JPH05308032A - 強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05308032A JPH05308032A JP11186092A JP11186092A JPH05308032A JP H05308032 A JPH05308032 A JP H05308032A JP 11186092 A JP11186092 A JP 11186092A JP 11186092 A JP11186092 A JP 11186092A JP H05308032 A JPH05308032 A JP H05308032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- aluminum
- ferroelectric thin
- film
- lower electrode
- 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
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 下部電極として、加工性に優れ、成膜コスト
の廉価なアルミニウム薄膜を用いながら、諸特性を改善
した強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 基板温度４００℃以上で、基板上にアルミニ
ウムを０．５μｍ蒸着することによって、所望の下部電
極領域が単結晶膜となるように成膜し、下部電極領域以
外をエッチング除去し、これを下部電極とする。このア
ルミニウム薄膜１を濃硝酸液で洗浄して酸化し、表面に
５ｎｍ以上の酸化アルミニウム層２を形成する。これら
を、ゾルゲル法により、最高温度５５０℃で３０分間焼
成し、この酸化アルミニウム薄膜上に、ＰＴ（チタン酸
鉛、ＰｂＴｉＯ3 ）０．２μｍを成膜し、強誘電体薄膜
３とする。この強誘電体薄膜３上に上部電極４を形成す
る。
の廉価なアルミニウム薄膜を用いながら、諸特性を改善
した強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 基板温度４００℃以上で、基板上にアルミニ
ウムを０．５μｍ蒸着することによって、所望の下部電
極領域が単結晶膜となるように成膜し、下部電極領域以
外をエッチング除去し、これを下部電極とする。このア
ルミニウム薄膜１を濃硝酸液で洗浄して酸化し、表面に
５ｎｍ以上の酸化アルミニウム層２を形成する。これら
を、ゾルゲル法により、最高温度５５０℃で３０分間焼
成し、この酸化アルミニウム薄膜上に、ＰＴ（チタン酸
鉛、ＰｂＴｉＯ3 ）０．２μｍを成膜し、強誘電体薄膜
３とする。この強誘電体薄膜３上に上部電極４を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体薄膜キャパシ
タ及びその製造方法の改良に関するものであり、特に、
下部電極材として用いたアルミニウム薄膜に改良を施し
たものに係る。
タ及びその製造方法の改良に関するものであり、特に、
下部電極材として用いたアルミニウム薄膜に改良を施し
たものに係る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、強誘電体薄膜キャパシタの下
部電極材として、白金、チタンなどの高融点金属が用い
られている。しかし、これらの材料はそれ自体高価であ
り、また、高融点金属によるパターン形成にも高度の技
術を要する。このため、高融点金属を用いた強誘電体薄
膜キャパシタには、製造コストが高価になるという欠点
があった。
部電極材として、白金、チタンなどの高融点金属が用い
られている。しかし、これらの材料はそれ自体高価であ
り、また、高融点金属によるパターン形成にも高度の技
術を要する。このため、高融点金属を用いた強誘電体薄
膜キャパシタには、製造コストが高価になるという欠点
があった。
【０００３】これに対して、下部電極材として、加工性
に優れ、成膜コストの廉価なアルミニウムを用いた強誘
電体薄膜キャパシタも提案されている。
に優れ、成膜コストの廉価なアルミニウムを用いた強誘
電体薄膜キャパシタも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、下部電極にア
ルミニウムを用いた強誘電体薄膜キャパシタは、次のよ
うな欠点を有していた。すなわち、アルミニウム薄膜
は、形成後、空気中に露出させると、その表面に酸化膜
が生じる。この酸化膜は、厚さが約３ｎｍ程度と薄いた
め、十分な機械的強度と耐熱性を有していない。このた
め、このアルミニウム薄膜上に直接、強誘電体薄膜を成
膜すると、強誘電体がこの酸化膜と界面で反応し、強誘
電体薄膜の特性が劣化するという問題点があった。
ルミニウムを用いた強誘電体薄膜キャパシタは、次のよ
うな欠点を有していた。すなわち、アルミニウム薄膜
は、形成後、空気中に露出させると、その表面に酸化膜
が生じる。この酸化膜は、厚さが約３ｎｍ程度と薄いた
め、十分な機械的強度と耐熱性を有していない。このた
め、このアルミニウム薄膜上に直接、強誘電体薄膜を成
膜すると、強誘電体がこの酸化膜と界面で反応し、強誘
電体薄膜の特性が劣化するという問題点があった。
【０００５】また、結晶粒の小さな多結晶アルミニウム
薄膜を用い、この薄膜上に強誘電体薄膜を成膜した場
合、強誘電体薄膜の成膜中や成膜後の熱処理中に、アル
ミニウム原子の再配列が生じやすい。すなわち、アルミ
ニウム結晶の表面原子は、結晶表面の不飽和結合手を解
消するように再配列現象を起こすので、結晶表面では、
それまでの配位（１１１）面に代って配位（１００）面
が現れるという変動が生ずる。このとき、結晶粒が小さ
いと、再配列を起こす表面積が大きくなると共に、結晶
粒自身がこの変動の影響を受けやすく、アルミニウム薄
膜表面に突起（ヒロック）が発生して、強誘電体薄膜の
耐圧特性を劣化させるという問題点もあった。
薄膜を用い、この薄膜上に強誘電体薄膜を成膜した場
合、強誘電体薄膜の成膜中や成膜後の熱処理中に、アル
ミニウム原子の再配列が生じやすい。すなわち、アルミ
ニウム結晶の表面原子は、結晶表面の不飽和結合手を解
消するように再配列現象を起こすので、結晶表面では、
それまでの配位（１１１）面に代って配位（１００）面
が現れるという変動が生ずる。このとき、結晶粒が小さ
いと、再配列を起こす表面積が大きくなると共に、結晶
粒自身がこの変動の影響を受けやすく、アルミニウム薄
膜表面に突起（ヒロック）が発生して、強誘電体薄膜の
耐圧特性を劣化させるという問題点もあった。
【０００６】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
するために提案されたもので、その目的は、下部電極と
して、加工性に優れ、成膜コストの廉価なアルミニウム
を用いながら、諸特性を改善した強誘電体薄膜キャパシ
タ及びその製造方法を提供することにある。
するために提案されたもので、その目的は、下部電極と
して、加工性に優れ、成膜コストの廉価なアルミニウム
を用いながら、諸特性を改善した強誘電体薄膜キャパシ
タ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、本発明の強誘電体薄膜キャパシタは、単結晶アルミ
ニウム薄膜で形成された下部電極と、このアルミニウム
薄膜上部を酸化して形成され、かつ、その膜厚が５ｎｍ
以上である酸化アルミニウム膜と、この酸化アルミニウ
ム膜上に形成された強誘電体薄膜と、この強誘電体薄膜
上に形成された上部電極と、より成ることを特徴とす
る。
め、本発明の強誘電体薄膜キャパシタは、単結晶アルミ
ニウム薄膜で形成された下部電極と、このアルミニウム
薄膜上部を酸化して形成され、かつ、その膜厚が５ｎｍ
以上である酸化アルミニウム膜と、この酸化アルミニウ
ム膜上に形成された強誘電体薄膜と、この強誘電体薄膜
上に形成された上部電極と、より成ることを特徴とす
る。
【０００８】また、請求項２の発明は、強誘電体薄膜キ
ャパシタの製造方法において、単結晶アルミニウム薄膜
で下部電極を形成し、このアルミニウム薄膜上部を酸化
して、その膜厚が５ｎｍ以上である酸化アルミニウム膜
を形成し、この酸化アルミニウム膜上に強誘電体薄膜を
形成し、この強誘電体薄膜上に上部電極を形成すること
を特徴とする。
ャパシタの製造方法において、単結晶アルミニウム薄膜
で下部電極を形成し、このアルミニウム薄膜上部を酸化
して、その膜厚が５ｎｍ以上である酸化アルミニウム膜
を形成し、この酸化アルミニウム膜上に強誘電体薄膜を
形成し、この強誘電体薄膜上に上部電極を形成すること
を特徴とする。
【０００９】
【作用】上記のような構成を有する本発明の強誘電体薄
膜キャパシタは、次の作用を有する。すなわち、本発明
では、下部電極であるアルミニウム薄膜表面の酸化アル
ミニウム膜が、人為的かつ積極的に、５ｎｍ以上の膜厚
に形成されている。このため、この酸化アルミニウム膜
は、十分な機械的強度と耐熱性を有していて、強誘電体
と界面で反応することがない。したがって、この酸化ア
ルミニウム膜上で強誘電体薄膜を成膜しても、強誘電体
薄膜の特性が劣化することがない。
膜キャパシタは、次の作用を有する。すなわち、本発明
では、下部電極であるアルミニウム薄膜表面の酸化アル
ミニウム膜が、人為的かつ積極的に、５ｎｍ以上の膜厚
に形成されている。このため、この酸化アルミニウム膜
は、十分な機械的強度と耐熱性を有していて、強誘電体
と界面で反応することがない。したがって、この酸化ア
ルミニウム膜上で強誘電体薄膜を成膜しても、強誘電体
薄膜の特性が劣化することがない。
【００１０】また、本発明では、下部電極であるアルミ
ニウム薄膜自体、単結晶アルミニウム膜を用いている。
したがって、再配列や配位面の変動の影響を受けにく
い。このため、強誘電体薄膜の成膜中や成膜後の熱処理
中においても、アルミニウム薄膜の突起（ヒロック）は
発生しない。したがって、強誘電体薄膜の耐圧特性が劣
化することはない。
ニウム薄膜自体、単結晶アルミニウム膜を用いている。
したがって、再配列や配位面の変動の影響を受けにく
い。このため、強誘電体薄膜の成膜中や成膜後の熱処理
中においても、アルミニウム薄膜の突起（ヒロック）は
発生しない。したがって、強誘電体薄膜の耐圧特性が劣
化することはない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面に従って具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１２】（１）実施例の構成……図１ 図１は、本実施例の強誘電体薄膜キャパシタの側面断面
図である。この強誘電体薄膜キャパシタは、アルミニウ
ム薄膜１と、酸化アルミニウム膜２と、強誘電体薄膜３
と、上部電極４とを下から順に積層したものである。
図である。この強誘電体薄膜キャパシタは、アルミニウ
ム薄膜１と、酸化アルミニウム膜２と、強誘電体薄膜３
と、上部電極４とを下から順に積層したものである。
【００１３】このアルミニウム薄膜１は、単結晶アルミ
ニウム膜であり、下部電極としての役割を果たす。酸化
アルミニウム膜２は、アルミニウム薄膜１の上部を酸化
して形成された膜厚５ｎｍ以上の酸化アルミニウム膜で
ある。この強誘電体薄膜キャパシタは、次の製造方法に
よって製造することができる。
ニウム膜であり、下部電極としての役割を果たす。酸化
アルミニウム膜２は、アルミニウム薄膜１の上部を酸化
して形成された膜厚５ｎｍ以上の酸化アルミニウム膜で
ある。この強誘電体薄膜キャパシタは、次の製造方法に
よって製造することができる。
【００１４】［第１工程］まず、基板温度４００℃以上
で、基板上にアルミニウムを０．５μｍ蒸着することに
よって、所望の下部電極領域が単結晶膜となるように成
膜し、下部電極領域以外をエッチング除去し、これを下
部電極とする。
で、基板上にアルミニウムを０．５μｍ蒸着することに
よって、所望の下部電極領域が単結晶膜となるように成
膜し、下部電極領域以外をエッチング除去し、これを下
部電極とする。
【００１５】［第２工程］次に、このアルミニウム薄膜
１上部を濃硝酸液で洗浄して酸化し、表面に５ｎｍ以上
の酸化アルミニウム膜２を形成する。
１上部を濃硝酸液で洗浄して酸化し、表面に５ｎｍ以上
の酸化アルミニウム膜２を形成する。
【００１６】［第３工程］次に、これらを、ゾルゲル法
により、最高温度５５０℃で３０分間焼成し、この酸化
アルミニウム薄膜２上に、ＰＴ（チタン酸鉛、ＰｂＴｉ
Ｏ3 ）薄膜０．２μｍを成膜し、強誘電体薄膜３とす
る。
により、最高温度５５０℃で３０分間焼成し、この酸化
アルミニウム薄膜２上に、ＰＴ（チタン酸鉛、ＰｂＴｉ
Ｏ3 ）薄膜０．２μｍを成膜し、強誘電体薄膜３とす
る。
【００１７】［第４工程］最後に、この強誘電体薄膜３
上に上部電極４を形成し、強誘電体薄膜キャパシタの製
造が終了する。
上に上部電極４を形成し、強誘電体薄膜キャパシタの製
造が終了する。
【００１８】（２）実施例の作用及び効果 上記のような構成を有する本実施例では、酸化アルミニ
ウム膜２が、積極的に膜厚５ｎｍ以上に形成され、十分
な機械的強度と耐熱性を有する。このため、この酸化ア
ルミニウム膜２は、強誘電体薄膜３と界面で反応するこ
とがなく、この上で成膜される強誘電体薄膜３の特性は
劣化しない。
ウム膜２が、積極的に膜厚５ｎｍ以上に形成され、十分
な機械的強度と耐熱性を有する。このため、この酸化ア
ルミニウム膜２は、強誘電体薄膜３と界面で反応するこ
とがなく、この上で成膜される強誘電体薄膜３の特性は
劣化しない。
【００１９】また、本実施例では、下部電極であるアル
ミニウム薄膜１の素材自体に、単結晶を用いている。こ
のため、強誘電体薄膜３の熱処理中も、アルミニウム原
子の再配列によってアルミニウム薄膜１の突起（ヒロッ
ク）が発生することはなく、強誘電体薄膜３の耐圧特性
が劣化することはない。
ミニウム薄膜１の素材自体に、単結晶を用いている。こ
のため、強誘電体薄膜３の熱処理中も、アルミニウム原
子の再配列によってアルミニウム薄膜１の突起（ヒロッ
ク）が発生することはなく、強誘電体薄膜３の耐圧特性
が劣化することはない。
【００２０】すなわち、本実施例の強誘電体薄膜キャパ
シタでは、プラチナ薄膜基板を用い、本実施例と同一の
条件下で焼成したＰＴキャパシタと同等の結晶化、電気
特性、強誘電体特性を得ることができる。
シタでは、プラチナ薄膜基板を用い、本実施例と同一の
条件下で焼成したＰＴキャパシタと同等の結晶化、電気
特性、強誘電体特性を得ることができる。
【００２１】以上のように、本実施例によれば、下部電
極として、加工性に優れ、成膜コストの廉価なアルミニ
ウム薄膜を用いながら、諸特性を改善した強誘電体薄膜
キャパシタ及びその製造方法を提供することができる。
極として、加工性に優れ、成膜コストの廉価なアルミニ
ウム薄膜を用いながら、諸特性を改善した強誘電体薄膜
キャパシタ及びその製造方法を提供することができる。
【００２２】（３）他の実施例 なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、次のような他の実施例を包含する。例えば、単結晶
アルミニウム薄膜の形成の手段は、蒸着には限定され
ず、他の手段を用いることもできる。また、酸化アルミ
ニウム層の形成も、濃硝酸液による洗浄には限定され
ず、他の手段によって行ってもよい。
く、次のような他の実施例を包含する。例えば、単結晶
アルミニウム薄膜の形成の手段は、蒸着には限定され
ず、他の手段を用いることもできる。また、酸化アルミ
ニウム層の形成も、濃硝酸液による洗浄には限定され
ず、他の手段によって行ってもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、下部電
極として、廉価で形成容易なアルミニウム薄膜を用いな
がら、諸特性を改善した強誘電体薄膜キャパシタ及びそ
の製造方法を提供することができる。このため、強誘電
体薄膜キャパシタの製造における工数減少、コスト削減
を図ることができる。
極として、廉価で形成容易なアルミニウム薄膜を用いな
がら、諸特性を改善した強誘電体薄膜キャパシタ及びそ
の製造方法を提供することができる。このため、強誘電
体薄膜キャパシタの製造における工数減少、コスト削減
を図ることができる。
【図１】本発明の実施例の強誘電体キャパシタの断面
図。
図。
１… アルミニウム膜 ２… 酸化アルミニウム膜 ３… 強誘電体薄膜 ４… 上部電極
Claims (2)
- 【請求項１】 単結晶アルミニウム薄膜で形成された下
部電極と、 このアルミニウム薄膜上部を酸化して形成され、かつ、
その膜厚が５ｎｍ以上である酸化アルミニウム膜と、 この酸化アルミニウム膜上に形成された強誘電体薄膜
と、 この強誘電体薄膜上に形成された上部電極と、より成る
ことを特徴とする強誘電体薄膜キャパシタ。 - 【請求項２】 単結晶アルミニウム薄膜で下部電極を形
成し、 このアルミニウム薄膜上部を酸化して、その膜厚が５ｎ
ｍ以上である酸化アルミニウム膜を形成し、 この酸化アルミニウム膜上に強誘電体薄膜を形成し、 この強誘電体薄膜上に上部電極を形成することを特徴と
する強誘電体薄膜キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11186092A JPH05308032A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11186092A JPH05308032A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05308032A true JPH05308032A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14571977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11186092A Pending JPH05308032A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05308032A (ja) |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP11186092A patent/JPH05308032A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0621391A (ja) | 強誘電体コンデンサ及びその形成方法 | |
| JPH0855967A (ja) | 強誘電体薄膜キャパシタの製造方法 | |
| JPH0563205A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05347391A (ja) | 強誘電体記憶装置 | |
| JPH0878636A (ja) | キャパシタを有する半導体装置の製造方法 | |
| JP2000208440A (ja) | 半導体素子のキャパシタ―電極用白金膜の形成方法 | |
| JPH05308032A (ja) | 強誘電体薄膜キャパシタ及びその製造方法 | |
| JPH11177048A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
| JPH11177048A5 (ja) | ||
| JP2001213624A (ja) | 強誘電体薄膜用原料溶液および強誘電体薄膜の作製方法 | |
| JPH0624222B2 (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JPH08293581A (ja) | 強誘電体薄膜キャパシタ | |
| JP2000031403A (ja) | 強誘電体記憶装置及び半導体記憶装置 | |
| JPH06350050A (ja) | 半導体素子の電荷蓄積部の誘電体絶縁膜の形成方法 | |
| JPH04171975A (ja) | 容量素子及びその製造方法 | |
| JP3654352B2 (ja) | キャパシタを有する半導体装置の製造方法 | |
| JPH0831399B2 (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JPH0265111A (ja) | 薄膜キャパシタおよびその製造方法 | |
| JP2000349362A (ja) | 圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2002329786A (ja) | 容量素子及びその製造方法 | |
| JPH04365376A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH09246082A (ja) | 容量素子およびその製造方法 | |
| JPH07153644A (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| JPH11195765A (ja) | 強誘電体薄膜およびその製造方法 | |
| JPH06107489A (ja) | 結晶性薄膜製造方法 |