JPH1126703A - 強誘電体メモリ - Google Patents
強誘電体メモリInfo
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- JPH1126703A JPH1126703A JP9175755A JP17575597A JPH1126703A JP H1126703 A JPH1126703 A JP H1126703A JP 9175755 A JP9175755 A JP 9175755A JP 17575597 A JP17575597 A JP 17575597A JP H1126703 A JPH1126703 A JP H1126703A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子形成工程等で生じる還元雰囲気に晒され
た際の酸化物系強誘電体膜の還元を阻止することによっ
て、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制する。 【解決手段】 基板上に順に積層された下部電極、強誘
電体膜および上部電極を具備する強誘電体メモリであ
る。強誘電体膜３は例えばＰＺＴのような強誘電性を示
すペロブスカイト型酸化物等からなる。このような強誘
電体膜３を構成する結晶粒３ａの粒界４ａおよび三重点
４ｂには、Ｓｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1
種を含有する絶縁相５、例えば硼珪酸ガラスのようなガ
ラス形成成分を用いた非晶質相からなる絶縁相５が存在
している。
た際の酸化物系強誘電体膜の還元を阻止することによっ
て、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制する。 【解決手段】 基板上に順に積層された下部電極、強誘
電体膜および上部電極を具備する強誘電体メモリであ
る。強誘電体膜３は例えばＰＺＴのような強誘電性を示
すペロブスカイト型酸化物等からなる。このような強誘
電体膜３を構成する結晶粒３ａの粒界４ａおよび三重点
４ｂには、Ｓｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1
種を含有する絶縁相５、例えば硼珪酸ガラスのようなガ
ラス形成成分を用いた非晶質相からなる絶縁相５が存在
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は強誘電体メモリに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】現在広く用いられているＤＲＡΜ（ダイ
ナミック・ランダム・アクセス・メモリ）のＩＣメモリ
は、電気的に書き込み消去ができるが、電源を切ると記
憶データが全て消えてしまうという大きな欠点を有して
いる。このため、ＤＲΑＭと同様な高速、大容量、低消
費電力を保ちながら、電源を切っても記憶されたデータ
が消えない不揮発性を備えた強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ
（フェロエレクトリック・ランダム・アクセス・メモ
リ））が非常に注目されている。
ナミック・ランダム・アクセス・メモリ）のＩＣメモリ
は、電気的に書き込み消去ができるが、電源を切ると記
憶データが全て消えてしまうという大きな欠点を有して
いる。このため、ＤＲΑＭと同様な高速、大容量、低消
費電力を保ちながら、電源を切っても記憶されたデータ
が消えない不揮発性を備えた強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ
（フェロエレクトリック・ランダム・アクセス・メモ
リ））が非常に注目されている。
【０００３】ＦＲＡＭはＤＲＡＭのキャパシタ部分を強
誘電体で置き換え、記憶保持機能を持たせたものであ
る。強誘電体は自発的な電気分極を有し、その自発分極
が電場をかけることにより方向が反転する結晶である。
かける電圧の正負を切り換えることにより、＋または−
の電荷を結晶表面に誘起することができる。電圧を切っ
ても、この＋または−の電荷は保持されるため、不揮発
性とすることができる。この状態を 0と 1に対応させて
メモリを構成している。
誘電体で置き換え、記憶保持機能を持たせたものであ
る。強誘電体は自発的な電気分極を有し、その自発分極
が電場をかけることにより方向が反転する結晶である。
かける電圧の正負を切り換えることにより、＋または−
の電荷を結晶表面に誘起することができる。電圧を切っ
ても、この＋または−の電荷は保持されるため、不揮発
性とすることができる。この状態を 0と 1に対応させて
メモリを構成している。
【０００４】このようなＦＲＡＭ用の強誘電体膜として
は、電圧を切ったときの電荷（残留分極）が大きいこと
から、例えばジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ο3 ））のような強誘電性を示すペロブスカ
イト型酸化物が用いられている。ＰＺＴ等の強誘電体膜
の成膜方法は、スパッタ法、ΜＯＣＶＤ法、ゾルゲル
法、ΜＯＤ（メタル・オーガニック・デポジション）
法、レーザーアブレーション法、イオンビームスパッタ
法等多種多様であるが、いずれにしても結晶化のために
熱処理を施す必要がある。
は、電圧を切ったときの電荷（残留分極）が大きいこと
から、例えばジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ）Ο3 ））のような強誘電性を示すペロブスカ
イト型酸化物が用いられている。ＰＺＴ等の強誘電体膜
の成膜方法は、スパッタ法、ΜＯＣＶＤ法、ゾルゲル
法、ΜＯＤ（メタル・オーガニック・デポジション）
法、レーザーアブレーション法、イオンビームスパッタ
法等多種多様であるが、いずれにしても結晶化のために
熱処理を施す必要がある。
【０００５】例えば、スパッタ法では 2種類の熱の与え
方が考えられる。一つは成膜時に基板温度を結晶化温度
以上に保ち、膜形成段階(as depo状態）でぺロブスカイ
ト構造となるようにする方法で、もう一つは低温で成膜
した後に、結晶化のための熱処理を施す方法である。基
板加熱して成膜する方法は、ペロブスカイト構造の結晶
が基板表面から成長していくのでエピタキシャル成長し
やすいが、ＰＺＴ系強誘電体は温度に非常に敏感である
ため、少しでも温度がずれると結晶は異方性や結晶構造
そのものが変化してしまうおそれがある。さらに、基板
をロードしてから基板温度が安定するまでの時間と基板
面内の熱の均一性を安定させることが非常に難しいた
め、一般的には低温で成膜した後に結晶化熱処理を行う
方法が、安定性、再現性の点から採用されている。
方が考えられる。一つは成膜時に基板温度を結晶化温度
以上に保ち、膜形成段階(as depo状態）でぺロブスカイ
ト構造となるようにする方法で、もう一つは低温で成膜
した後に、結晶化のための熱処理を施す方法である。基
板加熱して成膜する方法は、ペロブスカイト構造の結晶
が基板表面から成長していくのでエピタキシャル成長し
やすいが、ＰＺＴ系強誘電体は温度に非常に敏感である
ため、少しでも温度がずれると結晶は異方性や結晶構造
そのものが変化してしまうおそれがある。さらに、基板
をロードしてから基板温度が安定するまでの時間と基板
面内の熱の均一性を安定させることが非常に難しいた
め、一般的には低温で成膜した後に結晶化熱処理を行う
方法が、安定性、再現性の点から採用されている。
【０００６】上記したような結晶化熱処理を含む一般的
なＦＲＡΜの作製プロセスを以下に示す。まず、Ｓｉ／
ＳｉＯ2 基板上に下部電極を成膜し、その上にＰＺＴ等
からなる強誘電体膜を成膜する。次いで、急速熱処理
（ＲＴＡ）によりＰＺＴ膜を結晶化する。なお、基板加
熱スパッタで成膜と結晶化を同時に行った場合には、急
速熱処理プロセスが不要なときもある。
なＦＲＡΜの作製プロセスを以下に示す。まず、Ｓｉ／
ＳｉＯ2 基板上に下部電極を成膜し、その上にＰＺＴ等
からなる強誘電体膜を成膜する。次いで、急速熱処理
（ＲＴＡ）によりＰＺＴ膜を結晶化する。なお、基板加
熱スパッタで成膜と結晶化を同時に行った場合には、急
速熱処理プロセスが不要なときもある。
【０００７】次に、上部電極を成膜し、この上部電極、
強誘電体膜および下部電極を順にエッチングする。その
上にパッシベーション膜を形成し、上部電極のエッチン
グおよび上部電極のコンタクトエッチングを行った後、
上部電極へのインターコネクション（Ｔｉ／ＴｉＮ）の
成膜およびエッチングを施す。さらに、パッシベーショ
ン膜を形成し、コンタクトエッチング、Ｔｉ／ＴｉＮの
成膜、Ａｌ配線の成膜を行い、これらをエッチングした
後にパッシベーション膜を形成して、目的とするＦＲＡ
Ｍが得られる。
強誘電体膜および下部電極を順にエッチングする。その
上にパッシベーション膜を形成し、上部電極のエッチン
グおよび上部電極のコンタクトエッチングを行った後、
上部電極へのインターコネクション（Ｔｉ／ＴｉＮ）の
成膜およびエッチングを施す。さらに、パッシベーショ
ン膜を形成し、コンタクトエッチング、Ｔｉ／ＴｉＮの
成膜、Ａｌ配線の成膜を行い、これらをエッチングした
後にパッシベーション膜を形成して、目的とするＦＲＡ
Ｍが得られる。
【０００８】ここで、上述したＦＲＡＭの形成工程にお
いて、パッシベーション膜の形成には、一般的にＴＥＯ
Ｓ（テトラエトキシシラン）ガスが用いられている。す
なわち、ＴＥＯＳガスを673K程度の温度でフローして、
パッシベーション膜としてＳｉΟ2 膜を形成する。この
際、ＴＥＯＳの熱分解に伴って多量のＨ2 ガスが発生す
るため、強い還元雰囲気となる。このパッシベーション
膜の形成に伴って生じる強い還元雰囲気によって、ＰＺ
Ｔ等の酸化物系強誘電体膜は還元され、電気的特性が劣
化してしまうという問題がある。
いて、パッシベーション膜の形成には、一般的にＴＥＯ
Ｓ（テトラエトキシシラン）ガスが用いられている。す
なわち、ＴＥＯＳガスを673K程度の温度でフローして、
パッシベーション膜としてＳｉΟ2 膜を形成する。この
際、ＴＥＯＳの熱分解に伴って多量のＨ2 ガスが発生す
るため、強い還元雰囲気となる。このパッシベーション
膜の形成に伴って生じる強い還元雰囲気によって、ＰＺ
Ｔ等の酸化物系強誘電体膜は還元され、電気的特性が劣
化してしまうという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＦＲＡＭに使用される
強誘電体には、 (1)残留分極Ｑswが大きい、 (2)抗電界
Ｅc が小さい、 (3)相転移温度・キュリー点Ｔc が高
い、 (4)結晶化温度が低い、 (5)漏れ電流（リーク電
流）ＬＣが小さい、 (6)疲労特性に優れる、等の特性が
要求される。これらの要求特性の中でも、特に残留分極
Ｑswはパッシベーション膜の形成等に伴う還元雰囲気に
よる劣化、すなわちＰＺＴ等の酸化物系強誘電体膜の還
元による特性劣化が激しく、例えば残留分極Ｑswが 60%
以上も減少してしまうという問題がある。
強誘電体には、 (1)残留分極Ｑswが大きい、 (2)抗電界
Ｅc が小さい、 (3)相転移温度・キュリー点Ｔc が高
い、 (4)結晶化温度が低い、 (5)漏れ電流（リーク電
流）ＬＣが小さい、 (6)疲労特性に優れる、等の特性が
要求される。これらの要求特性の中でも、特に残留分極
Ｑswはパッシベーション膜の形成等に伴う還元雰囲気に
よる劣化、すなわちＰＺＴ等の酸化物系強誘電体膜の還
元による特性劣化が激しく、例えば残留分極Ｑswが 60%
以上も減少してしまうという問題がある。
【００１０】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、素子形成工程で生じる還元雰囲気に
晒された際の強誘電体膜の還元を阻止することによっ
て、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制することを可能にし
た強誘電体メモリを提供することを目的としている。
になされたもので、素子形成工程で生じる還元雰囲気に
晒された際の強誘電体膜の還元を阻止することによっ
て、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制することを可能にし
た強誘電体メモリを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の強誘電体メモリ
は、請求項１に記載したように、基板上に順に積層され
た下部電極、強誘電体膜および上部電極を具備する強誘
電体メモリにおいて、前記強誘電体膜は、それを構成す
る結晶粒の粒界および三重点に、Ｓｉ、ＢおよびＰから
選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁相が存在するこ
とを特徴としている。本発明の強誘電体メモリにおい
て、特に請求項２に記載したように、前記絶縁相は非晶
質相であることを特徴としている。
は、請求項１に記載したように、基板上に順に積層され
た下部電極、強誘電体膜および上部電極を具備する強誘
電体メモリにおいて、前記強誘電体膜は、それを構成す
る結晶粒の粒界および三重点に、Ｓｉ、ＢおよびＰから
選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁相が存在するこ
とを特徴としている。本発明の強誘電体メモリにおい
て、特に請求項２に記載したように、前記絶縁相は非晶
質相であることを特徴としている。
【００１２】本発明の強誘電体メモリにおいては、強誘
電体膜の粒界および三重点にＳｉ、ＢおよびＰから選ば
れる少なくとも 1種を含有する絶縁相を第２相として存
在差せている。この粒界および三重点に存在する絶縁相
はバリヤ層として機能するため、素子形成工程で還元雰
囲気に晒されても、強誘電体粒子が還元されることを阻
止することができる。従って、強誘電体膜の還元による
電気特性の劣化、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制するこ
とが可能となる。第２相としての絶縁相が非晶質相であ
る場合、特に強誘電体粒子の周囲を均一にかつ確実に絶
縁相で覆うことができるため、より顕著な効果を得るこ
とができる。
電体膜の粒界および三重点にＳｉ、ＢおよびＰから選ば
れる少なくとも 1種を含有する絶縁相を第２相として存
在差せている。この粒界および三重点に存在する絶縁相
はバリヤ層として機能するため、素子形成工程で還元雰
囲気に晒されても、強誘電体粒子が還元されることを阻
止することができる。従って、強誘電体膜の還元による
電気特性の劣化、特に残留分極Ｑswの劣化を抑制するこ
とが可能となる。第２相としての絶縁相が非晶質相であ
る場合、特に強誘電体粒子の周囲を均一にかつ確実に絶
縁相で覆うことができるため、より顕著な効果を得るこ
とができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
態について説明する。
【００１４】図１は本発明の強誘電体メモリ（ＦＲＡ
Ｍ）の一実施形態の要部構成、すなわちＦＲＡＭの電荷
蓄積部を示す断面図である。同図において、１は熱酸化
ＳｉＯ2 膜を形成したＳｉ基板等の半導体基板、もしく
はＭｇＯ単結晶基板やＳｒＴｉＯ3 単結晶基板等からな
る基板である。
Ｍ）の一実施形態の要部構成、すなわちＦＲＡＭの電荷
蓄積部を示す断面図である。同図において、１は熱酸化
ＳｉＯ2 膜を形成したＳｉ基板等の半導体基板、もしく
はＭｇＯ単結晶基板やＳｒＴｉＯ3 単結晶基板等からな
る基板である。
【００１５】基板１上には下部電極２が形成されてい
る。この下部電極２には種々の導電性材料を用いること
ができるが、酸化しにくいＰｔやＲｕ等の貴金属材料、
導電性を示すＲｕの酸化物等、ＳｒＲｕＯ3 等の導電性
ペロブスカイト型酸化物等を使用することが好ましい。
なお、基板１と下部電極２との間にはＴｉＮや（Ｔｉ，
Ａｌ）Ｎ等の化合物層等を介在させてもよい。
る。この下部電極２には種々の導電性材料を用いること
ができるが、酸化しにくいＰｔやＲｕ等の貴金属材料、
導電性を示すＲｕの酸化物等、ＳｒＲｕＯ3 等の導電性
ペロブスカイト型酸化物等を使用することが好ましい。
なお、基板１と下部電極２との間にはＴｉＮや（Ｔｉ，
Ａｌ）Ｎ等の化合物層等を介在させてもよい。
【００１６】下部電極２上には強誘電体膜３が形成され
ている。強誘電体膜３には、例えば強誘電性を示す酸化
物、例えばペロブスカイト型酸化物を使用することがで
きる。強誘電性を示すペロブスカイト型酸化物として
は、例えばＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＺＴ）や（Ｐ
ｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＬＺＴ）等、あるい
はＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 等のＳｒ−Ｂｉ−Ｔａ−Ｏ系酸
化物、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12等のＢｉ−Ｔｉ−Ｏ系酸化物、
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔｉ−Ｏ系型酸化物等が例示される。ま
た、ＢａリッチなＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 やＢａＴｉＯ
3 等のペロブスカイト型酸化物を用い、下部電極２との
格子ミスマッチに起因する歪誘起強誘電性を利用して、
強誘電体膜３を構成することも可能である。強誘電体膜
３の膜厚は特に限定されるものではなく、通常のＦＲＡ
Ｍと同様に50〜 300nm程度とすることができる。
ている。強誘電体膜３には、例えば強誘電性を示す酸化
物、例えばペロブスカイト型酸化物を使用することがで
きる。強誘電性を示すペロブスカイト型酸化物として
は、例えばＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＺＴ）や（Ｐ
ｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＬＺＴ）等、あるい
はＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 等のＳｒ−Ｂｉ−Ｔａ−Ｏ系酸
化物、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12等のＢｉ−Ｔｉ−Ｏ系酸化物、
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔｉ−Ｏ系型酸化物等が例示される。ま
た、ＢａリッチなＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 やＢａＴｉＯ
3 等のペロブスカイト型酸化物を用い、下部電極２との
格子ミスマッチに起因する歪誘起強誘電性を利用して、
強誘電体膜３を構成することも可能である。強誘電体膜
３の膜厚は特に限定されるものではなく、通常のＦＲＡ
Ｍと同様に50〜 300nm程度とすることができる。
【００１７】上記したような強誘電体膜３は、例えば図
２に模式的に示すように、それを構成する結晶粒（強誘
電体粒子）３ａの粒界４ａおよび三重点４ｂに、Ｓｉ、
ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁
相５が第２相として存在している。言い換えると、強誘
電体粒子３ａの周囲は、粒界４ａおよび三重点４ｂに存
在する絶縁相５により覆われている。
２に模式的に示すように、それを構成する結晶粒（強誘
電体粒子）３ａの粒界４ａおよび三重点４ｂに、Ｓｉ、
ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁
相５が第２相として存在している。言い換えると、強誘
電体粒子３ａの周囲は、粒界４ａおよび三重点４ｂに存
在する絶縁相５により覆われている。
【００１８】このように、強誘電体膜３を構成する結晶
粒（強誘電体粒子）３ａの周囲を絶縁相５で覆うことに
よって、例えば後述するパッシベーション膜７を形成す
る際に生じる強い還元雰囲気から、強誘電性ペロブスカ
イト型酸化物等からなる強誘電体粒子３ａを保護するこ
とができる。すなわち、強誘電体粒子３ａの周囲（粒界
４ａおよび三重点４ｂ）に存在する絶縁相５が還元雰囲
気に対するバリヤ層として機能するため、強誘電性ペロ
ブスカイト型酸化物等の酸化物系強誘電体粒子３ａの還
元を抑制することができる。これによって、強誘電体膜
３の電気特性の劣化、特に残留分極Ｑswの低下を有効に
抑制することが可能となる。
粒（強誘電体粒子）３ａの周囲を絶縁相５で覆うことに
よって、例えば後述するパッシベーション膜７を形成す
る際に生じる強い還元雰囲気から、強誘電性ペロブスカ
イト型酸化物等からなる強誘電体粒子３ａを保護するこ
とができる。すなわち、強誘電体粒子３ａの周囲（粒界
４ａおよび三重点４ｂ）に存在する絶縁相５が還元雰囲
気に対するバリヤ層として機能するため、強誘電性ペロ
ブスカイト型酸化物等の酸化物系強誘電体粒子３ａの還
元を抑制することができる。これによって、強誘電体膜
３の電気特性の劣化、特に残留分極Ｑswの低下を有効に
抑制することが可能となる。
【００１９】第２相としての絶縁相５は、Ｓｉ、Ｂおよ
びＰから選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁物、例
えば酸化物からなるものであればよい。Ｓｉ、Ｂおよび
Ｐの各元素は、強誘電体膜３として用いる強誘電性ペロ
ブスカイト型酸化物の結晶粒３ａに侵入もしくは置換し
にくいため、これらを含む酸化物を用いることにより強
誘電体膜３の本質的な特性を損うことなく、強誘電体粒
子３ａの周囲を良好に絶縁相５で覆うことができる。
びＰから選ばれる少なくとも 1種を含有する絶縁物、例
えば酸化物からなるものであればよい。Ｓｉ、Ｂおよび
Ｐの各元素は、強誘電体膜３として用いる強誘電性ペロ
ブスカイト型酸化物の結晶粒３ａに侵入もしくは置換し
にくいため、これらを含む酸化物を用いることにより強
誘電体膜３の本質的な特性を損うことなく、強誘電体粒
子３ａの周囲を良好に絶縁相５で覆うことができる。
【００２０】絶縁相５の形成材料には、特に低融点のガ
ラス形成成分を使用することが好ましい。すなわち、絶
縁相５はＳｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1種
を含有する非晶質相からなることが好ましい。Ｓｉ、Ｂ
およびＰから選ばれる少なくとも 1種を含有するガラス
形成成分としては、珪酸系ガラス（ＳｉＯ2 系ガラ
ス）、硼酸系ガラス（Ｂ2 Ｏ3 系ガラス）、燐酸系ガラ
ス（Ｐ2 Ｏ5 系ガラス）、硼珪酸系ガラス（Ｂ2 Ｏ3 −
ＳｉＯ2 系ガラス）等が挙げられ、これらは種々の融剤
を含んでいてもよい。
ラス形成成分を使用することが好ましい。すなわち、絶
縁相５はＳｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1種
を含有する非晶質相からなることが好ましい。Ｓｉ、Ｂ
およびＰから選ばれる少なくとも 1種を含有するガラス
形成成分としては、珪酸系ガラス（ＳｉＯ2 系ガラ
ス）、硼酸系ガラス（Ｂ2 Ｏ3 系ガラス）、燐酸系ガラ
ス（Ｐ2 Ｏ5 系ガラス）、硼珪酸系ガラス（Ｂ2 Ｏ3 −
ＳｉＯ2 系ガラス）等が挙げられ、これらは種々の融剤
を含んでいてもよい。
【００２１】Ｓｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも
1種を含有する酸化物等のガラス形成成分は、強誘電体
膜３の結晶化のための熱処理（成膜時加熱および成膜後
の急速熱処理等）により溶融し、液相として強誘電体粒
子３ａの周囲に均一にぬれるため、粒界４ａおよび三重
点４ｂに均一に絶縁相５を形成することができる。すな
わち、強誘電体膜３を構成する結晶粒３ａの周囲を、よ
り均一に非晶質相からなる絶縁相５で覆うことができ
る。これによって、強誘電体膜３として用いる強誘電性
ペロブスカイト型酸化物を、より有効に還元雰囲気から
保護することが可能となる。
1種を含有する酸化物等のガラス形成成分は、強誘電体
膜３の結晶化のための熱処理（成膜時加熱および成膜後
の急速熱処理等）により溶融し、液相として強誘電体粒
子３ａの周囲に均一にぬれるため、粒界４ａおよび三重
点４ｂに均一に絶縁相５を形成することができる。すな
わち、強誘電体膜３を構成する結晶粒３ａの周囲を、よ
り均一に非晶質相からなる絶縁相５で覆うことができ
る。これによって、強誘電体膜３として用いる強誘電性
ペロブスカイト型酸化物を、より有効に還元雰囲気から
保護することが可能となる。
【００２２】上記した絶縁相５の平均厚さは50nm以下で
あることが好ましい。絶縁相５の平均厚さが50nmを超え
ると、電界の強誘電体粒子３ａヘの分担が小さくなるた
め、強誘電体が十分に分極しにくくなり、強誘電体膜３
の残留分極Ｑswが低下するおそれがある。ただし、絶縁
相５の平均厚さがあまり薄いと、例えば部分的に強誘電
体粒子３ａの被覆状態が低下するおそれがあるため、絶
縁相５の平均厚さは 1nm以上であることが好ましい。
あることが好ましい。絶縁相５の平均厚さが50nmを超え
ると、電界の強誘電体粒子３ａヘの分担が小さくなるた
め、強誘電体が十分に分極しにくくなり、強誘電体膜３
の残留分極Ｑswが低下するおそれがある。ただし、絶縁
相５の平均厚さがあまり薄いと、例えば部分的に強誘電
体粒子３ａの被覆状態が低下するおそれがあるため、絶
縁相５の平均厚さは 1nm以上であることが好ましい。
【００２３】粒界４ａおよび三重点４ｂに絶縁相５を存
在させた強誘電体膜３は、例えば強誘電体膜３をスパッ
タ法で形成する場合、強誘電性ペロブスカイト型酸化物
からなるターゲットに、絶縁相５となるＳｉ、Ｂおよび
Ｐから選ばれる少なくとも1種を含有する酸化物、特に
ガラス形成成分を添加し、このようなスパッタターゲッ
トを用いて強誘電体膜３を形成することにより得られ
る。
在させた強誘電体膜３は、例えば強誘電体膜３をスパッ
タ法で形成する場合、強誘電性ペロブスカイト型酸化物
からなるターゲットに、絶縁相５となるＳｉ、Ｂおよび
Ｐから選ばれる少なくとも1種を含有する酸化物、特に
ガラス形成成分を添加し、このようなスパッタターゲッ
トを用いて強誘電体膜３を形成することにより得られ
る。
【００２４】ここで、強誘電体膜３を低温でスパッタ成
膜（基板加熱なし）する場合、成膜当初の膜は非晶質相
であり、これに急速熱熱処理（ＲＴＡ）を施すことによ
り強誘電体膜３を結晶化させる。この際、ガラス形成成
分等からなる絶縁相５は溶融し、液相として強誘電体粒
子３ａの周囲を均一にぬらす。この後、冷却することに
より強誘電体粒子３の粒界４ａおよび三重点４ｂに非晶
質相からなる絶縁相５を均一に存在させることができ
る。なお、基板加熱してスパッタ成膜する場合において
も、同様に強誘電体粒子３の粒界４ａおよび三重点４ｂ
に非晶質相からなる絶縁相５を均一に存在させることが
できる。
膜（基板加熱なし）する場合、成膜当初の膜は非晶質相
であり、これに急速熱熱処理（ＲＴＡ）を施すことによ
り強誘電体膜３を結晶化させる。この際、ガラス形成成
分等からなる絶縁相５は溶融し、液相として強誘電体粒
子３ａの周囲を均一にぬらす。この後、冷却することに
より強誘電体粒子３の粒界４ａおよび三重点４ｂに非晶
質相からなる絶縁相５を均一に存在させることができ
る。なお、基板加熱してスパッタ成膜する場合において
も、同様に強誘電体粒子３の粒界４ａおよび三重点４ｂ
に非晶質相からなる絶縁相５を均一に存在させることが
できる。
【００２５】強誘電性ペロブスカイト型酸化物からなる
ターゲットへの絶縁相５の形成材料、例えばガラス形成
成分の添加量は、例えば50〜3000ppm 程度とすることが
好ましい。ガラス形成成分等の添加量が50ppm 以下であ
ると、強誘電体粒子３ａの周囲を液相で均一にぬらすこ
とが困難となり、バリヤ層としての絶縁相５の機能が低
下するおそれがある。一方、ガラス形成成分等の添加量
が3000ppm を超えると、絶縁相５の厚さが厚くなりす
ぎ、上述したように電界の強誘電体粒子３ａヘの分担が
小さくなるため、強誘電体が十分に分極しにくくなり、
残留分極Ｑswが低下するおそれがある。
ターゲットへの絶縁相５の形成材料、例えばガラス形成
成分の添加量は、例えば50〜3000ppm 程度とすることが
好ましい。ガラス形成成分等の添加量が50ppm 以下であ
ると、強誘電体粒子３ａの周囲を液相で均一にぬらすこ
とが困難となり、バリヤ層としての絶縁相５の機能が低
下するおそれがある。一方、ガラス形成成分等の添加量
が3000ppm を超えると、絶縁相５の厚さが厚くなりす
ぎ、上述したように電界の強誘電体粒子３ａヘの分担が
小さくなるため、強誘電体が十分に分極しにくくなり、
残留分極Ｑswが低下するおそれがある。
【００２６】上述した強誘電体膜３の上には上部電極６
が設けられており、これらによりＦＲＡＭの電荷蓄積部
が構成されている。上部電極６には、下部電極２と同様
なＰｔ、Ｒｕ、Ｒｕ酸化物、導電性ペロブスカイト型酸
化物等を使用することができ、またその厚さは特に限定
されるものではないが、10〜 100nm程度とすることが好
ましい。
が設けられており、これらによりＦＲＡＭの電荷蓄積部
が構成されている。上部電極６には、下部電極２と同様
なＰｔ、Ｒｕ、Ｒｕ酸化物、導電性ペロブスカイト型酸
化物等を使用することができ、またその厚さは特に限定
されるものではないが、10〜 100nm程度とすることが好
ましい。
【００２７】なお、ＦＲＡＭの電荷蓄積部の具体的なデ
バイス構造は特に限定されるものではなく、平面型、ス
タック型、内堀り式トレンチ型等、種々の構造を適用す
ることができる。また、上記したＦＲＡＭの電荷蓄積部
を構成する各層２、３、６の成膜方法はスパッタ法に限
定されるものではなく、ＣＶＤ法、ＭＯＤ法、レーザー
アブレーション法等の種々の成膜方法を適用することが
できる。
バイス構造は特に限定されるものではなく、平面型、ス
タック型、内堀り式トレンチ型等、種々の構造を適用す
ることができる。また、上記したＦＲＡＭの電荷蓄積部
を構成する各層２、３、６の成膜方法はスパッタ法に限
定されるものではなく、ＣＶＤ法、ＭＯＤ法、レーザー
アブレーション法等の種々の成膜方法を適用することが
できる。
【００２８】図中７はパッシベーション膜であり、例え
ばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ガスを用いて形成
したＳｉΟ2 膜が適用される。本発明は、例えばこのＴ
ＥＯＳガスを用いたパッシベーション膜７の形成時に生
じる還元雰囲気から、強誘電性ペロブスカイト型酸化物
等の酸化物系強誘電体膜３を保護、すなわち酸化物系強
誘電体膜３の還元を阻止することによって、優れた電気
特性、特に優れた残留分極Ｑswを得るものである。
ばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ガスを用いて形成
したＳｉΟ2 膜が適用される。本発明は、例えばこのＴ
ＥＯＳガスを用いたパッシベーション膜７の形成時に生
じる還元雰囲気から、強誘電性ペロブスカイト型酸化物
等の酸化物系強誘電体膜３を保護、すなわち酸化物系強
誘電体膜３の還元を阻止することによって、優れた電気
特性、特に優れた残留分極Ｑswを得るものである。
【００２９】ただし、酸化物系強誘電体膜３の残留分極
Ｑsw等に悪影響を及ぼす還元雰囲気は、ＴＥＯＳガスの
分解に伴って生じるものに限られるものではない。例え
ば、トランジスタ側のＷ配線を形成する際にも、同様に
還元雰囲気が生成される。このような種々の素子形成工
程により生じる還元雰囲気に対して、本発明による絶縁
相５は効果を発揮するものである。
Ｑsw等に悪影響を及ぼす還元雰囲気は、ＴＥＯＳガスの
分解に伴って生じるものに限られるものではない。例え
ば、トランジスタ側のＷ配線を形成する際にも、同様に
還元雰囲気が生成される。このような種々の素子形成工
程により生じる還元雰囲気に対して、本発明による絶縁
相５は効果を発揮するものである。
【００３０】また、本発明は初期の残留分極Ｑswの劣化
を抑制するだけではなく、疲労特性と呼ばれる長期の残
留分極Ｑswの劣化抑制に対しても効果を発揮するもので
ある。すなわち、本発明の強誘電体メモリによれば、長
期間にわたって良好な残留分極Ｑswが得られる。
を抑制するだけではなく、疲労特性と呼ばれる長期の残
留分極Ｑswの劣化抑制に対しても効果を発揮するもので
ある。すなわち、本発明の強誘電体メモリによれば、長
期間にわたって良好な残留分極Ｑswが得られる。
【００３１】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例およびその評
価結果について述べる。
価結果について述べる。
【００３２】実施例１ まず、表面に厚さ 100nmの熱酸化ＳｉＯ2 膜を形成した
Ｓｉ基板上に、下部電極として厚さ 180nmのＲｕ膜をス
パッタ法により形成した。スパッタはＡｒガスを50sccm
導入し、出力300Wで行った。次に、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ
0.48）Ｏ3 （ＰＺＴ）にホウ珪酸ガラスを 100ppm 添加
したＰＺＴターゲットを用いて、厚さ250nmのΡＺＴ膜
をスパッタ法により形成した。成膜後、873Kで30秒の急
速熱処理を行った。その後、厚さ 180nmのＲｕ膜をスパ
ッタ法で成膜し、これを 100nm角にリフトオフして上部
電極とした。
Ｓｉ基板上に、下部電極として厚さ 180nmのＲｕ膜をス
パッタ法により形成した。スパッタはＡｒガスを50sccm
導入し、出力300Wで行った。次に、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ
0.48）Ｏ3 （ＰＺＴ）にホウ珪酸ガラスを 100ppm 添加
したＰＺＴターゲットを用いて、厚さ250nmのΡＺＴ膜
をスパッタ法により形成した。成膜後、873Kで30秒の急
速熱処理を行った。その後、厚さ 180nmのＲｕ膜をスパ
ッタ法で成膜し、これを 100nm角にリフトオフして上部
電極とした。
【００３３】上記した強誘電体膜としてのＰＺＴ膜の微
構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で観察したと
ころ、ＰＺＴ結晶粒の粒界にはＢとＳｉを含有する平均
厚さが約 1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約10
〜30nmの三角状の異相が存在していた。この異相を電子
線回折で分析したところ、ハローパターンが得られたこ
とから非晶質相であることが確認できた。
構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で観察したと
ころ、ＰＺＴ結晶粒の粒界にはＢとＳｉを含有する平均
厚さが約 1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約10
〜30nmの三角状の異相が存在していた。この異相を電子
線回折で分析したところ、ハローパターンが得られたこ
とから非晶質相であることが確認できた。
【００３４】次に、上部電極上にＴＥＯＳガスを用いて
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を実
施して、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素
子を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で
1時間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加
することによりヒステリシス曲線を測定した。その結
果、残留分極Ｑswは47μC/cm2 であった。
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を実
施して、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素
子を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で
1時間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加
することによりヒステリシス曲線を測定した。その結
果、残留分極Ｑswは47μC/cm2 であった。
【００３５】一方、本発明との比較例として、Ｐｂ（Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 にガラス成分を添加していないタ
ーゲットを用いる以外は、上記実施例１と同様にして、
ＦＲＡΜ素子を作製した。この比較例１のＰＺＴ膜中に
は、粒界や三重点に異相は存在していなかった。この比
較例１のＦＲＡＭ素子を実施例１と同様に、酸素分圧が
10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1時間保持した
後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することにより
ヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極Ｑsw
は11μC/cm2 であった。
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 にガラス成分を添加していないタ
ーゲットを用いる以外は、上記実施例１と同様にして、
ＦＲＡΜ素子を作製した。この比較例１のＰＺＴ膜中に
は、粒界や三重点に異相は存在していなかった。この比
較例１のＦＲＡＭ素子を実施例１と同様に、酸素分圧が
10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1時間保持した
後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することにより
ヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極Ｑsw
は11μC/cm2 であった。
【００３６】次に、実施例１と比較例１の疲労特性を比
較した。すなわち、実施例１および比較例１の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±5Vで 5msecの矩形電圧を1010回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例１は
Ｑswの低下率が -5%であったのに対して、比較例１では
Ｑswが-60%と大幅に低下していた。
較した。すなわち、実施例１および比較例１の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±5Vで 5msecの矩形電圧を1010回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例１は
Ｑswの低下率が -5%であったのに対して、比較例１では
Ｑswが-60%と大幅に低下していた。
【００３７】実施例２ 表面に厚さ 100nmの熱酸化ＳｉＯ2 膜を形成したＳｉ基
板上に、下部電極として厚さ20nmのＴｉ膜と厚さ 180nm
のＰｔ膜をスパッタ法により形成した。スパッタはＡｒ
ガスを50sccm導入し、出力300Wで行った。次に、ＳｒＢ
ｉ2 Ｔａ2 Ｏ9にホウ珪酸ガラスを 100ppm 添加したタ
ーゲットを用いて、厚さ 250nmのＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
膜をスパッタ法により形成した。スパッタはＡｒガスを
50sccm、Ｏ2 ガスを10sccm導入し、出力300W、基板加熱
873Kで行った。その後、厚さ180nmのＰｔ膜をスパッタ
法で成膜し、これを 100nm角にリフトオフして上部電極
とした。
板上に、下部電極として厚さ20nmのＴｉ膜と厚さ 180nm
のＰｔ膜をスパッタ法により形成した。スパッタはＡｒ
ガスを50sccm導入し、出力300Wで行った。次に、ＳｒＢ
ｉ2 Ｔａ2 Ｏ9にホウ珪酸ガラスを 100ppm 添加したタ
ーゲットを用いて、厚さ 250nmのＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
膜をスパッタ法により形成した。スパッタはＡｒガスを
50sccm、Ｏ2 ガスを10sccm導入し、出力300W、基板加熱
873Kで行った。その後、厚さ180nmのＰｔ膜をスパッタ
法で成膜し、これを 100nm角にリフトオフして上部電極
とした。
【００３８】上記した強誘電体膜としてのＳｒＢｉ2 Ｔ
ａ2 Ｏ9 膜の微構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥ
Ｍ）で観察したところ、粒界にはＢとＳｉを含有する平
均厚さが約 1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約
10〜30nmの三角状の異相が存在していた。この異相を電
子線回折で分析したところ、ハローパターンが得られた
ことから非晶質相であることが確認できた。
ａ2 Ｏ9 膜の微構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥ
Ｍ）で観察したところ、粒界にはＢとＳｉを含有する平
均厚さが約 1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約
10〜30nmの三角状の異相が存在していた。この異相を電
子線回折で分析したところ、ハローパターンが得られた
ことから非晶質相であることが確認できた。
【００３９】次に、上部電極上にＴＥＯＳガスを用いて
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を行
って、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素子
を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1
時間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加す
ることによりヒステリシス曲線を測定した。その結果、
残留分極Ｑswは18μC/cm2 であった。
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を行
って、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素子
を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1
時間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加す
ることによりヒステリシス曲線を測定した。その結果、
残留分極Ｑswは18μC/cm2 であった。
【００４０】一方、本発明との比較例として、ＳｒＢｉ
2 Ｔａ2 Ｏ9 にガラス成分を添加していないターゲット
を用いる以外は、上記実施例２と同様にして、ＦＲＡΜ
素子を作製した。この比較例２のＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
膜中には、粒界や三重点に異相は存在していなかった。
この比較例２のＦＲＡＭ素子を実施例２と同様に、酸素
分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1時間保持
した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することに
よりヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極
Ｑswは 2μC/cm2 であった。
2 Ｔａ2 Ｏ9 にガラス成分を添加していないターゲット
を用いる以外は、上記実施例２と同様にして、ＦＲＡΜ
素子を作製した。この比較例２のＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9
膜中には、粒界や三重点に異相は存在していなかった。
この比較例２のＦＲＡＭ素子を実施例２と同様に、酸素
分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で 1時間保持
した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することに
よりヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極
Ｑswは 2μC/cm2 であった。
【００４１】次に、実施例２と比較例２の疲労特性を比
較した。すなわち、実施例２および比較例２の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±3Vで 5msecの矩形電圧を1012回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例２は
Ｑswの低下率が -3%であったのに対して、比較例２では
Ｑswが-51%と大幅に低下していた。
較した。すなわち、実施例２および比較例２の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±3Vで 5msecの矩形電圧を1012回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例２は
Ｑswの低下率が -3%であったのに対して、比較例２では
Ｑswが-51%と大幅に低下していた。
【００４２】実施例３ 表面に厚さ 100nmの熱酸化ＳｉＯ2 膜を形成したＳｉ基
板上に、下部電極として厚さ 180nmのＰｔ膜をスパッタ
法により形成した。スパッタはＡｒガスを50sccm導入
し、出力300Wで行った。次に、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12にホウ
珪酸ガラスを100ppm添加したターゲットを用いて、厚さ
250nmのＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタはＡｒガスを50sccm、Ｏ2 ガスを10sccm導
入し、出力300W、基板加熱873Kで行った。その後、厚さ
180nmのＰｔ膜をスパッタ法で成膜し、これを 100nm角
にリフトオフして上部電極とした。
板上に、下部電極として厚さ 180nmのＰｔ膜をスパッタ
法により形成した。スパッタはＡｒガスを50sccm導入
し、出力300Wで行った。次に、Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12にホウ
珪酸ガラスを100ppm添加したターゲットを用いて、厚さ
250nmのＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタはＡｒガスを50sccm、Ｏ2 ガスを10sccm導
入し、出力300W、基板加熱873Kで行った。その後、厚さ
180nmのＰｔ膜をスパッタ法で成膜し、これを 100nm角
にリフトオフして上部電極とした。
【００４３】上記した強誘電体膜としてのＢｉ4 Ｔｉ3
Ｏ12膜の微構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で
観察したところ、粒界にはＢとＳｉを含有する平均厚さ
が約1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約10〜30n
mの三角状の異相が存在していた。この異相を電子線回
折で分析したところ、ハローパターンが得られたことか
ら非晶質相であることが確認できた。
Ｏ12膜の微構造を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で
観察したところ、粒界にはＢとＳｉを含有する平均厚さ
が約1nmの異相が存在し、また三重点には一辺約10〜30n
mの三角状の異相が存在していた。この異相を電子線回
折で分析したところ、ハローパターンが得られたことか
ら非晶質相であることが確認できた。
【００４４】次に、上部電極上にＴＥＯＳガスを用いて
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を行
って、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素子
を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で30
分間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加す
ることによりヒステリシス曲線を測定した。その結果、
残留分極Ｑswは25μC/cm2 であった。
パッシベーション膜を形成し、さらに素子形成工程を行
って、ＦＲＡＭ素子を作製した。得られたＦＲＡＭ素子
を、酸素分圧が10-8Paで673Kに保持された電気炉中で30
分間保持した後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加す
ることによりヒステリシス曲線を測定した。その結果、
残留分極Ｑswは25μC/cm2 であった。
【００４５】一方、本発明との比較例として、Ｂｉ4 Ｔ
ｉ3 Ｏ12にガラス成分を添加していないターゲットを用
いる以外は、上記実施例３と同様にして、ＦＲＡΜ素子
を作製した。この比較例３のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12膜中に
は、粒界や三重点に異相は存在していなかった。この比
較例３のＦＲＡＭ素子を実施例３と同様に、酸素分圧が
10-8Paで673Kに保持された電気炉中で30分間保持した
後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することにより
ヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極Ｑsw
は 5μC/cm2 であった。
ｉ3 Ｏ12にガラス成分を添加していないターゲットを用
いる以外は、上記実施例３と同様にして、ＦＲＡΜ素子
を作製した。この比較例３のＢｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12膜中に
は、粒界や三重点に異相は存在していなかった。この比
較例３のＦＲＡＭ素子を実施例３と同様に、酸素分圧が
10-8Paで673Kに保持された電気炉中で30分間保持した
後、大気中に取り出して5Vの電圧を印加することにより
ヒステリシス曲線を測定した。その結果、残留分極Ｑsw
は 5μC/cm2 であった。
【００４６】次に、実施例３と比較例３の疲労特性を比
較した。すなわち、実施例３および比較例３の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±3Vで 5msecの矩形電圧を1012回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例３は
Ｑswの低下率が -5%であったのに対して、比較例３では
Ｑswが-58%と大幅に低下していた。
較した。すなわち、実施例３および比較例３の各ＦＲＡ
Ｍ素子に、±3Vで 5msecの矩形電圧を1012回印加し、そ
の後の残留分極Ｑswを測定した。その結果、実施例３は
Ｑswの低下率が -5%であったのに対して、比較例３では
Ｑswが-58%と大幅に低下していた。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の強誘電体
メモリによれば、素子形成工程等で生じる還元雰囲気に
よる強誘電体粒子の還元を阻止することができるため、
残留分極Ｑswの劣化を抑制することが可能となる。すな
わち、強誘電体メモリにとって重要な特性である残留分
極Ｑswに優れる強誘電体メモリを、再現性よく提供する
ことが可能となる。
メモリによれば、素子形成工程等で生じる還元雰囲気に
よる強誘電体粒子の還元を阻止することができるため、
残留分極Ｑswの劣化を抑制することが可能となる。すな
わち、強誘電体メモリにとって重要な特性である残留分
極Ｑswに優れる強誘電体メモリを、再現性よく提供する
ことが可能となる。
【図１】 本発明の強誘電体メモリの一実施形態の要部
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図２】 図１に示す強誘電体メモリにおける強誘電体
膜の微構造を模式的に示す図である。
膜の微構造を模式的に示す図である。
１………基板 ２………下部電極 ３………強誘電体膜 ３ａ……強誘電体粒子 ４ａ……粒界 ４ｂ……三重点 ５………絶縁相（非晶質相） ６………上部電極 ７………パッシベーション膜
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に順に積層された下部電極、強誘
電体膜および上部電極を具備する強誘電体メモリにおい
て、 前記強誘電体膜は、それを構成する結晶粒の粒界および
三重点に、Ｓｉ、ＢおよびＰから選ばれる少なくとも 1
種を含有する絶縁相が存在することを特徴とする強誘電
体メモリ。 - 【請求項２】 請求項１記載の強誘電体メモリにおい
て、 前記絶縁相は非晶質相であることを特徴とする強誘電体
メモリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175755A JPH1126703A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 強誘電体メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175755A JPH1126703A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 強誘電体メモリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126703A true JPH1126703A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16001694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9175755A Pending JPH1126703A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 強誘電体メモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126703A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6511763B1 (en) * | 1999-10-12 | 2003-01-28 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Piezoelectric ceramic material, electronic part using the ceramic |
| CN100431044C (zh) * | 2003-09-30 | 2008-11-05 | 三洋电机株式会社 | 铁电体存储器 |
| US7456548B2 (en) | 2006-05-09 | 2008-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, piezoelectric actuator, and ink jet recording head |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP9175755A patent/JPH1126703A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6511763B1 (en) * | 1999-10-12 | 2003-01-28 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Piezoelectric ceramic material, electronic part using the ceramic |
| CN100431044C (zh) * | 2003-09-30 | 2008-11-05 | 三洋电机株式会社 | 铁电体存储器 |
| US7456548B2 (en) | 2006-05-09 | 2008-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, piezoelectric actuator, and ink jet recording head |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |