JPH08249876A - 強誘電体デバイス - Google Patents
強誘電体デバイスInfo
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- JPH08249876A JPH08249876A JP7054007A JP5400795A JPH08249876A JP H08249876 A JPH08249876 A JP H08249876A JP 7054007 A JP7054007 A JP 7054007A JP 5400795 A JP5400795 A JP 5400795A JP H08249876 A JPH08249876 A JP H08249876A
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Landscapes
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- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高い分極量を有する強誘電体メモリを提供す
る。 【構成】強誘電体メモリセルは、一対の電極３１、３２
によって強誘電体薄膜３５が挟持された構成を有する。
強誘電体薄膜３５は、２つのほぼ等価な第１と第２の結
晶軸（ａ軸とｂ軸）を有しており、ａ軸とｂ軸とは異な
る方向にａ軸とｂ軸を対称軸とする対称性とは異なる対
称性を有する第３の結晶軸（ｃ軸）を有している結晶を
有している。ここで、ｃ軸が１対の電極３１、３２によ
り印加される電場に対して略垂直な方向に配向してい
る。
る。 【構成】強誘電体メモリセルは、一対の電極３１、３２
によって強誘電体薄膜３５が挟持された構成を有する。
強誘電体薄膜３５は、２つのほぼ等価な第１と第２の結
晶軸（ａ軸とｂ軸）を有しており、ａ軸とｂ軸とは異な
る方向にａ軸とｂ軸を対称軸とする対称性とは異なる対
称性を有する第３の結晶軸（ｃ軸）を有している結晶を
有している。ここで、ｃ軸が１対の電極３１、３２によ
り印加される電場に対して略垂直な方向に配向してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は強誘電体メモリや強誘
電体キャパシタ等の強誘電体薄膜を有する電子デバイス
に関する。
電体キャパシタ等の強誘電体薄膜を有する電子デバイス
に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、強誘電体化合物は、その特異な
電気特性を利用して多くの分野に応用されている。例え
ば、圧電性を利用した圧電フィルタや超音波トランスデ
ューサに、また焦電性を利用して赤外線センサに、ある
いは電気光学効果を利用した光変調素子や光シャッタ等
の多方面に応用されている。さらにこれらの材料の薄膜
を利用した電子デバイスも考案され、薄膜化の検討が精
力的になされている。特に残留分極の安定性を利用した
強誘電体薄膜キャパシタ搭載の不揮発性メモリデバイス
は、最近の記憶容量の高密度化、高集積化競争を背景に
最も注目されている分野である。とりわけ、コンピュー
タや画像処理装置などの分野では高密度で高性能の記録
装置が要求されており、この期待に応じてきたのは、こ
れまで、磁気テープ、フロッピーディスク、光磁気ディ
スクといった外部記録装置、あるいは、半導体メモリ、
すなわち、DRAM、SRAM、EPROM 、EEPROM、フラッシュメ
モリ等である。しかし、近い将来、マルチメディアとコ
ンピュータとの融合により、１）不揮発である、２）高
速低電圧駆動である、３）機械的な駆動機構を有さない
固体メモリである、といった、より高性能でコンパクト
なメモリが必要とされてくるが、現状のメモリ技術では
十分に対応できない。
電気特性を利用して多くの分野に応用されている。例え
ば、圧電性を利用した圧電フィルタや超音波トランスデ
ューサに、また焦電性を利用して赤外線センサに、ある
いは電気光学効果を利用した光変調素子や光シャッタ等
の多方面に応用されている。さらにこれらの材料の薄膜
を利用した電子デバイスも考案され、薄膜化の検討が精
力的になされている。特に残留分極の安定性を利用した
強誘電体薄膜キャパシタ搭載の不揮発性メモリデバイス
は、最近の記憶容量の高密度化、高集積化競争を背景に
最も注目されている分野である。とりわけ、コンピュー
タや画像処理装置などの分野では高密度で高性能の記録
装置が要求されており、この期待に応じてきたのは、こ
れまで、磁気テープ、フロッピーディスク、光磁気ディ
スクといった外部記録装置、あるいは、半導体メモリ、
すなわち、DRAM、SRAM、EPROM 、EEPROM、フラッシュメ
モリ等である。しかし、近い将来、マルチメディアとコ
ンピュータとの融合により、１）不揮発である、２）高
速低電圧駆動である、３）機械的な駆動機構を有さない
固体メモリである、といった、より高性能でコンパクト
なメモリが必要とされてくるが、現状のメモリ技術では
十分に対応できない。
【０００３】これに応えるメモリとして、例えば、USP
4,873,664(S.Sheffield Eaton Jr.,Colorado Springs,
CO) に開示されているような強誘電体メモリがある。こ
の強誘電体メモリは図１３に示すような構成を有する。
すなわち、メモリセル７０内の強誘電体薄膜容量７１を
ＦＥＴ７２によって駆動するもので、従来のDRAM方式の
蓄積容量を強誘電体容量に置き換えた構成となってい
る。メモリセル７０の一端はプレートライン７４に接続
され、ＦＥＴ７２のゲートはワードライン７３に、ソー
スまたはドレインは、ビットライン７６にそれぞれ接続
され、その読み出しは、センスアンプ７５によって行
う。また、Ｍａｔｕｂａｒａ等（ＵＳＰ５，１２２，９
２３）は下部電極として白金族の酸化物を使用すること
により、高誘電体のＢａＴｉＯ3で１００ｎｍまで薄膜
化しても誘電率の低下がなく、また、絶縁耐圧が高い特
性を示す強誘電体メモリを開示している。さらに、Smol
enskiiによって発見されたＢｉ層状化合物の中には、Ｂ
ｉ4Ｔｉ3Ｏ12を初め、様々な強誘電体材料がある。
4,873,664(S.Sheffield Eaton Jr.,Colorado Springs,
CO) に開示されているような強誘電体メモリがある。こ
の強誘電体メモリは図１３に示すような構成を有する。
すなわち、メモリセル７０内の強誘電体薄膜容量７１を
ＦＥＴ７２によって駆動するもので、従来のDRAM方式の
蓄積容量を強誘電体容量に置き換えた構成となってい
る。メモリセル７０の一端はプレートライン７４に接続
され、ＦＥＴ７２のゲートはワードライン７３に、ソー
スまたはドレインは、ビットライン７６にそれぞれ接続
され、その読み出しは、センスアンプ７５によって行
う。また、Ｍａｔｕｂａｒａ等（ＵＳＰ５，１２２，９
２３）は下部電極として白金族の酸化物を使用すること
により、高誘電体のＢａＴｉＯ3で１００ｎｍまで薄膜
化しても誘電率の低下がなく、また、絶縁耐圧が高い特
性を示す強誘電体メモリを開示している。さらに、Smol
enskiiによって発見されたＢｉ層状化合物の中には、Ｂ
ｉ4Ｔｉ3Ｏ12を初め、様々な強誘電体材料がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、USP
4,873,664に開示されている構成では、素子がシリコン
デバイスの上に形成されているため、集積度、コストと
もに半導体メモリのDRAMやFLASH メモリと同程度にな
る。他方、強誘電体メモリに使用される強誘電体材料は
多くの場合、ＰＺＴ（Ｐｂ1+x（ＺｒyＴｉ 1-y）Ｏ3）が
用いられてきたが、これは強誘電体材料の中でも、とり
わけ、ＰＺＴはキュリー温度が高く、Ｚｒ／Ｔｉの比率
を変えることにより誘電率、分極率が制御可能であるこ
と、結晶の異方性がそれほど強くなく、成膜が容易であ
るためであり、これまでは、ＰＺＴ以外は破壊型強誘電
体メモリの材料としては殆ど研究されていなかった。た
だＢｉ層状化合物の最も簡単な構成である、Ｂｉ4Ｔｉ3
Ｏ12に関しては、ＭＯＣＶＤやゾルゲル法で検討されて
いたが、結晶異方性が強すぎて、実用化可能な強誘電体
容量が成膜、構成不可能であった。また、発明者らはＰ
ＺＴを中心とする材料には以下のような問題点があるこ
とを実験的に見いだした。（１）ＰＺＴ薄膜は揮発しや
すいＰｂを含み、これがＰｂ空孔を生じ、酸素がイオン
化して空間電荷となって疲労をはじめ様々な問題を引き
起こす。（２）この空間電荷は表面や電極界面に低誘電
率を持つ表面層を形成し、薄膜化すると抗電圧が増加し
たり、分極率が劣化する。（３）保持特性の劣化は空間
電荷による内部電界の増加に起因すると考えられるが、
ＰＺＴでは保持特性が劣化した。（４）インプリント特
性は空間電荷による内部電界の増加と空間電荷へキャリ
アーが捕獲／放出されることに起因するということを発
明者らは見いだしたが、ＰＺＴでは高温での単一非反転
パルスでヒステリシス特性に非対称性が現れる劣化が発
生する。（５）リーク電流は電子デバイスやメモリとし
て使用する領域では空間電荷へキャリアーが捕獲／放出
されることが原因である。
4,873,664に開示されている構成では、素子がシリコン
デバイスの上に形成されているため、集積度、コストと
もに半導体メモリのDRAMやFLASH メモリと同程度にな
る。他方、強誘電体メモリに使用される強誘電体材料は
多くの場合、ＰＺＴ（Ｐｂ1+x（ＺｒyＴｉ 1-y）Ｏ3）が
用いられてきたが、これは強誘電体材料の中でも、とり
わけ、ＰＺＴはキュリー温度が高く、Ｚｒ／Ｔｉの比率
を変えることにより誘電率、分極率が制御可能であるこ
と、結晶の異方性がそれほど強くなく、成膜が容易であ
るためであり、これまでは、ＰＺＴ以外は破壊型強誘電
体メモリの材料としては殆ど研究されていなかった。た
だＢｉ層状化合物の最も簡単な構成である、Ｂｉ4Ｔｉ3
Ｏ12に関しては、ＭＯＣＶＤやゾルゲル法で検討されて
いたが、結晶異方性が強すぎて、実用化可能な強誘電体
容量が成膜、構成不可能であった。また、発明者らはＰ
ＺＴを中心とする材料には以下のような問題点があるこ
とを実験的に見いだした。（１）ＰＺＴ薄膜は揮発しや
すいＰｂを含み、これがＰｂ空孔を生じ、酸素がイオン
化して空間電荷となって疲労をはじめ様々な問題を引き
起こす。（２）この空間電荷は表面や電極界面に低誘電
率を持つ表面層を形成し、薄膜化すると抗電圧が増加し
たり、分極率が劣化する。（３）保持特性の劣化は空間
電荷による内部電界の増加に起因すると考えられるが、
ＰＺＴでは保持特性が劣化した。（４）インプリント特
性は空間電荷による内部電界の増加と空間電荷へキャリ
アーが捕獲／放出されることに起因するということを発
明者らは見いだしたが、ＰＺＴでは高温での単一非反転
パルスでヒステリシス特性に非対称性が現れる劣化が発
生する。（５）リーク電流は電子デバイスやメモリとし
て使用する領域では空間電荷へキャリアーが捕獲／放出
されることが原因である。
【０００５】また、Matubara等の開示には、より構造敏
感な強誘電体の場合の記述はなく、また発明者等も追試
を行ったが、ＲｕＯ2やＩＴＯ上のＰＺＴでは、耐圧は
良好であったものの、逆にリーク電流が２桁も増加し
た。さらに、ＢａＴｉＯ3は良く知られているが、キュ
リー温度が室温付近で使用できない。また、Smolenskii
によって発見された材料は、薄膜にすることは困難であ
ると考えられる。というのは、薄膜化には、バルクセラ
ミックスを表面から研磨する方法があるが、表面から数
μｍの研磨欠陥が入ってしまうためである。
感な強誘電体の場合の記述はなく、また発明者等も追試
を行ったが、ＲｕＯ2やＩＴＯ上のＰＺＴでは、耐圧は
良好であったものの、逆にリーク電流が２桁も増加し
た。さらに、ＢａＴｉＯ3は良く知られているが、キュ
リー温度が室温付近で使用できない。また、Smolenskii
によって発見された材料は、薄膜にすることは困難であ
ると考えられる。というのは、薄膜化には、バルクセラ
ミックスを表面から研磨する方法があるが、表面から数
μｍの研磨欠陥が入ってしまうためである。
【０００６】また最近では、最も簡単な構成であるＢｉ
4Ｔｉ3Ｏ12がＭＯＣＶＤやスピン塗布法によって成膜さ
れているが、成功していない。これは、Ｂｉ層状化合物
が強い異方性を持ち、自発分極を殆ど持たないＣ軸が基
板に対して垂直方向を向いてしまう為である。本発明は
上記のような問題点に鑑み、高い分極量を有する強誘電
体デバイスを提供することを目的とする。
4Ｔｉ3Ｏ12がＭＯＣＶＤやスピン塗布法によって成膜さ
れているが、成功していない。これは、Ｂｉ層状化合物
が強い異方性を持ち、自発分極を殆ど持たないＣ軸が基
板に対して垂直方向を向いてしまう為である。本発明は
上記のような問題点に鑑み、高い分極量を有する強誘電
体デバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 本発明は上記目的を達
成するため、一対の電極により挟持された強誘電体薄膜
を有する強誘電体デバイスにおいて、前記強誘電体薄膜
は、２つのほぼ等価な第１と第２の結晶軸と、前記第１
と第２の結晶軸とは異なる方向に前記第１と第２の結晶
軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する第３
の結晶軸とを有している結晶を有しており、前記第３の
結晶軸が前記１対の電極により印加される電場に対して
略垂直な方向に配向している強誘電体デバイスを提供す
る。
成するため、一対の電極により挟持された強誘電体薄膜
を有する強誘電体デバイスにおいて、前記強誘電体薄膜
は、２つのほぼ等価な第１と第２の結晶軸と、前記第１
と第２の結晶軸とは異なる方向に前記第１と第２の結晶
軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する第３
の結晶軸とを有している結晶を有しており、前記第３の
結晶軸が前記１対の電極により印加される電場に対して
略垂直な方向に配向している強誘電体デバイスを提供す
る。
【０００８】
【作用】 一対の電極を介して、強誘電体薄膜に電場が
印加される。ここで、２つのほぼ等価な結晶軸を対称軸
とする対称性とは異なる対称性を有する第３の結晶軸が
この電場の方向にほぼ直交しているため、強誘電体薄膜
中の多数のドメインの分極が印加電場の方向を向くこと
になり、高い分極量が得られる。
印加される。ここで、２つのほぼ等価な結晶軸を対称軸
とする対称性とは異なる対称性を有する第３の結晶軸が
この電場の方向にほぼ直交しているため、強誘電体薄膜
中の多数のドメインの分極が印加電場の方向を向くこと
になり、高い分極量が得られる。
【０００９】
( 実施例１）図１から図８に基づいて、本発明の第１実
施例を説明する。図１は強誘電体薄膜を有する電子デバ
イスの構成を示したものである。図１に示されるよう
に、白金等からなる下部電極１２とやはり白金等からな
る上部電極電極１１とで挟持された強誘電体薄膜１０が
基板１３上に設けられている。このような構成におい
て、上部電極１１と下部電極１２の間に電圧が印加され
ると、印加電圧に対して強誘電体薄膜１０の分極量は非
線形に変化し、図２（ａ）に示されるようなヒステリシ
ス特性を有する。図２（ａ）は横軸に印加電圧をとり、
縦軸に印加電圧に対する分極量の関係を示したグラフで
ある。ヒステリシス特性は通常１ｋＨｚ程度の連続サイ
ン波、または、三角波を用いて測定される。ここで、Ｐ
ｒ+ 、Ｐｒ-を残留分極量、Ｐｓ+ 、Ｐｓ- を飽和分極
量と称する。図２（ｂ）に、ＰｓとＰｒについて、印加
電圧と電荷量との関係を示す。PsとPrの差をバックスイ
ッチングと称する。Ｖ'c+ 、Ｖ'c- は図２（ａ）のヒス
テリシス特性から求められる抗電圧、Ｖc は図２（ｂ）
のＰｒについてのＱ−Ｖ特性から求められる抗電圧であ
り、必ずしも一致しない。ここで、例えば、メモリとし
て機能させるためには書き込む情報を２つの分極状態に
対応させる。第１の状態を下向き（下部電極に正電圧を
印加することによって書き込む）のＰｒ+ とすれば、第
２の状態は上向き（下部電極に負電圧を印加することに
よって書き込む）のＰｒ- となる。このようなデバイス
セルを実際にメモリとして使用する場合は図３（ａ）の
ように、互いに交差するストライプ電極２０、２１の交
差する点に図１に示す構成を有する強誘電体メモリセル
２２を配置した単純マトリックス型でもよいし、図３
（ｂ）に示すように強誘電体メモリセル２２とパスゲー
トトランジスタ２３を接続して、ストライプ電極２０、
２１の交差する点に配置し、別のストライプ電極２４と
強誘電体メモリセル２２の他端を接続するＤＲＯ型でも
良い。
施例を説明する。図１は強誘電体薄膜を有する電子デバ
イスの構成を示したものである。図１に示されるよう
に、白金等からなる下部電極１２とやはり白金等からな
る上部電極電極１１とで挟持された強誘電体薄膜１０が
基板１３上に設けられている。このような構成におい
て、上部電極１１と下部電極１２の間に電圧が印加され
ると、印加電圧に対して強誘電体薄膜１０の分極量は非
線形に変化し、図２（ａ）に示されるようなヒステリシ
ス特性を有する。図２（ａ）は横軸に印加電圧をとり、
縦軸に印加電圧に対する分極量の関係を示したグラフで
ある。ヒステリシス特性は通常１ｋＨｚ程度の連続サイ
ン波、または、三角波を用いて測定される。ここで、Ｐ
ｒ+ 、Ｐｒ-を残留分極量、Ｐｓ+ 、Ｐｓ- を飽和分極
量と称する。図２（ｂ）に、ＰｓとＰｒについて、印加
電圧と電荷量との関係を示す。PsとPrの差をバックスイ
ッチングと称する。Ｖ'c+ 、Ｖ'c- は図２（ａ）のヒス
テリシス特性から求められる抗電圧、Ｖc は図２（ｂ）
のＰｒについてのＱ−Ｖ特性から求められる抗電圧であ
り、必ずしも一致しない。ここで、例えば、メモリとし
て機能させるためには書き込む情報を２つの分極状態に
対応させる。第１の状態を下向き（下部電極に正電圧を
印加することによって書き込む）のＰｒ+ とすれば、第
２の状態は上向き（下部電極に負電圧を印加することに
よって書き込む）のＰｒ- となる。このようなデバイス
セルを実際にメモリとして使用する場合は図３（ａ）の
ように、互いに交差するストライプ電極２０、２１の交
差する点に図１に示す構成を有する強誘電体メモリセル
２２を配置した単純マトリックス型でもよいし、図３
（ｂ）に示すように強誘電体メモリセル２２とパスゲー
トトランジスタ２３を接続して、ストライプ電極２０、
２１の交差する点に配置し、別のストライプ電極２４と
強誘電体メモリセル２２の他端を接続するＤＲＯ型でも
良い。
【００１０】以上説明したように、強誘電体メモリや、
強誘電体キャパシタ等の強誘電体薄膜を有する電子デバ
イスは下部電極と上部電極の間に薄膜化した強誘電体材
料を挟んだ構成で用いられる。下部電極と上部電極は酸
化性の熱処理雰囲気に耐えるものであれば何でも良い
が，通常は白金（Ｐｔ）または白金族の元素、合金、そ
の酸化物、およびその組み合わせを用いる。拡散防止膜
や接着層と組み合わせても良い。ここで、強誘電体材料
の成膜の方法は特に限定されず、ゾルゲル法や有機金属
熱分解法といったスピン塗布法、またこれらの溶液をミ
スト状態で気相塗布するミスト成膜、ＭＯＣＶＤやＦｌ
ａｓｈ型のＣＶＤ、スパッター、ＭＢＥ、反応性スパッ
ター等が用いられる。
強誘電体キャパシタ等の強誘電体薄膜を有する電子デバ
イスは下部電極と上部電極の間に薄膜化した強誘電体材
料を挟んだ構成で用いられる。下部電極と上部電極は酸
化性の熱処理雰囲気に耐えるものであれば何でも良い
が，通常は白金（Ｐｔ）または白金族の元素、合金、そ
の酸化物、およびその組み合わせを用いる。拡散防止膜
や接着層と組み合わせても良い。ここで、強誘電体材料
の成膜の方法は特に限定されず、ゾルゲル法や有機金属
熱分解法といったスピン塗布法、またこれらの溶液をミ
スト状態で気相塗布するミスト成膜、ＭＯＣＶＤやＦｌ
ａｓｈ型のＣＶＤ、スパッター、ＭＢＥ、反応性スパッ
ター等が用いられる。
【００１１】次に、強誘電体薄膜の材料について説明す
る。強誘電体薄膜の材料としては層状化合物を用いる。
層状とは、非対称な構造を有する単位結晶胞からなる層
が積層された構造をいい、単位結晶胞が１種類の非対称
な構造を有する場合、または単位結晶胞に２種類以上の
構造が含まれていて、この２種類以上の構造が積層され
た結果、単位結晶胞全体として非対称な構造を有する場
合が含まれる。単位結晶胞の構造をより詳細に説明する
と、単位結晶胞において、２つのほぼ等価な結晶軸が定
義でき、この２つの結晶軸とは異なる方向にこの２つの
結晶軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する
第３の結晶軸を有する。以下の説明では、上記の２つの
ほぼ等価な結晶軸をそれぞれａ軸、ｂ軸と言い、第３の
結晶軸をｃ軸と言う。強誘電体薄膜はこのような単位結
晶胞がｃ軸方向に積層された構造を有する結晶からなっ
ている。
る。強誘電体薄膜の材料としては層状化合物を用いる。
層状とは、非対称な構造を有する単位結晶胞からなる層
が積層された構造をいい、単位結晶胞が１種類の非対称
な構造を有する場合、または単位結晶胞に２種類以上の
構造が含まれていて、この２種類以上の構造が積層され
た結果、単位結晶胞全体として非対称な構造を有する場
合が含まれる。単位結晶胞の構造をより詳細に説明する
と、単位結晶胞において、２つのほぼ等価な結晶軸が定
義でき、この２つの結晶軸とは異なる方向にこの２つの
結晶軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する
第３の結晶軸を有する。以下の説明では、上記の２つの
ほぼ等価な結晶軸をそれぞれａ軸、ｂ軸と言い、第３の
結晶軸をｃ軸と言う。強誘電体薄膜はこのような単位結
晶胞がｃ軸方向に積層された構造を有する結晶からなっ
ている。
【００１２】層状構造について発明者らがメモリ等の電
子デバイスに適していることを見いだしたＳｒＢｉ2Ｔ
ａ2Ｏ9を例にとって、より詳細に説明する。ＳｒＢｉ2
Ｔａ2Ｏ9は上記した２種類の構造のうち、単位結晶胞が
２種類の構造を有していて、この２種類の構造が積層さ
れた構造を有する。図４に示すように、（Ｂｉ2Ｏ2） 2+
からなるビスマス層とＳｒＴａＯ3からなる疑似ペロブ
スカイト層の２層構造を有しており、これらの層が交互
に積層されている。
子デバイスに適していることを見いだしたＳｒＢｉ2Ｔ
ａ2Ｏ9を例にとって、より詳細に説明する。ＳｒＢｉ2
Ｔａ2Ｏ9は上記した２種類の構造のうち、単位結晶胞が
２種類の構造を有していて、この２種類の構造が積層さ
れた構造を有する。図４に示すように、（Ｂｉ2Ｏ2） 2+
からなるビスマス層とＳｒＴａＯ3からなる疑似ペロブ
スカイト層の２層構造を有しており、これらの層が交互
に積層されている。
【００１３】ペロブスカイト構造とは一般式ＡＢＯ3で
記述される構造であり、ＡはＡサイトイオンと呼ばれる
陽イオンを、ＢはＢサイトイオンと呼ばれる陰イオン
を、Ｏは酸素を示す。ペロブスカイト構造は酸素を頂点
とする正八面体を構成し、Ｂサイトイオンは正八面体の
中央に位置し、Ａサイトイオンは正八面体の間に配置さ
れている。基本的にはこのような構造を図４のＳｒＴａ
Ｏ3からなる層は有しているが、正八面体を上下に２分
割して、上下を入れ替え、４角すいの先端の頂点を共有
させる構造を有しているので、ここではこのような構造
を疑似ペロブスカイト構造と言うことにする。図４に示
すような層状構造において、ｃ軸はビスマス層と疑似ペ
ロブスカイト層の積層方向であり、ａ軸とｂ軸は互いに
等価で、ｃ軸に直交する方向である。結晶解析から格子
定数はａ軸方向では、ａ＝５．５３０６オングストロー
ム、ｂ軸方向では、ｂ＝５．５３４４オングストロー
ム、ｃ軸方向に対しては、ｃ＝２４．９８３９オングス
トロームである。このような構造では、（Ｂｉ2Ｏ2）2+
層は強誘電体の性質を発現する疑似ペロブスカイト構造
ＳｒＴａＯ3の外側にあり、また疑似ペロブスカイト構
造の自発分極の方向はａ軸またはｂ軸方向を向いてい
る。このような層状構造を有する強誘電体が、図５に模
式的に示すように配置されてメモリセルを構成する。基
板３０上に下部電極３１が形成され、その上にビスマス
層３３（（Ｂｉ2Ｏ2）2+）と疑似ペロブスカイト層３４
（ＳｒＴａＯ3）からなる強誘電体薄膜３５が、ｃ軸が
基板３０、下部電極３１に平行になるように配置され
る。さらに、その上に上部電極３２が形成される。ここ
で、上部電極３２と下部電極３１との間に電圧を印加す
ると、強誘電体薄膜３５には印加された電圧によって発
生する電場に沿った方向に分極Ｐが発生する。
記述される構造であり、ＡはＡサイトイオンと呼ばれる
陽イオンを、ＢはＢサイトイオンと呼ばれる陰イオン
を、Ｏは酸素を示す。ペロブスカイト構造は酸素を頂点
とする正八面体を構成し、Ｂサイトイオンは正八面体の
中央に位置し、Ａサイトイオンは正八面体の間に配置さ
れている。基本的にはこのような構造を図４のＳｒＴａ
Ｏ3からなる層は有しているが、正八面体を上下に２分
割して、上下を入れ替え、４角すいの先端の頂点を共有
させる構造を有しているので、ここではこのような構造
を疑似ペロブスカイト構造と言うことにする。図４に示
すような層状構造において、ｃ軸はビスマス層と疑似ペ
ロブスカイト層の積層方向であり、ａ軸とｂ軸は互いに
等価で、ｃ軸に直交する方向である。結晶解析から格子
定数はａ軸方向では、ａ＝５．５３０６オングストロー
ム、ｂ軸方向では、ｂ＝５．５３４４オングストロー
ム、ｃ軸方向に対しては、ｃ＝２４．９８３９オングス
トロームである。このような構造では、（Ｂｉ2Ｏ2）2+
層は強誘電体の性質を発現する疑似ペロブスカイト構造
ＳｒＴａＯ3の外側にあり、また疑似ペロブスカイト構
造の自発分極の方向はａ軸またはｂ軸方向を向いてい
る。このような層状構造を有する強誘電体が、図５に模
式的に示すように配置されてメモリセルを構成する。基
板３０上に下部電極３１が形成され、その上にビスマス
層３３（（Ｂｉ2Ｏ2）2+）と疑似ペロブスカイト層３４
（ＳｒＴａＯ3）からなる強誘電体薄膜３５が、ｃ軸が
基板３０、下部電極３１に平行になるように配置され
る。さらに、その上に上部電極３２が形成される。ここ
で、上部電極３２と下部電極３１との間に電圧を印加す
ると、強誘電体薄膜３５には印加された電圧によって発
生する電場に沿った方向に分極Ｐが発生する。
【００１４】図６は強誘電体薄膜の構造をより詳細に示
したものである。図６（ａ）は、強誘電体薄膜の断面図
であり、その構造が模式的に示されている。強誘電体薄
膜３５は複数の結晶粒３６から構成されており、各々の
結晶粒のｃ軸が強誘電体薄膜の面方向に配向している。
図６（ｂ）は強誘電体薄膜３５を上部から見たものであ
るが、強誘電体薄膜３５内の複数の結晶粒３６は薄膜の
延在する平面内でランダムに配向している。このような
構成において、各結晶粒のｃ軸の向きを合成した強誘電
体薄膜全体としてのｃ軸の向きは薄膜が延在する方向、
すなわち印加される電場に垂直な方向を向いているの
で、分極ベクトルがビスマス層を横切らず、ビスマス層
のビスマスの欠落による空間電荷の影響を受けることな
く、高い自発分極量を得ることができる。すなわち、こ
の構造においては揮発しやすいビスマスを含み、このビ
スマスの揮発は強誘電性を発現する酸素８面体には影響
を与えないが、層状のペーストの役割を果たすビスマス
層（（Ｂｉ2Ｏ2）2+）に影響を及ぼす。ビスマス層はビ
スマスの欠落により空間電荷を作るからである。この空
間電荷の影響を排除する為、分極ベクトルがビスマス層
を横切らない様にする必要がある。薄膜全体の分極ベク
トルは各結晶粒の分極のベクトル和であり、この条件が
みたされる為には薄膜全体、または結晶粒のかなりの部
分がその分極ベクトルがビスマス層を横切らないように
配向する必要がある。図７にこのメカニズムを示す。こ
こで図７（ａ）は薄膜全体としての分極ベクトルΣＰが
ビスマス層３３を横切る場合で、この場合、ビスマス層
３３中の空間電荷４０が分極ベクトルΣＰと相互作用を
及ぼす。図７（ｂ）は薄膜全体の分極ベクトルΣＰがビ
スマス層３３を横切らない場合で、この場合、ビスマス
層３３中の空間電荷４０は分極ベクトルΣＰと相互作用
を及ぼさない。
したものである。図６（ａ）は、強誘電体薄膜の断面図
であり、その構造が模式的に示されている。強誘電体薄
膜３５は複数の結晶粒３６から構成されており、各々の
結晶粒のｃ軸が強誘電体薄膜の面方向に配向している。
図６（ｂ）は強誘電体薄膜３５を上部から見たものであ
るが、強誘電体薄膜３５内の複数の結晶粒３６は薄膜の
延在する平面内でランダムに配向している。このような
構成において、各結晶粒のｃ軸の向きを合成した強誘電
体薄膜全体としてのｃ軸の向きは薄膜が延在する方向、
すなわち印加される電場に垂直な方向を向いているの
で、分極ベクトルがビスマス層を横切らず、ビスマス層
のビスマスの欠落による空間電荷の影響を受けることな
く、高い自発分極量を得ることができる。すなわち、こ
の構造においては揮発しやすいビスマスを含み、このビ
スマスの揮発は強誘電性を発現する酸素８面体には影響
を与えないが、層状のペーストの役割を果たすビスマス
層（（Ｂｉ2Ｏ2）2+）に影響を及ぼす。ビスマス層はビ
スマスの欠落により空間電荷を作るからである。この空
間電荷の影響を排除する為、分極ベクトルがビスマス層
を横切らない様にする必要がある。薄膜全体の分極ベク
トルは各結晶粒の分極のベクトル和であり、この条件が
みたされる為には薄膜全体、または結晶粒のかなりの部
分がその分極ベクトルがビスマス層を横切らないように
配向する必要がある。図７にこのメカニズムを示す。こ
こで図７（ａ）は薄膜全体としての分極ベクトルΣＰが
ビスマス層３３を横切る場合で、この場合、ビスマス層
３３中の空間電荷４０が分極ベクトルΣＰと相互作用を
及ぼす。図７（ｂ）は薄膜全体の分極ベクトルΣＰがビ
スマス層３３を横切らない場合で、この場合、ビスマス
層３３中の空間電荷４０は分極ベクトルΣＰと相互作用
を及ぼさない。
【００１５】また、ｃ軸を印加電場対して垂直な一定の
方向を向くように結晶粒を配向したので、抗電界が低減
し、かつ一定とすることが可能となった。また、ｃ軸が
印加電場に対して垂直な方向（この場合は強誘電体薄膜
の延在する方向）を向くと膜厚方向にはａ軸、ｂ軸のみ
でドメインが構成される。すなわち、ａ軸、ｂ軸で構成
される１８０度ドメインと９０度ドメインである。９０
度ドメインウォールはａ軸とｂ軸の格子定数の差が殆ど
ないことから、応力集中の伴わない反転が可能となる。
このことを図８に基づいて説明する。図８（ａ）は結晶
軸の向きを示したもので結晶粒（Ｉ）と（II）ではａ軸
とｂ軸はそれぞれ膜厚方向に対して４５度の角度をなし
ており、結晶粒（III）ではａ軸は膜厚方向、ｂ軸はａ
軸に垂直な方向を向いている。図８（ｂ）は図８（ａ）
の結晶粒（Ｉ）、（II）、（III）に対応するドメイン
を示している。結晶粒（Ｉ）では、分極はａ軸とｂ軸の
中間の方向に形成され、１８０度ドメインを構成する。
結晶粒（II）では、分極はａ軸とｂ軸の方向に沿ってお
り、１８０度ドメインと９０度ドメインウォールを構成
する。この場合はｃ軸が紙面に対して垂直な方向を向い
ており、応力がすくない。このため、応力集中のない分
極反転が可能となる。結晶粒（III）では、分極はａ軸
とｂ軸に沿った方向に形成され、１８０度ドメインを構
成する。従って、ｃ軸を印加電場に対して垂直に配向さ
せるとともに、ａ軸とｂ軸に沿った１８０度ドメインと
９０度ドメインウォールを構成するように分極させるこ
とによって、応力集中の伴わない分極反転が可能とな
り、分極反転回数の向上を図ることが可能となる。
方向を向くように結晶粒を配向したので、抗電界が低減
し、かつ一定とすることが可能となった。また、ｃ軸が
印加電場に対して垂直な方向（この場合は強誘電体薄膜
の延在する方向）を向くと膜厚方向にはａ軸、ｂ軸のみ
でドメインが構成される。すなわち、ａ軸、ｂ軸で構成
される１８０度ドメインと９０度ドメインである。９０
度ドメインウォールはａ軸とｂ軸の格子定数の差が殆ど
ないことから、応力集中の伴わない反転が可能となる。
このことを図８に基づいて説明する。図８（ａ）は結晶
軸の向きを示したもので結晶粒（Ｉ）と（II）ではａ軸
とｂ軸はそれぞれ膜厚方向に対して４５度の角度をなし
ており、結晶粒（III）ではａ軸は膜厚方向、ｂ軸はａ
軸に垂直な方向を向いている。図８（ｂ）は図８（ａ）
の結晶粒（Ｉ）、（II）、（III）に対応するドメイン
を示している。結晶粒（Ｉ）では、分極はａ軸とｂ軸の
中間の方向に形成され、１８０度ドメインを構成する。
結晶粒（II）では、分極はａ軸とｂ軸の方向に沿ってお
り、１８０度ドメインと９０度ドメインウォールを構成
する。この場合はｃ軸が紙面に対して垂直な方向を向い
ており、応力がすくない。このため、応力集中のない分
極反転が可能となる。結晶粒（III）では、分極はａ軸
とｂ軸に沿った方向に形成され、１８０度ドメインを構
成する。従って、ｃ軸を印加電場に対して垂直に配向さ
せるとともに、ａ軸とｂ軸に沿った１８０度ドメインと
９０度ドメインウォールを構成するように分極させるこ
とによって、応力集中の伴わない分極反転が可能とな
り、分極反転回数の向上を図ることが可能となる。
【００１６】このように構成された強誘電体薄膜をメモ
リセルとして構成し、特性を測定すると、（１）分極反
転回数：１０13回、（２）分極保持特性：７３２年（５
０℃での計算値）、を得た。これらは、それぞれ従来の
測定値１０8回、１０年を上回るものである。また、
（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小さく、メモリとして
のＳ／Ｎ比が低電圧で２．５倍向上し、（４）２Ｐｒが
２０から３５μＣ／ｃｍ 2 と大きくなり、高集積化の可
能性が得られた。さらに、（５）リーク電流の膜厚依存
性と温度依存性が軽減されたので、大容量の不揮発性メ
モリの可能性が得られ、（６）従来、課題となっていた
書き込み読みだしの繰り返しによって発生するインプリ
ント劣化が減少し、信頼性が高まった。また、２Ｐｒが
向上したため、キャパシタの面積を小さくすることがで
き、強誘電体キャパシタとしても、高集積化が可能とな
る。
リセルとして構成し、特性を測定すると、（１）分極反
転回数：１０13回、（２）分極保持特性：７３２年（５
０℃での計算値）、を得た。これらは、それぞれ従来の
測定値１０8回、１０年を上回るものである。また、
（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小さく、メモリとして
のＳ／Ｎ比が低電圧で２．５倍向上し、（４）２Ｐｒが
２０から３５μＣ／ｃｍ 2 と大きくなり、高集積化の可
能性が得られた。さらに、（５）リーク電流の膜厚依存
性と温度依存性が軽減されたので、大容量の不揮発性メ
モリの可能性が得られ、（６）従来、課題となっていた
書き込み読みだしの繰り返しによって発生するインプリ
ント劣化が減少し、信頼性が高まった。また、２Ｐｒが
向上したため、キャパシタの面積を小さくすることがで
き、強誘電体キャパシタとしても、高集積化が可能とな
る。
【００１７】以上のように、強誘電体材料を薄膜化して
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を０．５Ｖ
動作にすることが可能となった。 （実施例２）図９に基づいて、本発明の第２の実施例を
説明する。図９（ａ）は強誘電体デバイスの断面を示し
たものである。基板５０上に下部電極５１が形成され、
その上にＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9からなる強誘電体薄膜５
２、さらにその上に上部電極５３が形成されている。こ
こで、強誘電体薄膜５２のｃ軸は上部電極５３と下部電
極５１とによって印加される電場に垂直な方向（この場
合は強誘電体薄膜が延在する方向）に対してプラスマイ
ナス３０度以内に配向している。図９（ｂ）は強誘電体
薄膜５２の断面構造をより詳細に表した図で、強誘電体
薄膜５２は複数の結晶粒５４を有している。各々の結晶
粒５４のｃ軸が上部電極５３と下部電極５２とによって
印加される電場に垂直な方向に対してなす角度θ1 、θ
2 はプラスナイナス３０度以内の角度をなすように配向
している。図９（ｃ）は強誘電体薄膜５２を上部から見
たものであるが、強誘電体薄膜５２内の複数の結晶粒５
４はランダムな方向に配向している。このとき、全ての
結晶粒についてｃ軸が、印加電場方向を含むある平面内
で印加電場に垂直な方向に対して、プラスマイナス３０
度以内の角度をなすことは要求されない。すなわち、６
０％以上の結晶粒がプラスマイナス３０度以内に配向し
ていればよい。図１０に結晶粒のｃ軸と印加電場に垂直
な平面とのなす角度θの分布関数ｇ（θ）を示す。ここ
でプラスマイナス３０度以内の角度をなすように配向し
た結晶粒の割合は６０％以上となっている。
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を０．５Ｖ
動作にすることが可能となった。 （実施例２）図９に基づいて、本発明の第２の実施例を
説明する。図９（ａ）は強誘電体デバイスの断面を示し
たものである。基板５０上に下部電極５１が形成され、
その上にＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9からなる強誘電体薄膜５
２、さらにその上に上部電極５３が形成されている。こ
こで、強誘電体薄膜５２のｃ軸は上部電極５３と下部電
極５１とによって印加される電場に垂直な方向（この場
合は強誘電体薄膜が延在する方向）に対してプラスマイ
ナス３０度以内に配向している。図９（ｂ）は強誘電体
薄膜５２の断面構造をより詳細に表した図で、強誘電体
薄膜５２は複数の結晶粒５４を有している。各々の結晶
粒５４のｃ軸が上部電極５３と下部電極５２とによって
印加される電場に垂直な方向に対してなす角度θ1 、θ
2 はプラスナイナス３０度以内の角度をなすように配向
している。図９（ｃ）は強誘電体薄膜５２を上部から見
たものであるが、強誘電体薄膜５２内の複数の結晶粒５
４はランダムな方向に配向している。このとき、全ての
結晶粒についてｃ軸が、印加電場方向を含むある平面内
で印加電場に垂直な方向に対して、プラスマイナス３０
度以内の角度をなすことは要求されない。すなわち、６
０％以上の結晶粒がプラスマイナス３０度以内に配向し
ていればよい。図１０に結晶粒のｃ軸と印加電場に垂直
な平面とのなす角度θの分布関数ｇ（θ）を示す。ここ
でプラスマイナス３０度以内の角度をなすように配向し
た結晶粒の割合は６０％以上となっている。
【００１８】このような構成の場合にメモリとして構成
すると、以下のようなデータが得られた。すなわち、
（１）分極反転回数：１０13回、（２）分極保持特性：
７３２年（５０℃での計算値）、を得た。これらは、そ
れぞれ従来の測定値１０8回、１０年を上回るものであ
る。また、（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小さく、メ
モリとしてのＳ／Ｎ比が低電圧で２倍向上し、（４）２
Ｐｒが１５から３５μＣ／ｃｍ2と大きくなり、高集積
化の可能性が得られた。さらに、（５）リーク電流の膜
厚依存性と温度依存性が軽減されたので、大容量の不揮
発性メモリの可能性が得られ、（６）従来、課題となっ
ていた書き込み読みだしの繰り返しによって発生するイ
ンプリント劣化が減少し、信頼性が高まった。また、２
Ｐｒが向上したため、キャパシタとして用いても、高集
積化が可能となる。
すると、以下のようなデータが得られた。すなわち、
（１）分極反転回数：１０13回、（２）分極保持特性：
７３２年（５０℃での計算値）、を得た。これらは、そ
れぞれ従来の測定値１０8回、１０年を上回るものであ
る。また、（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小さく、メ
モリとしてのＳ／Ｎ比が低電圧で２倍向上し、（４）２
Ｐｒが１５から３５μＣ／ｃｍ2と大きくなり、高集積
化の可能性が得られた。さらに、（５）リーク電流の膜
厚依存性と温度依存性が軽減されたので、大容量の不揮
発性メモリの可能性が得られ、（６）従来、課題となっ
ていた書き込み読みだしの繰り返しによって発生するイ
ンプリント劣化が減少し、信頼性が高まった。また、２
Ｐｒが向上したため、キャパシタとして用いても、高集
積化が可能となる。
【００１９】以上のように、強誘電体材料を薄膜化して
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を１Ｖ動作
にすることが可能となった。 （実施例３）次に、図１１に基づいて第３の実施例を説
明する。図１１（ａ）はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9からなる強
誘電体薄膜６０の斜視図であり、強誘電体薄膜の結晶粒
の配向方向を示している。すなわち、印加電場に垂直な
平面内では、ある所定の方向に対して結晶粒のｃ軸がな
す角度ψはプラスマイナス３０度以内であり、かつ上記
の所定の方向と印加電場方向を含む平面内では、上記の
所定の方向と結晶粒のｃ軸がなす角度θがプラスマイナ
ス３０度以内である。図１１（ｂ）は強誘電体薄膜６０
の構造を模式的に表したものであり、複数の結晶粒６１
からなっている。各々の結晶粒６１のｃ軸は印加電場の
方向（図１１（ｂ）では強誘電体薄膜の厚さ方向）に垂
直な平面内のある１つの方向に対してプラスマイナス３
０度以内の角度をなすように配向している。図１１
（ｃ）は強誘電体薄膜６０を上部から見たものである
が、強誘電体薄膜６０の結晶粒６１は、それぞれ結晶粒
のｃ軸が上記の方向に対して印加電場に垂直な平面内で
プラスナイナス３０度以内の角度をなす方向に配向して
いる。このとき、全ての結晶粒についてｃ軸が、印加さ
れる電場に垂直な方向に対して電場とｃ軸を含む平面内
でプラスマイナス３０度以内に配向しており、かつ電場
に垂直な平面内の所定の方向とｃ軸の電場に垂直な平面
への射影の方向とがプラスマイナス３０度以内の角度を
なして配向することは要求されない。すなわち、６０％
以上の結晶粒が上記の条件を満たしていればよい。図１
２に結晶粒の配向の分布図を示す。図１２（ａ）は結晶
粒のｃ軸と印加電場に垂直な平面とのなす角度θに関す
る結晶粒の数の分布関数ｇ（θ）を示し、図１２（ｂ）
は電場に垂直な平面内の所定の方向とｃ軸の電場に垂直
な平面への射影の方向とがなす角度ψに関する結晶粒の
数の分布関数ｆ（ψ）を示している。ここで、それぞれ
の分布関数についてプラスマイナス３０度以内の角度を
なすように配向した結晶粒の割合は６０％以上となって
いる。
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を１Ｖ動作
にすることが可能となった。 （実施例３）次に、図１１に基づいて第３の実施例を説
明する。図１１（ａ）はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9からなる強
誘電体薄膜６０の斜視図であり、強誘電体薄膜の結晶粒
の配向方向を示している。すなわち、印加電場に垂直な
平面内では、ある所定の方向に対して結晶粒のｃ軸がな
す角度ψはプラスマイナス３０度以内であり、かつ上記
の所定の方向と印加電場方向を含む平面内では、上記の
所定の方向と結晶粒のｃ軸がなす角度θがプラスマイナ
ス３０度以内である。図１１（ｂ）は強誘電体薄膜６０
の構造を模式的に表したものであり、複数の結晶粒６１
からなっている。各々の結晶粒６１のｃ軸は印加電場の
方向（図１１（ｂ）では強誘電体薄膜の厚さ方向）に垂
直な平面内のある１つの方向に対してプラスマイナス３
０度以内の角度をなすように配向している。図１１
（ｃ）は強誘電体薄膜６０を上部から見たものである
が、強誘電体薄膜６０の結晶粒６１は、それぞれ結晶粒
のｃ軸が上記の方向に対して印加電場に垂直な平面内で
プラスナイナス３０度以内の角度をなす方向に配向して
いる。このとき、全ての結晶粒についてｃ軸が、印加さ
れる電場に垂直な方向に対して電場とｃ軸を含む平面内
でプラスマイナス３０度以内に配向しており、かつ電場
に垂直な平面内の所定の方向とｃ軸の電場に垂直な平面
への射影の方向とがプラスマイナス３０度以内の角度を
なして配向することは要求されない。すなわち、６０％
以上の結晶粒が上記の条件を満たしていればよい。図１
２に結晶粒の配向の分布図を示す。図１２（ａ）は結晶
粒のｃ軸と印加電場に垂直な平面とのなす角度θに関す
る結晶粒の数の分布関数ｇ（θ）を示し、図１２（ｂ）
は電場に垂直な平面内の所定の方向とｃ軸の電場に垂直
な平面への射影の方向とがなす角度ψに関する結晶粒の
数の分布関数ｆ（ψ）を示している。ここで、それぞれ
の分布関数についてプラスマイナス３０度以内の角度を
なすように配向した結晶粒の割合は６０％以上となって
いる。
【００２０】このような構成の強誘電体薄膜を用いてメ
モリを構成すると、以下のようなデータが得られた。す
なわち、（１）分極反転回数：１０15回、（２）分極保
持特性：７３２年（５０℃での計算値）、を得た。これ
らは、それぞれ従来の測定値１０8回、１０年を上回る
ものである。また、（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小
さく、メモリとしてのＳ／Ｎ比が低電圧で３倍向上し、
（４）２Ｐｒが２０から３５μＣ／ｃｍ2 と大きくな
り、高集積化の可能性が得られた。さらに、（５）リー
ク電流の膜厚依存性と温度依存性が軽減されたので、大
容量の不揮発性メモリの可能性が得られ、（６）従来、
課題となっていた書き込み読みだしの繰り返しによって
発生するインプリント劣化が減少し、信頼性が高まっ
た。また、２Ｐｒが向上したため、キャパシタとして用
いても、高集積化が可能となる。
モリを構成すると、以下のようなデータが得られた。す
なわち、（１）分極反転回数：１０15回、（２）分極保
持特性：７３２年（５０℃での計算値）、を得た。これ
らは、それぞれ従来の測定値１０8回、１０年を上回る
ものである。また、（３）誘電率がＰＺＴの２５％と小
さく、メモリとしてのＳ／Ｎ比が低電圧で３倍向上し、
（４）２Ｐｒが２０から３５μＣ／ｃｍ2 と大きくな
り、高集積化の可能性が得られた。さらに、（５）リー
ク電流の膜厚依存性と温度依存性が軽減されたので、大
容量の不揮発性メモリの可能性が得られ、（６）従来、
課題となっていた書き込み読みだしの繰り返しによって
発生するインプリント劣化が減少し、信頼性が高まっ
た。また、２Ｐｒが向上したため、キャパシタとして用
いても、高集積化が可能となる。
【００２１】以上のように、強誘電体材料を薄膜化して
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を０．５Ｖ
動作にすることが可能となった。以上の実施例では、層
状化合物の一方の層として（Ｂｉ2Ｏ2）2+を用いた例を
示したが、これに限られることなく、ビスマス（Ｂｉ）
に代えて、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、
アンチモン（Ｓｂ）、イットリウム（Ｙ）、クロム（Ｃ
ｒ）、トリウム（Ｔｈ）を用いても良い。また、以上の
例では疑似ペロブスカイト構造のＡサイトイオンとして
ストロンチウム（Ｓｒ）、Ｂサイトイオンとしてタンタ
ル（Ｔａ）を用いたが、これに限定されることなく、Ａ
サイトイオンとして、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、
ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウ
ム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）のうちの少なくとも一
つの元素、Ｂサイトイオンとして、チタン（Ｔｉ）、タ
ンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈ
ｆ）、タングステン（Ｗ）、Ｎｂ，ジルコニウム（Ｚ
ｒ）のうちの少なくとも一つの元素を用いてもよい。
も特性劣化のないことから、従来の５Ｖ動作を０．５Ｖ
動作にすることが可能となった。以上の実施例では、層
状化合物の一方の層として（Ｂｉ2Ｏ2）2+を用いた例を
示したが、これに限られることなく、ビスマス（Ｂｉ）
に代えて、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、
アンチモン（Ｓｂ）、イットリウム（Ｙ）、クロム（Ｃ
ｒ）、トリウム（Ｔｈ）を用いても良い。また、以上の
例では疑似ペロブスカイト構造のＡサイトイオンとして
ストロンチウム（Ｓｒ）、Ｂサイトイオンとしてタンタ
ル（Ｔａ）を用いたが、これに限定されることなく、Ａ
サイトイオンとして、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、
ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウ
ム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）のうちの少なくとも一
つの元素、Ｂサイトイオンとして、チタン（Ｔｉ）、タ
ンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈ
ｆ）、タングステン（Ｗ）、Ｎｂ，ジルコニウム（Ｚ
ｒ）のうちの少なくとも一つの元素を用いてもよい。
【００２２】また、上記の層状化合物に不純物を添加す
ることによって、ビスマスの欠損を補償し、リーク電流
の低減を図ることができ、また、結晶粒間に不純物が析
出するので耐圧を向上させることができる。この場合の
不純物としては、IIIＡ族元素であるイットリウム
（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）のうちの少なくとも一つの元
素、IVＡ族元素であるチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも一つ
の元素、ＶＡ族元素であるバナジウム（Ｖ）、ニオブ
（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも一つの
元素、ＶＩＡ族元素であるクロム（Ｃｒ）、モリブデン
（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちの少なくとも一つ
の元素、ＶIIＡ族元素であるマンガン（Ｍｎ）、テクネ
チウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）のうちの少なくとも
一つの元素、ＶIII族元素である鉄（Ｆｅ）、コバルト
（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロ
ジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）のうちの少なくとも一つの元素、ＩＢ族元素である
銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）のうちの少なくとも一つの元
素、IIＢ族元素である亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃ
ｄ）のうちの少なくとも一つの元素、IIIＢ族元素であ
るガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のうちの少な
くとも一つの元素、IVＢ族元素であるゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、スズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一つの元素、Ｖ
Ｂ族元素であるヒ素（Ａｓ）、ＶＩＢ族元素であるセレ
ン（Ｓｅ）を用いても良いし、これらの組み合わせであ
っても良い。
ることによって、ビスマスの欠損を補償し、リーク電流
の低減を図ることができ、また、結晶粒間に不純物が析
出するので耐圧を向上させることができる。この場合の
不純物としては、IIIＡ族元素であるイットリウム
（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）のうちの少なくとも一つの元
素、IVＡ族元素であるチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも一つ
の元素、ＶＡ族元素であるバナジウム（Ｖ）、ニオブ
（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも一つの
元素、ＶＩＡ族元素であるクロム（Ｃｒ）、モリブデン
（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちの少なくとも一つ
の元素、ＶIIＡ族元素であるマンガン（Ｍｎ）、テクネ
チウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）のうちの少なくとも
一つの元素、ＶIII族元素である鉄（Ｆｅ）、コバルト
（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロ
ジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）のうちの少なくとも一つの元素、ＩＢ族元素である
銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）のうちの少なくとも一つの元
素、IIＢ族元素である亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃ
ｄ）のうちの少なくとも一つの元素、IIIＢ族元素であ
るガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のうちの少な
くとも一つの元素、IVＢ族元素であるゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、スズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一つの元素、Ｖ
Ｂ族元素であるヒ素（Ａｓ）、ＶＩＢ族元素であるセレ
ン（Ｓｅ）を用いても良いし、これらの組み合わせであ
っても良い。
【００２３】不純物をドープした場合には、電気的な中
性を補償するために電荷補償材をドープする必要がある
が、この電荷補償材として、ＩＡ族元素であるリチウム
（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビ
ジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）のうちの少なくとも
一つの元素、IIＡ族元素であるベリリウム（Ｂｅ）、マ
グネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチ
ウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）のうちの少なくとも一
つの元素を用いてもよいし、これらの組み合わせであっ
ても良い。
性を補償するために電荷補償材をドープする必要がある
が、この電荷補償材として、ＩＡ族元素であるリチウム
（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビ
ジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）のうちの少なくとも
一つの元素、IIＡ族元素であるベリリウム（Ｂｅ）、マ
グネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチ
ウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）のうちの少なくとも一
つの元素を用いてもよいし、これらの組み合わせであっ
ても良い。
【００２４】また、以上のような構成の強誘電体薄膜に
おいては、電極界面層に寄生誘電体層が生成されず、５
０ｎｍまで薄膜化しても特性劣化は起きなかった。従っ
て、３０ｎｍまで薄膜化しても実用可能であり、３から
５Ｖで駆動するためには１μｍまでの膜厚が好適であ
る。また、デバイスの大きさが０．１μｍ2程度になる
と、デバイス間のバラツキを抑えるために結晶粒の大き
さは小さいほうがよい。ただし、１０μｍ未満の大きさ
になると表面エネルギーが増加し、強誘電性が失われ
る。従って、結晶粒の大きさは１０ｎｍから３００ｎｍ
の間であることが好ましい。
おいては、電極界面層に寄生誘電体層が生成されず、５
０ｎｍまで薄膜化しても特性劣化は起きなかった。従っ
て、３０ｎｍまで薄膜化しても実用可能であり、３から
５Ｖで駆動するためには１μｍまでの膜厚が好適であ
る。また、デバイスの大きさが０．１μｍ2程度になる
と、デバイス間のバラツキを抑えるために結晶粒の大き
さは小さいほうがよい。ただし、１０μｍ未満の大きさ
になると表面エネルギーが増加し、強誘電性が失われ
る。従って、結晶粒の大きさは１０ｎｍから３００ｎｍ
の間であることが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】本発明では、強誘電体薄膜中の結晶にお
いて、２つのほぼ等価な結晶軸とは異なる方向の異なる
対称性を有する結晶軸を印加電場に対して略垂直になる
ように配向させたので、高い分極量の強誘電体メモリを
得ることが可能となる。
いて、２つのほぼ等価な結晶軸とは異なる方向の異なる
対称性を有する結晶軸を印加電場に対して略垂直になる
ように配向させたので、高い分極量の強誘電体メモリを
得ることが可能となる。
【図１】 第１の実施例に係る強誘電体デバイスの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 （ａ）は第１の実施例に係る強誘電体薄膜の
ヒステリシス特性を示す図、（ｂ）は第１の実施例に係
る強誘電体薄膜の印加電圧と電荷量を示す図である。
ヒステリシス特性を示す図、（ｂ）は第１の実施例に係
る強誘電体薄膜の印加電圧と電荷量を示す図である。
【図３】 （ａ）は第１の実施例に係る強誘電体デバイ
スを用いた単純マトリックス型のメモリ構成を示す図、
（ｂ）は第１の実施例に係る強誘電体デバイスを用いた
ＤＲＯ型のメモリ構成を示す図である。
スを用いた単純マトリックス型のメモリ構成を示す図、
（ｂ）は第１の実施例に係る強誘電体デバイスを用いた
ＤＲＯ型のメモリ構成を示す図である。
【図４】 ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9の構造を示す図である。
【図５】 第１の実施例に係る強誘電体薄膜を用いた電
子デバイスの構成を示す図である。
子デバイスの構成を示す図である。
【図６】 （ａ）は第１の実施例に係る強誘電体薄膜の
断面構造を示す図、（ｂ）は第１の実施例に係る強誘電
体薄膜を上部から見た図である。
断面構造を示す図、（ｂ）は第１の実施例に係る強誘電
体薄膜を上部から見た図である。
【図７】 分極ベクトルと薄膜との関係を示す図であ
る。
る。
【図８】 （ａ）は結晶粒中の結晶軸の向きを説明する
図、（ｂ）は結晶粒中に形成されるドメインを説明する
図である。
図、（ｂ）は結晶粒中に形成されるドメインを説明する
図である。
【図９】 （ａ）は第２の実施例に係る強誘電体薄膜を
用いた電子デバイスの断面を示す図、（ｂ）は第２の実
施例に係る強誘電体薄膜の断面を示す図、（ｃ）は第２
の実施例に係る強誘電体薄膜を上部から見た図である。
用いた電子デバイスの断面を示す図、（ｂ）は第２の実
施例に係る強誘電体薄膜の断面を示す図、（ｃ）は第２
の実施例に係る強誘電体薄膜を上部から見た図である。
【図１０】 第２の実施例に係る強誘電体薄膜の結晶粒
の配向の分布を示す図である。
の配向の分布を示す図である。
【図１１】 （ａ）は第３の実施例に係る強誘電体薄膜
の結晶粒の配向方向を示す図、（ｂ）は第３の実施例に
係る強誘電体薄膜を示す図、（ｃ）は第３の実施例に係
る強誘電体薄膜を上部から見た図である。
の結晶粒の配向方向を示す図、（ｂ）は第３の実施例に
係る強誘電体薄膜を示す図、（ｃ）は第３の実施例に係
る強誘電体薄膜を上部から見た図である。
【図１２】 第３の実施例に係る強誘電体薄膜の結晶粒
の配向の分布を示す図である。
の配向の分布を示す図である。
【図１３】 従来技術を示す図である。
１０、３５、５２、６０ 強誘電体薄膜 １２、３１、５１ 下部電極 １１、３２、５３ 上部電極 ３６、５４、６１ 結晶粒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/8247 29/788 29/792
Claims (46)
- 【請求項１】 一対の電極により挟持された強誘電体薄
膜を記憶セルを有する強誘電体デバイスにおいて、前記
強誘電体薄膜は、２つのほぼ等価な第１と第２の結晶軸
と、前記第１と第２の結晶軸とは異なる方向に前記第１
と第２の結晶軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性
を有する第３の結晶軸とを有している結晶を有してお
り、前記第３の結晶軸が前記１対の電極により印加され
る電場に対して略垂直な方向に配向していることを特徴
とする強誘電体デバイス。 - 【請求項２】 前記強誘電体薄膜は結晶粒として複数の
前記結晶を有することを特徴とする請求項１に記載の強
誘電体デバイス。 - 【請求項３】 前記結晶粒が１０ｎｍから３００ｎｍの
大きさを有すること特徴とする請求項２に記載の強誘電
体デバイス。 - 【請求項４】 一対の電極により挟持された強誘電体薄
膜を有する強誘電体デバイスにおいて、前記強誘電体薄
膜は、２つのほぼ等価な第１と第２の結晶軸と、前記第
１と第２の結晶軸とは異なる方向に前記第１と第２の結
晶軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する第
３の結晶軸とを有している結晶を有しており、前記第３
の結晶軸が前記１対の電極により印加される電場に垂直
な方向に対して前記電場と前記第３の結晶軸を含む平面
内でプラスマイナス３０度以内に配向していることを特
徴とする強誘電体デバイス。 - 【請求項５】 前記強誘電体薄膜は結晶粒として複数の
前記結晶を有することを特徴とする請求項４に記載の強
誘電体デバイス。 - 【請求項６】 前記第３の結晶軸が前記電場に垂直な方
向に対して前記電場と前記第３の結晶軸を含む平面内で
プラスマイナス３０度以内に配向している前記結晶粒の
割合が６０％以上であることを特徴とする請求項５に記
載の強誘電体デバイス。 - 【請求項７】 前記結晶粒が１０ｎｍから３００ｎｍの
大きさを有することを特徴とする請求項５または請求項
６のいずれか１項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項８】 一対の電極により挟持された強誘電体薄
膜を有する強誘電体デバイスにおいて、前記強誘電体薄
膜は、２つのほぼ等価な第１と第２の結晶軸と、前記第
１と第２の結晶軸とは異なる方向に前記第１と第２の結
晶軸を対称軸とする対称性とは異なる対称性を有する第
３の結晶軸とを有している結晶を有しており、前記第３
の結晶軸が前記１対の電極により印加される電場に垂直
な方向に対して前記電場と前記第３の結晶軸を含む平面
内でプラスマイナス３０度以内に配向しており、前記電
場に垂直な平面内の所定の方向と前記第３の結晶軸の前
記電場に垂直な平面への射影の方向とがプラスマイナス
３０度以内の角度をなすことを特徴とする強誘電体デバ
イス。 - 【請求項９】 前記強誘電体薄膜は結晶粒として複数の
前記結晶を有することを特徴とする請求項８に記載の強
誘電体デバイス。 - 【請求項１０】 前記第３の結晶軸が前記電場に垂直な
方向に対して前記電場と前記第３の結晶軸を含む平面内
でプラスマイナス３０度以内に配向しており、前記電場
に垂直な平面内の所定の方向と前記第３の結晶軸の前記
電場に垂直な平面への射影の方向とがプラスマイナス３
０度以内の角度をなす前記結晶粒の割合が６０％以上で
あることを特徴とする請求項９に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項１１】 前記結晶粒が１０ｎｍから３００ｎｍ
の大きさを有すること特徴とする請求項９または請求項
１０のいずれか１項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項１２】 前記強誘電体薄膜の膜厚が３０ｎｍか
ら１μｍの範囲であることを特徴とする請求項１から請
求項１１のいずれか１項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項１３】 前記結晶は複数の異なる層状構造が積
層された構造を有することを特徴とする請求項１から請
求項１２のいずれか１項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項１４】 前記複数の異なる層状構造のうち１層
がビスマスを有する層であることを特徴とする請求項１
３に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項１５】 前記複数の異なる層状構造のうち１層
がビスマス（Ｂｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン
（Ｌａ）、アンチモン（Ｓｂ）、イットリウム（Ｙ）、
クロム（Ｃｒ）、トリウム（Ｔｈ）のうちのいずれか１
つの元素を有する層であることを特徴とする請求項１４
に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項１６】 前記複数の異なる層状構造のうち１層
が疑似ペロブスカイト構造を有し、前記疑似ペロブスカ
イト構造のＡサイトイオンがビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐ
ｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、カ
ルシウム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）のうちの少なく
とも一つの元素であり、Ｂサイトイオンがチタン（Ｔ
ｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）
のうちの少なくとも一つの元素であることを特徴とする
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の強誘
電体デバイス。 - 【請求項１７】 前記結晶が組成式ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9
を有するビスマス層状化合物であることを特徴とする請
求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の強誘電体
デバイス。 - 【請求項１８】 前記結晶がＳｒＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15または
ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9であることを特徴とする請求項１か
ら請求項１６のいずれか１項に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項１９】 前記結晶がＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9とＳｒ
Ｂｉ4Ｔｉ4Ｏ15とＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9のうちの少なくと
も２つ以上の材料の化合物であることを特徴とする請求
項１から請求項１６のいずれか１項に記載の強誘電体デ
バイス。 - 【請求項２０】 不純物としてIIIＡ族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項２１】 前記IIIＡ族元素はイットリウム
（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）のうちの少なくとも一つであ
ることを特徴とする請求項２０に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項２２】 不純物としてIVＡ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項２３】 前記IVＡ族元素はチタン（Ｔｉ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）のうちの少な
くとも一つであることを特徴とする請求項２２に記載の
強誘電体デバイス。 - 【請求項２４】 不純物としてＶＡ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項２５】 前記ＶＡ族元素はバナジウム（Ｖ）、
ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも
一つであることを特徴とする請求項２４に記載の強誘電
体デバイス。 - 【請求項２６】 不純物としてＶＩＡ族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項２７】 前記ＶＩＡ族元素はクロム（Ｃｒ）、
モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちの少な
くとも一つであることを特徴とする請求項２６に記載の
強誘電体デバイス。 - 【請求項２８】 不純物としてＶIIＡ族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項２７のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項２９】 前記ＶIIＡ族元素はマンガン（Ｍ
ｎ）、テクネチウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）のうち
の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２８に
記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３０】 不純物としてＶIII族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項２９のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３１】 前記ＶIII族元素は鉄（Ｆｅ）、コバ
ルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミ
ウム（Ｏｓ）のうちの少なくとも一つであることを特徴
とする請求項３０に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３２】 不純物としてＩＢ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項３１のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３３】 前記ＩＢ族元素は銅（Ｃｕ）、銀（Ａ
ｇ）のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請
求項３２に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３４】 不純物としてIIＢ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項３３のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３５】 前記IIＢ族元素は亜鉛（Ｚｎ）、カド
ミウム（Ｃｄ）のうちの少なくとも一つであることを特
徴とする請求項３４に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３６】 不純物としてIIIＢ族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項３５のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３７】 前記IIIＢ族元素はガリウム（Ｇ
ａ）、インジウム（Ｉｎ）のうちの少なくとも一つであ
ることを特徴とする請求項３６に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項３８】 不純物としてIVＢ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項３７のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項３９】 前記IVＢ族元素はゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、スズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一つであること
を特徴とする請求項３８に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項４０】 不純物としてＶＢ族元素をドープした
ことを特徴とする請求項１から請求項３９のいずれか一
項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項４１】 前記ＶＢ族元素はヒ素（Ａｓ）である
ことを特徴とする請求項４０に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項４２】 不純物としてＶＩＢ族元素をドープし
たことを特徴とする請求項１から請求項４１のいずれか
一項に記載の強誘電体デバイス。 - 【請求項４３】 前記ＶＩＢ族元素はセレン（Ｓｅ）で
あることを特徴とする請求項４２に記載の強誘電体デバ
イス。 - 【請求項４４】 電荷補償材としてＩＡ族元素および／
またはIIＡ族元素を添加することを特徴とする請求項２
０から請求項４３のいずれか１項に記載の強誘電体デバ
イス。 - 【請求項４５】 前記ＩＡ族元素はリチウム（Ｌｉ）、
ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒ
ｂ）、セシウム（Ｃｓ）のうちの少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項４４に記載の強誘電体デバイ
ス。 - 【請求項４６】 前記IIＡ族元素はベリリウム（Ｂ
ｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ス
トロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）のうちの少な
くとも一つであることを特徴とする請求項４４に記載の
強誘電体デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7054007A JPH08249876A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 強誘電体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7054007A JPH08249876A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 強誘電体デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08249876A true JPH08249876A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12958537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7054007A Pending JPH08249876A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 強誘電体デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08249876A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306865A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Nec Corp | ビスマス系層状強誘電体を用いたキャパシタとその製造方法 |
| WO2004077460A1 (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-10 | Tdk Corporation | 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子、薄膜積層コンデンサ、電子回路および電子機器 |
| US7510669B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric component |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP7054007A patent/JPH08249876A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306865A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Nec Corp | ビスマス系層状強誘電体を用いたキャパシタとその製造方法 |
| WO2004077460A1 (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-10 | Tdk Corporation | 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子、薄膜積層コンデンサ、電子回路および電子機器 |
| US7319081B2 (en) | 2003-02-27 | 2008-01-15 | Tdk Corporation | Thin film capacity element composition, high-permittivity insulation film, thin film capacity element, thin film multilayer capacitor, electronic circuit and electronic apparatus |
| US7510669B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric component |
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |