(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が球状結晶構造を有し、前記球状結晶構造の平均結晶粒径が２０ｎｍ以下である導電層の前記表面上に、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜を形成する工程を包含する、強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記強誘電体薄膜を形成する工程は、有機金属化合物を含有する前駆体溶液を前記導電層の前記表面上に付与して焼成する工程を包含する、請求項１に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記有機金属化合物は、一分子中に２以上の金属原子を含む有機金属化合物である、請求項２に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記強誘電体薄膜を形成する工程は、７００℃以下の状態で実行される、請求項１から３の何れか一つに記載の強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記層状構造を有する強誘電体薄膜は、ビスマス層状構造を有する強誘電体薄膜である、請求項１から４の何れか一つに記載の強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記ビスマス層状構造を有する強誘電体薄膜は、Ｍｎ、Ｌａ、ＣｅおよびＤｙからなる群から選択された少なくとも１つの元素を少量含有する、請求項５に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
【請求項７】
少なくとも表面が球状結晶構造を有し、前記球状結晶構造の平均結晶粒径が２０ｎｍ以下である下部電極と、
前記下部電極の前記表面上に形成された容量絶縁膜と
を備え、
前記容量絶縁膜は、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成されている、強誘電体キャパシタ。
【請求項８】
前記容量絶縁膜は、一分子中に２以上の金属原子を含む有機金属化合物を含有する前駆体溶液を前記下部電極の前記表面上に付与して焼成することによって得られるランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の強誘電体キャパシタ。
【請求項９】
前記容量絶縁膜は、前記下部電極の温度が７００℃以下の状態で形成され、且つランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の強誘電体キャパシタ。
【請求項１０】
半導体集積回路が形成された基板と、
前記基板上に形成された強誘電体キャパシタと
を備えた強誘電体メモリであって、
前記強誘電体キャパシタは、
少なくとも表面が球状結晶構造を有し、前記球状結晶構造の平均結晶粒径が２０ｎｍ以下である下部電極と、
前記下部電極の前記表面上に形成され、且つランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成された容量絶縁膜とを有しており、
前記強誘電体キャパシタは、スタック型の構造を有している、強誘電体メモリ。
【請求項１１】
少なくとも表面が球状結晶構造を有し、前記球状結晶構造の平均結晶粒径が２０ｎｍ以下である導電層の前記表面上に、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜を形成する工程を包含する、強誘電体メモリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、強誘電体薄膜の製造方法、ならびに強誘電体キャパシタおよび強誘電体メモリセルに関する。特に、強誘電体メモリの容量絶縁膜として使用される強誘電体薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低電圧動作・高速書込みが可能な不揮発性メモリの実用化を実現するために、自発分極特性を有する強誘電体薄膜についての研究開発が盛んに行われている。強誘電体材料のうち、鉛またはビスマスを含む低融点金属酸化物が一般的に研究されており、層状構造強誘電体、特に、ビスマス層状構造強誘電体が注目されている。
【０００３】
層状構造強誘電体の基本構造を下式（Ｉ）に示す。
【０００４】
（Ｓ２Ｏ２）２＋（Ａｍ−１ＢｍＯ３ｍ＋１）２−                    式（Ｉ）
式（Ｉ）中のＳサイトには、Ｂｉ、Ｔｌなどの層状構造を形成する３価の陽イオンまたはこれらの組み合わせが入る。一方、Ａサイトには、Ｎａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｃａ、Ｌａなどの１価から３価の陽イオンまたはこれらの組み合わせが入る。Ｂサイトには、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗなどの４価または５価の陽イオンあるいはこれらの組み合わせが入る。ｍは、典型的には１から５の整数である。ただし、意図的に違うｍ値の組成を任意に組み合わせて特性改善を行うこともある。例えば、ｍ＝３の組成にｍ＝１の組成を組み合わせることによって、層状間距離を任意に変えることが可能である。
【０００５】
このような層状構造強誘電体は、層状構造を有しているので、分極反転による劣化が少なく、そして低電圧動作が可能であり、それゆえに、メモリの容量膜として優れた特性を有している。とりわけ、ＳサイトにＢｉが入ったビスマス層状構造強誘電体は低融点金属ビスマスが存在するため、比較的低温で成膜することが可能であり、例えばＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９では、８００℃程度の熱処理が通常行われている。しかし、より微細化した半導体プロセスを実現するためには、さらなる熱処理の低温化が求められる。例えば、メガビット以上の高集積メモリを実現するためには、スタック型のメモリセル構造の実現が不可欠であり、このスタック型メモリセル構造を実行する場合、電極とプラグとの間の反応を防止するバリア層（例えば、イリジウムオキサイド層）の耐熱性の観点から、６５０〜７００℃の低温で熱処理することが必須となってくる。
【０００６】
強誘電体薄膜形成法としては、一般に、熱分解法またはゾルゲル法を使用するスピン塗布法が広く用いられているが、低温化の実現には、化学反応を積極的に利用したゾルゲル法が有望である。ゾルゲル法は、反応性の強い金属アルコキシドを含んだ溶液を用い、加水分解による縮重合反応を経由して結晶化を起こして薄膜形成を行うため、低温形成が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のゾルゲル法を用いてビスマス層状構造強誘電体薄膜を形成した場合、得られた膜の大部分が最終的にｃ軸に配向してしまう。ビスマス層状構造強誘電体薄膜は、通常、ａ、ｂ軸平面に分極成分を持ち、ｃ軸方向には０または小さな分極成分しか持たない。したがって、このｃ軸に配向した強誘電体薄膜を用いて容量素子（強誘電体キャパシタ）を作製した場合、不揮発性メモリとしての動作を保証するに十分な自発分極が得られない。
【０００８】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ゾルゲル法を用いながら、非ｃ軸配向の層状構造強誘電体薄膜の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による強誘電体薄膜の製造方法は、少なくとも表面が球状結晶構造を有する導電層の前記表面上に、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜を形成する工程を包含する。
【００１０】
前記強誘電体薄膜を形成する工程は、有機金属化合物を含有する前駆体溶液を前記導電層の前記表面上に付与して焼成する工程を包含することが好ましい。
【００１１】
前記有機金属化合物は、一分子中に２以上の金属原子を含む有機金属化合物であることが好ましい。
【００１２】
前記強誘電体薄膜を形成する工程は、７００℃以下の状態で実行されることが好ましい。６５０℃以下であることがさらに好ましい。
【００１３】
前記層状構造を有する強誘電体薄膜は、ビスマス層状構造を有する強誘電体薄膜であることが好ましい。
【００１４】
前記ビスマス層状構造を有する強誘電体薄膜は、Ｍｎ、Ｌａ、ＣｅおよびＤｙからなる群から選択された少なくとも１つの元素を少量含有していてもよい。
【００１５】
本発明による強誘電体キャパシタは、少なくとも表面が球状結晶構造を有する下部電極と、前記下部電極の前記表面上に形成された容量絶縁膜とを備え、前記容量絶縁膜は、一分子中に２以上の金属原子を含む有機金属化合物を含有する前駆体溶液を前記下部電極の前記表面上に付与して焼成することによって得られるランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成されている。
【００１６】
本発明による他の強誘電体キャパシタは、少なくとも表面が球状結晶構造を有する下部電極と、前記下部電極の前記表面上に形成された容量絶縁膜とを備え、前記容量絶縁膜は、前記下部電極の温度が７００℃以下の状態で形成され、且つランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成されている。
【００１７】
本発明による強誘電体メモリは、半導体集積回路が形成された基板と、前記基板上に形成された強誘電体キャパシタとを備えた強誘電体メモリであって、前記強誘電体キャパシタは、少なくとも表面が球状結晶構造を有する下部電極と、前記下部電極の前記表面上に形成され、且つランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜から構成された容量絶縁膜とを有しており、前記強誘電体キャパシタは、スタック型の構造を有している。
【００１８】
本発明による強誘電体メモリの製造方法は、少なくとも表面が球状結晶構造を有する導電層の前記表面上に、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜を形成する工程を包含する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本願発明者は、球状結晶構造を有する白金電極上に、ゾルゲル法を用いてビスマス層状構造強誘電体薄膜を形成した場合、驚くべきことに、ｃ軸配向していないランダム配向のビスマス層状構造強誘電体薄膜が得られることを見出し、本発明を想到するに至った。
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態を説明する。以下の図面においては、説明を簡単にするために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
（実施形態１）
図１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明による実施形態１の説明をする。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における強誘電体薄膜の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示すように、支持基板１１を用意する。本実施形態では、支持基板として、表面上に熱酸化層（１００ｎｍ）および酸化チタン層（１００ｎｍ）が順次形成されたシリコン基板を用いている。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、スパッタリング法によって白金電極（導電層）１２を形成する。白金電極１２は、少なくとも表面において球状結晶構造を有する導電層（典型的には、全体的に球状結晶構造を有する導電層）である。
【００２３】
白金電極１２を形成するためのスパッタリングは、典型的にアルゴンガス雰囲気中で行われるが、本実施形態では、アルゴンガス中に４％の酸素を加えた活性ガス雰囲気中において、１２ｍＴｏｒｒ（１．６Ｐａ）のガス圧、室温の基板温度でスパッタリングを行った。このような条件でスパッタリングを行うことによって、球状結晶構造を有する白金電極１２が得られる。すなわち、白金電極１２の成膜時に酸素を用いると、白金電極１２中に酸素が取り込まれて粒界に析出するため、白金の柱状結晶成長が阻害され、平均粒径２０ｎｍ以下の小さい結晶となる。本実施形態における白金電極１２の平均粒径は、１０ｎｍ程度であり、白金電極１２の厚さは、３００ｎｍ程度である。
【００２４】
なお、本実施形態における白金電極１２の表面の凹凸の平均は３ｎｍ程度である。この平均値は、酸素を加えていない従来のスパッタリング法におけるガス圧が８ｍＴｏｒｒの場合に、白金電極の成膜をしたときと同じ値である。したがって、本実施形態における白金電極１２の表面の凹凸（平均３ｎｍ程度）は、耐圧の観点からみて実用上問題となることはなく、白金電極１２の表面上に良好に他の層を形成することができる。一方、従来のスパッタリング法におけるガス圧を通常８ｍＴｏｒｒから２０ｍＴｏｒｒまで上げた場合、表面に凹凸のある柱状結晶（球状結晶ではない）の白金電極を得ることが可能であるが、このときの表面の凹凸の平均は６ｎｍ程度となり、この場合には耐圧の観点からみて実用上問題となる。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示すように、有機金属化合物を含有する前駆体溶液を白金電極１２の表面上に付与して焼成することによって、強誘電体薄膜１３を形成する。すなわち、ゾルゲル法を用いて強誘電体薄膜１３を形成する。ゾルゲル法を用いているため、基板温度（または白金電極１２の温度）が７００℃以下の状態で、強誘電体薄膜１３の形成を行うことができる。ゾルゲル法に用いられる前駆体溶液に含まれる有機金属化合物は、低温結晶化の観点から、一分子中に２以上の金属原子を含む有機金属化合物であることが好ましい。本実施形態では、白金電極１２の表面上に、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｔａの金属アルコキシド溶液（前駆体溶液）を塗布・乾燥した後、基板温度６５０℃で熱処理してビスマス層状構造強誘電体薄膜１３を形成する。金属アルコキシド溶液として、例えば、Ｓｒ−Ｂｉ−Ｔａの複合アルコキシドを含む溶液を用いることができる。Ｓｒ−Ｂｉ−Ｔａの複合アルコキシドを含む溶液としては、特開平１１−８０１８１号公報に開示されたものを使用することができ、本実施形態では、Ｓｒアルコキシド（例えば、Ｓｒ（ＯＣ２Ｈ４ＯＣＨ３）２））をアルコール（例えば、メトキシエタノール）中でＢｉアルコキシド（例えば、Ｂｉ（ＯＣ２Ｈ５）２）と反応させて、Ｓｒ−Ｂｉダブルアルコキシド（例えば、Ｓｒ［Ｂｉ（ＯＲ）４］２）を生成させ、次いで、これとＴａアルコキシド（例えば、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５）と反応させて得られるＳｒ−Ｂｉ−Ｔａの複合アルコキシドの溶液を用いている。
【００２６】
次に、本実施形態の製造方法によって得られたビスマス層状構造強誘電体薄膜１３のｃ軸配向度をＸ線回折にて調べた結果を述べる。ｃ軸配向度を簡易的に表現するために、ｃ軸に平行な面（００１０）の反射強度Ｉ（００１０）と最密面（１１５）の反射強度Ｉ（１１５）との強度比Ｉ（００１０）／（１１５）を調べた。本実施形態と従来技術とを比較した強度比（および各種条件）を下記表１に示す。
【００２７】
【表１】
0003606791.tif 000002
表１から、従来技術の場合においては、強度比Ｉが３０％程度であり、かなりの部分がｃ軸配向していることがわかる。したがって、従来の方法によって製造された強誘電体薄膜を用いても小さなヒステリシスしか得られない。一方、本発明の場合においては、強度比Ｉは８％であった。この値は、粉末のデータとほぼ同じであることから、本実施形態によって製造された強誘電体薄膜１３は、ランダム配向しており、非ｃ軸配向の膜であることがわかった。従って、本実施形態による強誘電体薄膜１３を用いれば、低温処理（例えば、７００℃以下）を行っても大きなヒステリシスを得られることが理解できる。
【００２８】
図２は、本実施形態によるビスマス層状構造強誘電体薄膜１３のヒステリシス曲線を示している。図中の黒丸は、本実施形態のビスマス層状構造強誘電体薄膜１３を基板として使用した特性を表しており、白丸は、従来技術のビスマス層状構造強誘電体薄膜を基板として使用した特性を比較例として表している。図２からわかるように、従来技術の基板を用いた場合（白丸）では、分極に寄与しないＣ軸配向結晶の影響を受けて残留分極（２Ｐｒ）が低下しているが、本実施形態の基板を用いた場合（黒丸）では、Ｃ軸配向結晶の影響を受けないため大きな残留分極（２Ｐｒ）が得られる。
【００２９】
本実施形態のビスマス層状構造強誘電体薄膜１３がランダム配向を有する理由について本願発明者は次のように推論した。図３（ａ）は従来技術における結晶成長機構を模式的に示しており、図３（ｂ）は本発明における結晶成長機構を模式的に示している。なお、図中、白金電極上に形成された薄膜２０は、前駆体溶液（金属アルコキシド溶液）から形成された膜を表している。
【００３０】
一般的にゾルゲル法を用いた場合における薄膜の結晶化は、界面に発生する核２１から結晶化が進行する界面結晶成長と、膜中に発生する核２２から結晶化が進行する膜中結晶成長の２種類が存在する。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、従来技術の場合、典型的に平均粒径１００ｎｍ以上の大きな柱状結晶の白金電極１２ａの上に強誘電体薄膜を形成する。従って、まず、電極界面における白金結晶の平坦な部分に強誘電体の核２１が発生し、これがもとになって強誘電体の結晶化が進行する。このため、界面結晶成長機構が主になる。白金結晶の平坦な部分に発生するビスマス層の結晶核２１は、基板と平行であるｃ軸配向になりやすいため、最終的に得られる膜の大部分がｃ軸配向になる。
【００３２】
一方、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の場合、平均結晶粒径が２０ｎｍ以下の球状結晶構造を有する白金電極１２ｂ上に強誘電体薄膜を形成する。この場合、電極界面における白金結晶１２ｂの平坦な部分の面積が小さいため、強誘電体の核が発生しにくい。したがって、膜中結晶成長が主となる。膜中で発生する結晶核２２はランダム配向のため、最終的に得られる膜もランダム配向となる。
【００３３】
本実施形態では、球状結晶構造を有する白金電極（導電層）１２上にゾルゲル法を用いて強誘電体薄膜を形成するので、ランダム配向の層状構造を有するビスマス層状構造強誘電体薄膜１３を製造することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、白金のスパッタリングにおいて不活性ガスにアルゴンを用いたが、ヘリウムなどの他の不活性ガスを用いてもよい。また、スパッタリング条件における酸素分圧比は４％としたが、少なくとも１％以上あればよい。基板温度は室温としたが、それ以上でもよい。ただし、２００℃程度以下であれることが好ましい。その理由は、２００℃を超えると、酸素が粒界から除去されて柱状結晶になりやすくなるからである。
【００３５】
また、ガス圧は１２ｍＴｏｒｒ（１．６Ｐａ）であるが、１ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒ（０．１３〜２．７Ｐａ）程度であればよい。１ｍＴｏｒｒ以上であれば、基板にスパッタ・ダメージが加わることを防止することができ、そして２０ｍＴｏｒｒ以下であれば、白金金属のモロフォロジーが劣化して凹凸が発生することを防止することができるからである。
【００３６】
本実施形態では、層状構造強誘電体１３の例として、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９を用いて説明したが、勿論、他の層状構造強誘電体でもよい。例えば、ＳｒＢｉ２Ｎｂ２Ｏ９、ＳｒＢｉ２Ｔｉ２Ｏ９、ＳｒＢｉ２（ＴａｘＮｂ（１−ｘ））２Ｏ９、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などが挙げられる。なお、分極特性やリーク特性を改善したり、より効果的に低温成膜が出来るようにすることを目的として、少量のＭｎ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｄｙなどを添加してもよい。
【００３７】
さらに、本実施形態では、もともとｃ軸配向の度合いが大きいゾルゲル法の問題を解決できることを説明するために、強誘電体薄膜１３の形成工程にゾルゲル法を用いているが、金属カルボキシド溶液等による有機金属熱分解法を用いてもよい。有機金属熱分解法を用いた場合でも、同様に、ランダム配向の強誘電体薄膜１３を得ることができる。
（実施形態２）
図４および５を参照しながら、本発明による実施形態２を説明する。本実施形態の説明を簡単にするために、実施形態１と異なる点を主に説明し、実施形態１と同様の点の説明は省略または簡略化する。
【００３８】
上記実施形態１の製造方法で得られた層状構造強誘電体薄膜１３を容量絶縁膜とし、白金電極１２を下部電極とした上で、当該容量絶縁膜の上に上部電極を設ければ、強誘電体キャパシタとすることができる。この強誘電体キャパシタの支持基板として、半導体集積回路が形成された基板を用いれば、強誘電体メモリを構成することができる。容量絶縁膜として機能する層状構造強誘電体１３の形成工程以外は、公知の方法を用いて強誘電体キャパシタおよび強誘電体メモリを作製することが可能である。
【００３９】
図４（ａ）に示した強誘電体キャパシタは、スタック型の構造を有する強誘電体キャパシタ１００を模式的に示している。強誘電体キャパシタ１００は、強誘電体メモリの一部を構成しており、半導体集積回路が形成された基板５０（例えば、シリコン基板）上に形成されている。強誘電体キャパシタ１００は、下部電極（バリア層）３２と、上記実施形態１の強誘電体薄膜１３から構成された容量絶縁膜３３と、上部電極３４とが順次積層された構成を有している。下部電極（バリア層）３２は、例えばポリシリコンから構成されたプラグ３５を介してトランジスタ４０（拡散層４２）に電気的に接続されており、トランジスタ４０は、配線４４に電気的に接続されている。基板５０の表面の一部には素子分離用酸化膜（フィールド酸化膜）５２が形成されており、基板５０上には、強誘電体キャパシタ１００およびトランジスタ４０を覆うように絶縁膜４６が形成されている。
【００４０】
本実施形態の強誘電体キャパシタ１００は、ゾルゲル法によって形成されているにもかかわらず、ランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜１３から構成された容量絶縁膜３３を備えているので、不揮発性メモリとしての動作を保証するに十分な自発分極を有している。また、強誘電体キャパシタ１００は、７００℃以下（例えば７００℃〜６５０℃程度、好ましくは６５０℃程度）の低温熱処理状態で作製されているので、スタック型のメモリセル構造を良好に実現することができる。すなわち、スタック型のメモリセル構造の場合には、バリア層３２（例えば、イリジウムオキサイド層）の耐熱性の観点から、６５０〜７００℃の低温で熱処理することが要求されるが、強誘電体キャパシタ１００の容量絶縁膜３３は６５０℃程度の熱処理条件で作製可能であるため、良好にスタック型のメモリセル構造を実現することができる。
【００４１】
この構成の場合、図４（ｂ）に拡大して示すように、バリア層３２の最上層に、平均結晶粒径が２０ｎｍ以下の球状結晶構造を有する白金層（厚さ：例えば５０ｎｍ）を形成した上で、この白金層上に強誘電体薄膜を上述したようにして形成すれば、強誘電体薄膜１３から構成された容量絶縁膜３３を得ることができる。  本実施形態における下部電極（バリア層）３２は、第１のバリア層６６と第２のバリア層６８とからなる２重バリア構造を有しており、第１のバリア層６６は、Ｔｉ層６１とＴｉＡｌＮ層６２から構成されており、第２のバリア層６８は、Ｉｒ層６３と、ＩｒＯ２層６４と、球状結晶構造を有するＰｔ層６５とから構成されている。すなわち、下部電極３２は、下層から順に、Ｔｉ層６１／ＴｉＡｌＮ層６２／Ｉｒ層６３／ＩｒＯ２層６４／Ｐｔ層６５からなる積層構造を有している。第１のバリア層６６のＴｉ層６１は、シリサイド化させてコンタクトをとるための層であり、ＴｉＡｌＮ層６２は、ＩｒとＳｉとの反応によるシリサイド化を防ぐための層である。一方、第２のバリア層６８のＩｒ層６３およびＩｒＯ２層６４は、酸素の拡散バリアのための層であり、Ｐｔ層６５は電極として機能する層である。
【００４２】
一方、図５に示すようなプレーナ型の構造の場合には、８００℃程度の熱処理温度を加えることが可能であるので、図４に示したスタック型の構造の場合ほどの低温熱処理は要求されないが、この場合でも、上記実施形態１の製造方法に従って強誘電体キャパシタ２００を製造することは可能である。
【００４３】
なお、本実施形態では、強誘電体メモリセルの熱処理温度を６５０℃としているが、層状構造強誘電体の結晶化が可能な４００℃以上の温度範囲であればよいことは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、少なくとも表面が球状結晶構造を有する導電層の表面上にランダム配向の層状構造を有する強誘電体薄膜を形成する工程を実行するので、不揮発性メモリとしての動作を保証するに十分な自発分極を有する強誘電体薄膜を製造することができる。さらには、この強誘電体薄膜を用いて強誘電体キャパシタおよび強誘電体メモリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）から（ｃ）は、本発明による実施形態１の強誘電体薄膜の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２】本実施形態の強誘電体薄膜１３と従来技術の強誘電体薄膜との特性を比較するためのグラフである。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、強誘電体薄膜の結晶成長を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）は、スタック型のメモリセル構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、バリア層３２の周辺部分を拡大した図である。
【図５】プレーナ型の強誘電体キャパシタの構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１  支持基板
１２  白金電極（導電層）
１３  層状強誘電体薄膜
２０  前駆体溶液から形成される膜
２１  界面に発生する核
２２  膜中に発生する核
３２  下部電極（バリア層）
３３  容量絶縁膜
３４  上部電極
３５  プラグ
４０  トランジスタ
４２  拡散層
４４  配線
４３  絶縁膜
５０  基板
５２  素子分離用酸化膜（フィールド酸化膜）
６６  第１のバリア層
６８  第２のバリア層
１００  強誘電体キャパシタ（スタック型）
２００  強誘電体キャパシタ（プレーナ型）
【図１】
0003606791.tif 000003
【図２】
0003606791.tif 000004
【図３】
0003606791.tif 000005
【図４】
0003606791.tif 000006
【図５】
0003606791.tif 000007