である。従１て、誘電率が
高い材料でＩ） −ＲＡ Ｍのキャパシタの誘電体膜が
作製できればＤ−ＲＡＭのキャパシタなどに関する問題
も犬１〕に改善されることになる。しかし、これ迄の研
究では、高誘’ｉｆ率の材料によるキャパシタ形成のだ
めの平坦で絶縁性の高い薄膜の作製ができなか−た。
薄い膜の作製が可能で、かつ、絶縁性や配圧性のよい５
ｉ０２膜が用いられていた。しかしこの５ｉ０２膜は誘
電率がＥγ４．５〜４６程度である。従１て、誘電率が
高い材料でＩ） −ＲＡ Ｍのキャパシタの誘電体膜が
作製できればＤ−ＲＡＭのキャパシタなどに関する問題
も犬１〕に改善されることになる。しかし、これ迄の研
究では、高誘’ｉｆ率の材料によるキャパシタ形成のだ
めの平坦で絶縁性の高い薄膜の作製ができなか−た。
本発明は、従来のキャパシタに用いる誘電体薄膜がもつ
課題を解消するもので、誘電率が高く、かつ、絶縁性も
高い電気的特性をもち、平坦な薄膜を形成できる組成の
材料と、その材料で効率よく薄膜を製造する方法を提供
することを目的としている。
課題を解消するもので、誘電率が高く、かつ、絶縁性も
高い電気的特性をもち、平坦な薄膜を形成できる組成の
材料と、その材料で効率よく薄膜を製造する方法を提供
することを目的としている。
〈課題を解決するための手段〉
ペロジスカイ１−型酸化物は、誘電率が高い材料として
知られており、特にＢａＴｉＯ３は既知の材料では最も
扁い誘電率を示している。しかし、ＢａＴｉＯ３は常温
では強誘電体であ勺、ヒステリシスや結晶の変形を伴い
、構造的に膜設化が難しいという欠点がある。
知られており、特にＢａＴｉＯ３は既知の材料では最も
扁い誘電率を示している。しかし、ＢａＴｉＯ３は常温
では強誘電体であ勺、ヒステリシスや結晶の変形を伴い
、構造的に膜設化が難しいという欠点がある。
本発明では、安定な構造の５ｒＴｉ０３を主成分とし、
これにＢａＴｉＯ３の混合して誘電率を高くし、その温
度による変化を小さくしている。更に、ＣａＴｉＯ３の
混合により酸素欠陥を減少させ成膜性を向上させている
。以上の混晶系に於て、５ｒＴｉ０３が９５〜６０ ｍ
ｏｌＪ、Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏ３が１〜２０ ｍｏｌ、％
、ＣａＴｉ０ａが１〜２０チの範囲で良好な誘電体薄膜
が得られた。以」二の組成を、次の添加物により絶縁性
を向」ニしている。
これにＢａＴｉＯ３の混合して誘電率を高くし、その温
度による変化を小さくしている。更に、ＣａＴｉＯ３の
混合により酸素欠陥を減少させ成膜性を向上させている
。以上の混晶系に於て、５ｒＴｉ０３が９５〜６０ ｍ
ｏｌＪ、Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏ３が１〜２０ ｍｏｌ、％
、ＣａＴｉ０ａが１〜２０チの範囲で良好な誘電体薄膜
が得られた。以」二の組成を、次の添加物により絶縁性
を向」ニしている。
（２）添加物
一般に、誘電体は、イオン結合の特性が強いので、欠陥
や不純物はドナーやアクセプターとして作用する。それ
らの欠陥等に束縛される電子のエネルギー準位は、量子
力学の連続媒体近似によると、エネルギー帯の底から測
った値が誘電率の２乗に反比例して小さくなり、かつ、
その電子のひろがりを与える軌道半径が誘電率に比例し
て大きくなることを示している。従って、誘電率が高い
材料では欠陥によるキャリアが発生し易く、かつ、発生
したキャリアの移ω１度が大きくなるので、電気的特性
が措置敏感な特性になるのである。以」二の説り１のよ
うに、誘電率の高い物質は構造敏感な性質をも−ている
が、この例として、ＢａＴｉＯ３等の誘電体がよく半導
体としての特性をもつことが知られているが、これは真
空蒸右等で薄膜を形成した酸化物では、酸素欠陥が生じ
やすく、酸素欠陥があると（０”ｌが抜けるので、イオ
ン結晶中では２個の正電荷の電子と同じ作用をして、上
述のドナーと同じになり、誘電体に半導体動作をさせて
いる。
や不純物はドナーやアクセプターとして作用する。それ
らの欠陥等に束縛される電子のエネルギー準位は、量子
力学の連続媒体近似によると、エネルギー帯の底から測
った値が誘電率の２乗に反比例して小さくなり、かつ、
その電子のひろがりを与える軌道半径が誘電率に比例し
て大きくなることを示している。従って、誘電率が高い
材料では欠陥によるキャリアが発生し易く、かつ、発生
したキャリアの移ω１度が大きくなるので、電気的特性
が措置敏感な特性になるのである。以」二の説り１のよ
うに、誘電率の高い物質は構造敏感な性質をも−ている
が、この例として、ＢａＴｉＯ３等の誘電体がよく半導
体としての特性をもつことが知られているが、これは真
空蒸右等で薄膜を形成した酸化物では、酸素欠陥が生じ
やすく、酸素欠陥があると（０”ｌが抜けるので、イオ
ン結晶中では２個の正電荷の電子と同じ作用をして、上
述のドナーと同じになり、誘電体に半導体動作をさせて
いる。
以」二から、誘電体薄膜に高い絶縁性をもたせるために
は、酸素欠陥の少ない成膜法を用いることと、その欠陥
ができたとき、それを電気的に中和させる組成にする必
要がある。
は、酸素欠陥の少ない成膜法を用いることと、その欠陥
ができたとき、それを電気的に中和させる組成にする必
要がある。
１、ず、５ｒＴｉ０３ ｆ主成分とする混晶に、ＣａＴ
ｉＯ３を混入すると、Ｃａイオンが酸素に対して高い活
１生度をもつことから、その混晶の酸素欠陥を減少させ
る作用があることが見出された。
ｉＯ３を混入すると、Ｃａイオンが酸素に対して高い活
１生度をもつことから、その混晶の酸素欠陥を減少させ
る作用があることが見出された。
次に、３ｄ軌道の半分以上に電子が入−たＣｕ、Ｎｉ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ又はＣｒを添加することで、」１紀の
酸素欠陥を減少できることが分−た。これは以」二の元
素が、同じように３ｄ軌道の電子に空のあるＴＩと置換
することが考えられる。とのとき正の価数がＴｉより少
なくなシ、その混晶中の酸素欠陥で生じた正電荷を中和
する作用によると考えられる。
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ又はＣｒを添加することで、」１紀の
酸素欠陥を減少できることが分−た。これは以」二の元
素が、同じように３ｄ軌道の電子に空のあるＴＩと置換
することが考えられる。とのとき正の価数がＴｉより少
なくなシ、その混晶中の酸素欠陥で生じた正電荷を中和
する作用によると考えられる。
以上の添加元素で、ＣｕとＭｎは特に顕著な効果がある
ことが見出された。
ことが見出された。
更に、Ａ１もＴｉと同じ８価であり、Ｔｉと置換して上
記の作用があること、及び、同時に８１も添加すると、
このＳｉがＡＩによるＴｉとの置換を容易にし、かつ、
その結晶を安定化させる効果があることが分−た。
記の作用があること、及び、同時に８１も添加すると、
このＳｉがＡＩによるＴｉとの置換を容易にし、かつ、
その結晶を安定化させる効果があることが分−た。
更に、以上で説明した組成の誘電体はイオン工学による
薄膜形成法である構成物質を、真空中または低ガス圧領
域でイオン化し、そのイオし ン爾、圧を印加して与えた運動エネルギを利用して堆積
することにより緻密で平坦な薄膜が特に効率よく形成で
きることが分った。
薄膜形成法である構成物質を、真空中または低ガス圧領
域でイオン化し、そのイオし ン爾、圧を印加して与えた運動エネルギを利用して堆積
することにより緻密で平坦な薄膜が特に効率よく形成で
きることが分った。
く作 用〉
本発明の誘電率の高い薄膜形成用の組成物は、誘電率の
高い材料と構造を安定化させる材料を混合した上、絶縁
性を高くする元素を添加したものである。
高い材料と構造を安定化させる材料を混合した上、絶縁
性を高くする元素を添加したものである。
以−にの誘電体組成物はイオン工学的成膜法により、緻
密で、平坦な薄膜にできる。
密で、平坦な薄膜にできる。
〈実施例〉
以下、本発明の組成による誘電体の薄膜作製の実施例を
図面を参照して説１月する。
図面を参照して説１月する。
水先１３Ｊ１の実施例では、酸化物の薄１摸を精度よく
形成するのに適したＩＣＢ法を用いた。このＩＣＢ薄膜
作製装置の概要を示した断面図が第１図である。この図
に於て、真空反応槽１は、内径４５０門で高さが６００
順である。この槽１にはそれぞれバルブ８を介して次の
機器を接続した。先ず、主排気系５のクライオポンプ（
商品名： ＵＬＶＡＣ。
形成するのに適したＩＣＢ法を用いた。このＩＣＢ薄膜
作製装置の概要を示した断面図が第１図である。この図
に於て、真空反応槽１は、内径４５０門で高さが６００
順である。この槽１にはそれぞれバルブ８を介して次の
機器を接続した。先ず、主排気系５のクライオポンプ（
商品名： ＵＬＶＡＣ。
ＣＲＹＯ，Ｕ−１０Ｐ ）は、その排気速度がＮ２ガス
に対して２２５０ Ｌ／Ｓｅｅである。このバソクアノ
プボンブにはロータリーポンプを用い、更にソープショ
ンポンプ（商品名： ＵＬＶＡＣ，ＰＳＭ−１０）を２
台並列設置して荒引きした」二、最終５ Ｘ １０′ｌ
０Ｔｏｒｒの高真空が得られた。この槽１には、クラス
ターイオン源３．４が２個と、活性化酸素ガス源７が設
けられている。クラスクーイオン源３．４には、それぞ
れ約５ｃｃのグラファイト製ルツボ１０と、ルツボ１０
の加熱装置がありル・ボ１０のなかの材料は加熱により
クラスタービームとなって噴出するが、イオン化部１１
で環状の熱電子源からの電子ビーム照射によりイオン化
されている。このイオン化されたクラスタービームはイ
オンクラスクービーム源３．４のパルプ８に印加された
電圧により運動エネルギーを与えられ基板２の方向に放
出される。
に対して２２５０ Ｌ／Ｓｅｅである。このバソクアノ
プボンブにはロータリーポンプを用い、更にソープショ
ンポンプ（商品名： ＵＬＶＡＣ，ＰＳＭ−１０）を２
台並列設置して荒引きした」二、最終５ Ｘ １０′ｌ
０Ｔｏｒｒの高真空が得られた。この槽１には、クラス
ターイオン源３．４が２個と、活性化酸素ガス源７が設
けられている。クラスクーイオン源３．４には、それぞ
れ約５ｃｃのグラファイト製ルツボ１０と、ルツボ１０
の加熱装置がありル・ボ１０のなかの材料は加熱により
クラスタービームとなって噴出するが、イオン化部１１
で環状の熱電子源からの電子ビーム照射によりイオン化
されている。このイオン化されたクラスタービームはイ
オンクラスクービーム源３．４のパルプ８に印加された
電圧により運動エネルギーを与えられ基板２の方向に放
出される。
実施例では１個のビーム源３にチタン金嘱に銅を２ａｔ
％添加した合金の材料を入れ、他のビーム７原４にはス
トロンチウム７５ ａｔ％、 カルシウム２０ ａｔ％
、バリウム５ａｔ％の合金を材料とじて入れた。一方
、基板表部に活性化酸素ガスを供給して、ビーム７原３
．４からのイオンクラスタービームを酸素と結合させる
ラディカル酸素源７は導入した酸素（０□）ガスに、Ｒ
Ｆ電７原６からの１３．５６ＭＨｚのＲＦパワーを印加
してプラズマ化した」二、基板２の１〜２備まで近ずけ
たガス噴出１」から基板２表面では１０チ以」二活性化
された酸素ガススを１０−２ Ｔｏｒｒ程度になるよう
供給していた。
％添加した合金の材料を入れ、他のビーム７原４にはス
トロンチウム７５ ａｔ％、 カルシウム２０ ａｔ％
、バリウム５ａｔ％の合金を材料とじて入れた。一方
、基板表部に活性化酸素ガスを供給して、ビーム７原３
．４からのイオンクラスタービームを酸素と結合させる
ラディカル酸素源７は導入した酸素（０□）ガスに、Ｒ
Ｆ電７原６からの１３．５６ＭＨｚのＲＦパワーを印加
してプラズマ化した」二、基板２の１〜２備まで近ずけ
たガス噴出１」から基板２表面では１０チ以」二活性化
された酸素ガススを１０−２ Ｔｏｒｒ程度になるよう
供給していた。
以Ｊ二の２つのビーム源３．４には、それぞれ餉図示し
ない蒸発量を測定するための膜厚計を設けてモニターし
、ビーム源３．４の蒸発量が原子量的に等しく、かつ、
基板２上で１分間に１００λの成膜速度になるよう調整
した。
ない蒸発量を測定するための膜厚計を設けてモニターし
、ビーム源３．４の蒸発量が原子量的に等しく、かつ、
基板２上で１分間に１００λの成膜速度になるよう調整
した。
基板２には、ｎ型５ｉ（１００）で比抵抗１００Ωｃａ
ｒのウェハーを用い、自転するウェハーホルダーに収イ
」けて、成膜中の基板温度は５００℃に保−・た。又、
各ビーム源３．４でのクラスタービー１．にＪ：５００
Ｖの上圧印加でイオンクラスターを加速し、基板２へ衡
突したイオンのもつ運動エネルギーを表面での拡散エネ
ルギーとして利用し膜１の結晶性を向上させている。
ｒのウェハーを用い、自転するウェハーホルダーに収イ
」けて、成膜中の基板温度は５００℃に保−・た。又、
各ビーム源３．４でのクラスタービー１．にＪ：５００
Ｖの上圧印加でイオンクラスターを加速し、基板２へ衡
突したイオンのもつ運動エネルギーを表面での拡散エネ
ルギーとして利用し膜１の結晶性を向上させている。
以北による誘電体薄膜の作製条件をまとめたのが第１表
である。
である。
第１表 “成 膜 条 件
以−１−で説明した基板ホルダーには、ｌＱｍ×ｌ□ｕ
＋の正方形Ｓ ｉ ｊ、（板を４枚設菅して誘Ｔｌｉ’
、体薄１１々１の形成をした。このなかの１枚を基板と
共に機械的に割リ、その断面線をＳＥＭで観察したのが
第２図である。この図から推定できるように薄１１り１
は結晶化して成長し、又、その膜１の表面の凹凸は小さ
く、良好な平坦になっている。なお、この膜１の厚さは
約６００ ｎｍである。
＋の正方形Ｓ ｉ ｊ、（板を４枚設菅して誘Ｔｌｉ’
、体薄１１々１の形成をした。このなかの１枚を基板と
共に機械的に割リ、その断面線をＳＥＭで観察したのが
第２図である。この図から推定できるように薄１１り１
は結晶化して成長し、又、その膜１の表面の凹凸は小さ
く、良好な平坦になっている。なお、この膜１の厚さは
約６００ ｎｍである。
更に、形成しだ誘′直体薄１摸１の両面にＩｎ−Ｇａ合
金の電極を設けて測定した電気的特性をＭ２表にボした
。この測定にはヒューレノトパノカート社製のＬ ＣＲ
メーター４２６２Ａを用いた。測定信号レベルはＩＶで
、測定温度は２３℃であ−た。
金の電極を設けて測定した電気的特性をＭ２表にボした
。この測定にはヒューレノトパノカート社製のＬ ＣＲ
メーター４２６２Ａを用いた。測定信号レベルはＩＶで
、測定温度は２３℃であ−た。
第２表 誘電体薄膜の電気的特性
第１表での誤差は、１摸厚や形状などの測定による最大
２０チ程度と見込まれるが、この測定値からも誘電体薄
膜１は高い誘電率と絶縁性をもっことが分かると共に、
その膜は緻密で、かっ、平坦・平滑な特徴をもつことが
分る。
２０チ程度と見込まれるが、この測定値からも誘電体薄
膜１は高い誘電率と絶縁性をもっことが分かると共に、
その膜は緻密で、かっ、平坦・平滑な特徴をもつことが
分る。
以」二で得た厚さ６００ｎｍの誘電体膜を、前記。
Ｄ−４ＡＭのキャパシタに使用するとして１μｍ×１μ
ｍにしても約１２００ｆＦの容量になシ、膜の絶縁抵抗
も充分に高いことから、所期の目的に適合した誘電体膜
になシ、高集積化したＬＳＩに用いることでその秀れた
特性を発揮することになる。
ｍにしても約１２００ｆＦの容量になシ、膜の絶縁抵抗
も充分に高いことから、所期の目的に適合した誘電体膜
になシ、高集積化したＬＳＩに用いることでその秀れた
特性を発揮することになる。
なお、本実施例による誘電膜を用いたキャパシタの時定
数は１００ｍ５ｅｃになっておシ、Ｄ−ＲＡＭに使用し
たとき、現在のりフレッシュサイクルに比して充分に長
いことが分る。
数は１００ｍ５ｅｃになっておシ、Ｄ−ＲＡＭに使用し
たとき、現在のりフレッシュサイクルに比して充分に長
いことが分る。
更に、本実施例の誘電体薄膜の耐圧を上げるため５倍の
膜厚（＋−３μｍ）の誘電膜にした前Ｅｌ、Ｄ −ＲＡ
Ｍのキャパシタにしても、２４０ｆＦという丑だ余裕の
ある容量を得ることができる。
膜厚（＋−３μｍ）の誘電膜にした前Ｅｌ、Ｄ −ＲＡ
Ｍのキャパシタにしても、２４０ｆＦという丑だ余裕の
ある容量を得ることができる。
本実施例では誘電体薄膜の成膜時の基板温度を５００℃
という比較的低温にしたが、これはＳｉ基板２には半導
体素子が形成されていることを想定し、それら素子、又
は、その機能の低下を防止するためである。この実施例
では、基板温度が５００℃という低温で緻密で結晶性の
よい誘電体薄膜が形成できたのは、その材料の組成によ
るのみでなく、イオン工学のＩＣＢ法を用いた」二、活
性化した酸素を吹き付ける等もその要因になったものど
考えられる。
という比較的低温にしたが、これはＳｉ基板２には半導
体素子が形成されていることを想定し、それら素子、又
は、その機能の低下を防止するためである。この実施例
では、基板温度が５００℃という低温で緻密で結晶性の
よい誘電体薄膜が形成できたのは、その材料の組成によ
るのみでなく、イオン工学のＩＣＢ法を用いた」二、活
性化した酸素を吹き付ける等もその要因になったものど
考えられる。
以」二は、水元り１の誘゛市体膜を実施例によって説明
したが、本発明は実施例によって限定されるものでなく
、本発明の誘電体薄膜の組成、又は、その製造方法によ
る特性のよい誘電体薄膜は広くエレクトロニクスの分野
に利用できるものであり、製造方法も用途に応じた変更
実施ができるものである。
したが、本発明は実施例によって限定されるものでなく
、本発明の誘電体薄膜の組成、又は、その製造方法によ
る特性のよい誘電体薄膜は広くエレクトロニクスの分野
に利用できるものであり、製造方法も用途に応じた変更
実施ができるものである。
〈発ＩＪノの効果〉
本発明の組成と製埴方法により、高い誘電率をもち、か
つ緻密な結晶構造と平坦で平滑な表面を０：１ もつ誘電体薄膜を、比較的低温の基板上に形成できる。
つ緻密な結晶構造と平坦で平滑な表面を０：１ もつ誘電体薄膜を、比較的低温の基板上に形成できる。
従−て、誘電体薄膜を構成要素とするエレクトロニクス
関係のデバイスの特性を大幅に改良することが可能にな
った。
関係のデバイスの特性を大幅に改良することが可能にな
った。
第１図は本発明の誘電体薄膜の製造装置の一実施例の概
要を示した断面図、第２図は実施例の誘電体薄膜を機械
的に割って断面を示した斜視図である。 ｌ・・・真窒反応槽、２・・・基板（Ｓｉ）、８．４・
・・イオンクラスタービーム、５・・・クライオポンプ
、 ６・・・ＲＦ ｉ源、７・・・ラディカル酸素源
、 ８・・・バルブ、１０・・・ルツボ、 １１・
・・イオン化部。
要を示した断面図、第２図は実施例の誘電体薄膜を機械
的に割って断面を示した斜視図である。 ｌ・・・真窒反応槽、２・・・基板（Ｓｉ）、８．４・
・・イオンクラスタービーム、５・・・クライオポンプ
、 ６・・・ＲＦ ｉ源、７・・・ラディカル酸素源
、 ８・・・バルブ、１０・・・ルツボ、 １１・
・・イオン化部。
Claims (2)
- １．チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ＿３）が９５
から６０ｍｏｌ％，チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ＿３
）が１から２０ｍｏｌ％及びチタン酸カルシウム（Ｃａ
ＴｉＯ＿３）が１から２０ｍｏｌ％からなる酸化物の混
晶に、銅（Ｃｕ）、ニリケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ
）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）又はクロム（Ｃｒ）
から選択した１種又は２種以上の元素の酸化物を０．１
から５．０ｍｏｌ％添加した組成であることを特徴とす
る誘電体薄膜。 - ２．前記組成の誘電体薄膜の構成元素を、真空中または
低ガス圧領域でイオン化し、電圧で加速して基板上に堆
積するイオン工学的成膜法にしたことを特徴とする誘電
体薄膜の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130482A JPH0425105A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 誘電体薄膜およびその製造方法 |
| EP91304596A EP0458596A1 (en) | 1990-05-21 | 1991-05-21 | Dielectric thin film and its preparation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130482A JPH0425105A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 誘電体薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425105A true JPH0425105A (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=15035312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130482A Pending JPH0425105A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 誘電体薄膜およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0458596A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0425105A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002367989A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Tokyo Inst Of Technol | 酸化物誘電体薄膜及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120365053B (zh) * | 2025-04-23 | 2026-01-06 | 南昌航空大学 | Sr/Co共掺杂CCTO巨介电陶瓷的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4367265A (en) * | 1981-04-06 | 1983-01-04 | North American Philips Corporation | Intergranular insulation type semiconductive ceramic and method of producing same |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP2130482A patent/JPH0425105A/ja active Pending
-
1991
- 1991-05-21 EP EP91304596A patent/EP0458596A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002367989A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Tokyo Inst Of Technol | 酸化物誘電体薄膜及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0458596A1 (en) | 1991-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8697516B2 (en) | Capacitor and a method of manufacturing the same | |
| US6984417B2 (en) | Scalable lead zirconium titanate (PZT) thin film material and deposition method, and ferroelectric memory device structures comprising such thin film material | |
| US7095067B2 (en) | Oxidation-resistant conducting perovskites | |
| He et al. | Superhigh energy storage density on-chip capacitors with ferroelectric Hf 0.5 Zr 0.5 O 2/antiferroelectric Hf 0.25 Zr 0.75 O 2 bilayer nanofilms fabricated by plasma-enhanced atomic layer deposition | |
| DE19608182A1 (de) | Dielektrischer Dünnfilm und Kondensator mit diesem für Halbleitervorrichtung und deren Herstellungsverfahren | |
| CN110400792B (zh) | 介电膜、具备该介电膜的半导体存储元件以及制造方法 | |
| CN110527952A (zh) | 一种钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料及其制备方法 | |
| JP2010045350A (ja) | 線形的誘電特性を示す誘電体薄膜組成物 | |
| CN102244192B (zh) | 一种基于钛酸铋钠基和铁酸铋基的复合固溶体薄膜及其制备方法 | |
| JPH0425105A (ja) | 誘電体薄膜およびその製造方法 | |
| CN110643948A (zh) | 一种钛酸锶/钌酸锶铁电超晶格薄膜材料及其制备方法 | |
| JPH0649638A (ja) | 強誘電体薄膜作製方法 | |
| JP3500787B2 (ja) | ビスマス化合物の製造方法とビスマス化合物の誘電体物質 | |
| Lamichhane et al. | Studies on energy storage properties of BFO/WO3 bilayer thin film capacitor | |
| Li et al. | The effect of bottom electrode on structure and electrical properties of BaZr0. 15Ti0. 85O3 films on SrTiO3 substrates | |
| US20070040195A1 (en) | Monolithic integrated passive and active electronic devices with biocompatible coatings | |
| JPH07172984A (ja) | 誘電体薄膜の製造方法及びその製造装置 | |
| JPH09153598A (ja) | 誘電体薄膜素子の製造方法及び誘電体薄膜素子 | |
| KR20150124901A (ko) | 칼슘구리티타늄 산화물 기반의 유전체 박막 및 그 제조방법 | |
| CN115959905B (zh) | 一种钛锆酸铅与氧化镁垂直自组装纳米复合介电储能薄膜及其制备方法 | |
| JP2001189422A (ja) | 薄膜キャパシタの製造方法 | |
| US20250349472A1 (en) | Electret | |
| JP3286218B2 (ja) | 薄膜誘電体素子 | |
| JPH10152398A (ja) | 強誘電体薄膜の形成方法 | |
| JPH0480952A (ja) | 金属酸化物絶縁膜の作製方法 |