(57)【要約】【課題】本発明は電極及び強誘電薄膜の側壁の角度や、電極の膜厚によらず、上部電極と下部電極間のリーク電流を抑制することが可能な電子素子を提供することを目的とする。【解決手段】強誘電薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ構造を有しており、  前記下部電極の前記強誘電薄膜と対向する面の少なくとも一部領域を覆うように第１の絶縁膜を有しており、  前記上部電極および前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が、前記第１の絶縁膜上に位置する電子素子を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ構造を有しており、
前記下部電極の前記強誘電薄膜と対向する面の少なくとも一部領域を覆うように第１の絶縁膜を有しており、
前記上部電極および前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が、前記第１の絶縁膜上に位置する電子素子。
【請求項２】
前記第１の絶縁膜の周縁が前記下部電極の周縁よりも内側にあり、
前記第１の絶縁膜の周縁から前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部までの距離が、
前記第１の絶縁膜をパターニングする際に前記下部電極の成分が飛散する距離よりも長い請求項１に記載の電子素子。
【請求項３】
前記下部電極の周縁と、前記第１の絶縁膜の周縁とが一致しており、
前記第１の絶縁膜の少なくとも一部領域が開口している請求項１に記載の電子素子。
【請求項４】
前記上部電極の上面、前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁、および、前記第１の絶縁膜の上面を覆う様に第２の絶縁膜が設けられており、
前記第２の絶縁膜の周縁が、前記下部電極の周縁および前記第１の絶縁膜の周縁と一致する請求項３に記載の電子素子。
【請求項５】
前記第１の絶縁膜の周縁が前記下部電極の周縁よりも外側にあり、
前記第１の絶縁膜の少なくとも一部領域が開口している請求項１に記載の電子素子。
【請求項６】
基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程と、
前記第１の絶縁膜をパターニングする工程と、
前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程と、
前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程と、
前記下部電極をパターニングする工程と、をその順に有する電子素子の製造方法。
【請求項７】
基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程と、
前記第１の絶縁膜をパターニングする工程と、
前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程と、
前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程と、
前記第１の絶縁膜と前記下部電極を同時にパターニングする工程と、をその順に有する電子素子の製造方法。
【請求項８】
基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程と、
前記第１の絶縁膜をパターニングする工程と、
前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程と、
前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程と、
前記上部電極の上面、前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁、および、前記第１の絶縁膜の上面を覆う様に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜、前記第１の絶縁膜および前記下部電極を同時にパターニングする工程と、をその順に有する電子素子の製造方法。
【請求項９】
基板上に下部電極を形成し、パターニングする工程と、
前記下部電極及び前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜をパターニングする工程と、
前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程と、
前記上部電極及び前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程と、をその順に有する電子素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子、電子素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強誘電薄膜を一対の電極で挟んだ構造を有する圧電素子や強誘電キャパシタなどの電子素子が従来から用いられている。
【０００３】
このような構造を有する電子素子においては、その構造上、製造過程において強誘電薄膜や上部電極の側壁に生じた側壁デポ膜（スパッタ膜）が原因となり、使用時にリーク電流が生じるという問題があった。この点について図１〜図３により従来の構造を有する電子素子の製造工程を説明する。
【０００４】
図１（ａ）に示すように基板１上に下部電極２、強誘電薄膜３、上部電極４を積層したものを用意し、図１（ｂ）に示すように上部電極４上に、フォトレジスト膜５をフォトリソグラフィ技術により形成する。
【０００５】
そして、ドライエッチングにより、フォトレジスト膜５をマスクにして上部電極４、および強誘電薄膜３をエッチングする。図１（ｃ）に強誘電薄膜３のエッチングが終了したところを示している。係るエッチング工程において、上部電極４のエッチングで発生した副生成物が側壁デポ膜６となってフォトレジスト膜５、上部電極４および強誘電薄膜３の側壁に付着する。
【０００６】
さらに、強誘電薄膜３のエッチング残渣をなくすために、引き続きエッチング（いわゆるオーバーエッチ）を行うと、下部電極２の表面がエッチャントにより叩かれ、下部電極（例えばプラチナ）がスパッタされる。この際、図２（ｄ）に示すように、その一部が側壁デポ膜（スパッタ膜）７となってフォトレジスト膜５、上部電極４および強誘電薄膜３の側壁に付着する。
【０００７】
図２（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜５を除去する。側壁デポ膜６、７の、レジスト側壁に付着していた部分はフォトレジスト膜５とともに除去されるものの、上部電極４および強誘電薄膜３の側壁に付着している部分は除去されずにそのまま残留し側壁デポ膜６´、側壁デポ膜７´になる。
【０００８】
次いで、図２（ｆ）に示すように、下部電極２をパターニングするためのフォトレジスト膜８をフォトリソグラフィ技術により形成し、図３（ｇ）に示すようにドライエッチングにより、フォトレジスト膜８をマスクにして下部電極２をエッチングする。この際、下部電極２のエッチングで発生した副生成物が側壁デポ膜９となって、フォトレジスト膜８および下部電極２の側壁に付着する。
【０００９】
次に、図３（ｈ）ではフォトレジスト膜８を除去する。側壁デポ膜９のレジスト側壁に付着していた部分はフォトレジスト膜８とともに除去されるものの、下部電極２の側壁に付着している部分は除去されずにそのまま残留し側壁デポ膜９´になる。
【００１０】
図３（ｉ）に示すように層間絶縁膜１０を全面に形成し、層間絶縁膜１０にともに図示しないフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により、上部電極４へのコンタクト１１および下部電極２へのコンタクト１２を形成する。さらに配線材料（アルミニウムなど）の薄膜を全面に成膜した後、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程（ともに図示しない）により上部電極４へのコンタクト１１および下部電極２へのコンタクト１２を充填し、メタル配線１３、１４を形成する。
【００１１】
これらの工程により形成された図３（ｉ）に示す電子素子において、導電性を示す側壁デポ膜６´および側壁デポ膜（スパッタ膜）７´が上部電極４と下部電極２に接触している。このため、例えば下部電極２に接続しているメタル配線１４を接地し、上部電極４に接続しているメタル配線１３にプラスの電位を与えた場合、印加電圧に応じた電流が側壁デポ膜６´および側壁デポ膜（スパッタ膜）７´に流れる。係る電流がいわゆるリーク電流となって検出されることとなり、このような電子素子では強誘電薄膜がその機能を十分に発揮することができないという問題があった。
【００１２】
この課題に対して、特許文献１〜３では、電極および誘電体膜の側壁の角度を工夫することで上下の電極間のリーク電流を抑制することが開示されている。
【００１３】
また、特許文献４では、電極の膜厚を薄くすることで反応生成物による側壁膜を所定量以下に抑えることができるとしている。
【００１４】
特許文献５では、下部電極のエッチングに酸素、塩素、フッ素の混合ガスを用いることにより、パターン側壁への反応生成物付着を低減し、漏れ電流の少ないキャパシタ部を形成することができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された方法では、エッチングによる側壁の角度制御が困難であることに加え、角度をなだらかにすることによりパターンの必要面積が増大するという問題があった。
【００１６】
また、特許文献４に開示された方法では電極の薄膜化による高抵抗化の問題があった。
【００１７】
特許文献５に開示された方法では反応生成物のみならずパターンをも側壁からサイドエッチングしてしまうので、パターンの剥がれやマスク減少による上部電極の露出が生じる問題があった。
【００１８】
上記従来技術の問題に鑑み、本発明は電極及び強誘電薄膜の側壁の角度や、電極の膜厚によらず、上部電極と下部電極間のリーク電流を抑制することが可能な電子素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明は、強誘電薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ構造を有しており、前記下部電極の前記強誘電薄膜と対向する面の少なくとも一部領域を覆うように第１の絶縁膜を有しており、前記上部電極および前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が、前記第１の絶縁膜上に位置する電子素子を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電極及び強誘電薄膜の側壁の角度や、電極の膜厚によらず、上部電極と下部電極間のリーク電流を抑制することが可能な電子素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の電子素子の製造工程の説明図（その１）
【図２】従来の電子素子の製造工程の説明図（その２）
【図３】従来の電子素子の製造工程の説明図（その３）
【図４】本発明の第１の実施形態における電子素子の構成の説明図
【図５】本発明の第１の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その１）
【図６】本発明の第１の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その２）
【図７】本発明の第１の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その３）
【図８】本発明の第１の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その４）
【図９】本発明の第２の実施形態における電子素子の構成の説明図
【図１０】本発明の第２の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その１）
【図１１】本発明の第２の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その２）
【図１２】本発明の第２の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その３）
【図１３】本発明の第２の実施形態における電子素子の製造工程の説明図（その４）
【図１４】本発明の第３の実施形態における電子素子の構成の説明図
【図１５】本発明の第３の実施形態における電子素子の製造工程の説明図
【図１６】本発明の第４の実施形態における電子素子の構成の説明図
【図１７】本発明の第４の実施形態における電子素子の製造工程の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、発明を実施するための形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
［第１の実施形態］
本発明の電子素子は、強誘電薄膜を下部電極と上部電極で挟んだ構造を有しており、前記下部電極の前記強誘電薄膜と対向する面の少なくとも一部領域を覆うように第１の絶縁膜を有している。そして、前記上部電極および前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が、前記第１の絶縁膜上に位置するものである。
【００２３】
本実施形態では係る電子素子の構造の一構成例について、図４を用いて説明する。
【００２４】
図４（ａ）は本実施形態の電子素子の断面図であり、下部電極、強誘電体薄膜、上部電極の積層方向に沿った面で切断した際の断面図を示している。
【００２５】
図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ´線での断面図を示しており、構成が分かるよう層間絶縁膜３４については記載を省略している。また、側壁デポ膜３１´の接する位置を点線で示している。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の電子素子は、例えば基板２１上に形成することができ、強誘電薄膜２８を下部電極２２および上部電極２９により挟んだ構造を有している。具体的には、図４（ａ）に示すように下部電極２２、強誘電薄膜２８、上部電極２９の順に積層した構造を有することができる。
【００２７】
基板２１の材料については特に限定されるものではなく、各種基板材料を用いることができる。例えば、シリコンなどの半導体材料、半導体上に絶縁膜を形成したもの、セラミック、有機材料等を好ましく用いることができる。
【００２８】
また、下部電極２２の材料は特に限定されるものではないが、安定性の観点から貴金属類により構成されていることが好ましい。例えば下部電極はプラチナまたはイリジウムにより構成されていることが好ましい。下部電極２２の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば膜厚は５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
上部電極２９の材料についてもその材料は特に限定されるものではないが、安定性の観点から貴金属類により構成されていることが好ましい。例えば上部電極はプラチナまたはイリジウムにより構成されていることが好ましい。上部電極２９の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば膜厚は５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００３０】
強誘電薄膜２８の材料については特に限定されるものではなく、目的とする電子素子に応じて選択することができる。例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やチタン酸バリウムなどを好ましく用いることができる。
【００３１】
そして、本実施形態の電子素子においては、下部電極２２の強誘電薄膜２８と対向する面の少なくとも一部領域を覆うように第１の絶縁膜２３が形成されており、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部が、第１の絶縁膜２３上に位置する。すなわち、上部電極及び強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部と、下部電極との間には第１の絶縁膜が介在しているため、上部電極及び強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部と、下部電極とが直接接しないように構成されている。
【００３２】
第１の絶縁膜の材料についても特に限定されるものではなく、各種絶縁膜を用いることができる。例えば、酸化珪素（シリコン酸化物、ＳｉＯ２）や、窒化珪素（シリコン窒化物、ＳｉＮ）、また、アルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）や酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）などの金属酸化物膜により構成することができる。膜厚に関しても上部電極、下部電極間に印加される電圧や、第１の絶縁膜を構成する材料等により選択することができるが、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、電子素子の製造過程において、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁に導電性を有する側壁デポ膜３１´や、第１の絶縁膜２３の側壁に導電性を示す側壁デポ膜２６´が付着する場合がある。ここで、側壁デポ膜とは、電極や強誘電薄膜の側壁に製造工程において副生成物が付着、形成された導電性の薄膜のことを意味している。
【００３４】
本実施形態の電子素子においては、図４（ａ）に示すように上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部に第１の絶縁膜２３が配置されている。このため、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部は、下部電極２２に接していない構造となっている。そして、側壁デポ膜３１´は形成された場合でもその膜厚は非常に薄く上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁とほぼ同様の位置にあるといえる。このため、図４（ａ）、（ｂ）に示すように側壁デポ膜３１´の下部電極側の端部にも第１の絶縁膜２３が配置されることとなる。従って、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁部分に側壁デポ膜３１´が形成された場合でも側壁デポ膜３１´と下部電極２２とが直接接触しない構成とすることができる。このため、本実施形態の電子素子において、上部電極２９と下部電極２２との間にリーク電流が発生することを抑制できる。
【００３５】
また、上記構成において、第１の絶縁膜２３に開口部２７を形成し、該開口部において下部電極２２と強誘電薄膜２８とを接触するように構成することができる。開口部は第１絶縁膜２３のうち、強誘電薄膜２８を積層（配置）する部分に設けることができ、例えば第１の絶縁膜２３の中央部に設けることができる。
【００３６】
さらに本実施形態の電子素子においては、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁に付着する側壁デポ膜３１´と、下部電極２２に接し第１の絶縁膜２３の側壁に付着する側壁デポ膜２６´とが、一定の距離だけ離隔するように構成することが好ましい。すなわち、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側の端部）と、第１の絶縁膜２３の外周の周縁とが水平方向（基板の堆積面と平行な方向）でみて一定距離離隔するように配置していることが好ましい。また、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側の端部）と、第１の絶縁膜２３の内周の周縁（開口部の周縁）とについても同様に一定距離離隔していることが好ましい。すなわち、側壁デポ膜３１´と側壁デポ膜２６´との間が一定距離離隔するように配置されていることが好ましい。
【００３７】
このような構成とすることによって、リーク電流の発生をより抑制することが可能になる。
【００３８】
上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側の端部）と、第１の絶縁膜２３の内周の周縁（開口部の周縁）との間の距離は図４（ｂ）中Ｌ１で示される。また上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側の端部）と、第１の絶縁膜２３の外周の周縁との間の距離は、図４（ｂ）中Ｌ２で示される。
【００３９】
これら、Ｌ１、Ｌ２の距離は特に限定されるものではなく、電子素子に印加する電圧等により選択することができる。例えばＬ１は０．５μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。また、Ｌ２は１．０μｍ以上であることが好ましく、１．５μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ１、Ｌ２の距離は一定である必要はない。
【００４０】
さらに、図４に示すように第１の絶縁膜の（外周の）周縁が下部電極の周縁よりも内側にある場合において、側壁デポ膜３１´が形成されにくい（膜厚が厚くなりにくい）構成とすることが好ましい。
【００４１】
側壁デポ膜３１´は、上部電極２９のパターニングを行う際や、下部電極２２がオーバーエッチング等によりスパッタされる際に、上部電極や下部電極の成分が飛散して、上部電極２９や強誘電薄膜２８の側壁にも形成されると考えられる。
【００４２】
そこで、第１の絶縁膜をパターニングする際に下部電極２２がスパッタされた場合でも側壁デポ膜３１´の成長を抑制できる構成とすることが好ましい。具体的には、前記第１の絶縁膜の周縁から前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部までの距離が前記第１の絶縁膜をパターニングする際に前記下部電極の成分が飛散する距離よりも長いことが好ましい。すなわち、第１の絶縁膜の周縁から上部電極と強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部までの距離が、第１の絶縁膜をパターニングする際の下部電極からのスパッタが届かない距離であることが好ましい。
【００４３】
図４（ｂ）に示した場合であれば、図中Ｌ２で示される（パターニング後に残る）第１の絶縁膜の外周の周縁と、上部電極及び強誘電薄膜の側壁との間の（水平方向）の距離が上述の下部電極からのスパッタが届かない距離とすることが好ましい。ここでいう下部電極からのスパッタが届かない距離とは、スパッタの条件や下部電極の材料等により変化するため特に限定されるものではなく、スパッタ条件等に基づいて選択することができる。例えば図４（ｂ）で示したＬ２の距離が３．０μｍ以上であることが好ましく、５．０μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ２の距離は一定である必要はない。
【００４４】
第１の絶縁膜の周縁から上部電極と強誘電薄膜の側壁の下部電極側端部までの距離を、第１の絶縁膜をパターニングする際の下部電極からのスパッタが届かない距離とすることにより、上部電極及び強誘電薄膜の側壁への側壁デポ膜３１´の形成を抑制できる。このため、上部電極と下部電極との間のリーク電流をより確実に抑制することができる。
【００４５】
本実施形態の電子素子においては、上記構成に加えて、上部電極２９、下部電極２２に対して電圧を供給し、その他の部分について保護するための構成を設けることができる。
【００４６】
具体的には、図４（ａ）に示すように、層間絶縁膜３４、上部電極へのコンタクト３５、上部電極へのメタル配線３６、下部電極へのコンタクト３７、下部電極へのメタル配線３８等を形成することができる。
【００４７】
以上、本実施形態の電子素子の構成について説明してきたが、本実施形態の電子素子は上記強誘電薄膜を一対の電極で挟んだ構成を有する各種電子素子とすることができる。具体的には例えば圧電素子や、強誘電キャパシタとすることができる。他の実施形態で後述する電子素子についても同様である。
【００４８】
ここまで説明した本実施形態の電子素子においては、その構造上、上部電極と下部電極間のリーク電流を抑制することが可能となる。このため、電極及び強誘電薄膜の側壁の角度や、電極の膜厚によらず上部電極と下部電極との間のリーク電流を抑制することが可能になる。
【００４９】
次に、本実施形態の電子素子の製造方法について説明する。
【００５０】
本実施形態の電子素子は、以下の（１）〜（５）の工程をその順に有する製造方法により製造することができる。
（１）基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程。
（２）前記第１の絶縁膜をパターニングする工程。
（３）前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程。
（４）前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程。
（５）前記下部電極をパターニングする工程。
【００５１】
図５〜図８を用いて具体的に説明する。
【００５２】
まず、図５（ａ）に示すように基板２１上に下部電極２２および第１の絶縁膜２３をその順に形成する。
【００５３】
基板２１の材料は特に限定されるものではなく、各種基板材料を用いることができる。例えば、シリコンなどの半導体、半導体上に絶縁膜を形成したもの、セラミック基板、有機材料等を好ましく用いることができる。
【００５４】
下部電極２２の材料は特に限定されるものではないが、安定性の観点から貴金属類により構成されていることが好ましい。例えば下部電極はプラチナまたはイリジウムにより構成されていることが好ましい。下部電極２２の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば膜厚は５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００５５】
下部電極２２の形成方法は特に限定されるものではないが、例えばＣＶＤやスパッタリングにより形成することができる。
【００５６】
第１の絶縁膜２３の材料についても特に限定されるものではなく、各種絶縁膜を用いることができる。例えば、酸化珪素（シリコン酸化物、ＳｉＯ２）や、窒化珪素（シリコン窒化物、ＳｉＮ）、また、アルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）や酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）などの金属酸化物膜により構成することができる。膜厚に関しても上部電極、下部電極間に印加される電圧や、絶縁膜を構成する材料等により選択することができるが、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００５７】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜２４を形成する。
【００５８】
フォトレジスト膜２４はその中央部に開口部２５を有している構成とすることが好ましい。これは、第１の絶縁膜２３に下部電極を露出する開口部を形成するためである。また、後述する強誘電薄膜２８を形成した際に強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部が、後述する、パターニングした第１の絶縁膜上に配置されるようにフォトレジスト膜２４の形成位置を選択することが好ましい。
【００５９】
図５（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜２４をマスクとして第１の絶縁膜をパターニングする。例えば、ドライエッチング法にて第１の絶縁膜２３をエッチングすることにより行うことができる。ドライエッチング法は、より具体的には例えば平行平板型プラズマエッチングにより行うことができ、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｏ２などをエッチングガスとして用いて行うことができる。
【００６０】
ドライエッチングの際、下部電極２２についても一部エッチングされるため、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜２６がフォトレジスト膜２４および第１の絶縁膜２３の側壁に付着することとなる。
【００６１】
図６（ｄ）に示すように、フォトレジスト膜２４を除去する。フォトレジスト膜２４の除去は例えばアッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。フォトレジスト膜２４を除去する際にフォトレジスト膜の側壁に付着していた側壁デポ膜２６はフォトレジスト膜と一緒に除去されるが、第１の絶縁膜２３の側壁には側壁デポ膜２６´となって残る。また、フォトレジスト膜２４の中央部に設けた開口部２５に対応した部分について第１の絶縁膜２３に開口部２７が形成される。
【００６２】
次に、図６（ｅ）に示すように、強誘電薄膜２８および上部電極２９を形成する。強誘電薄膜２８は第１の絶縁膜２３のパターン以外の領域にて下部電極２２と直接接触する。
【００６３】
強誘電薄膜２８の材料については特に限定されるものではなく、目的とする電子素子に応じて選択することができる。例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やチタン酸バリウムなどを好ましく用いることができる。
【００６４】
強誘電薄膜２８の膜厚についても特に限定されるものではなく、その用途等に応じて任意に選択することができる。具体的には例えば、０．１μｍ〜５μｍとすることができる。
【００６５】
強誘電薄膜２８の成膜方法は特に限定されるものではなく、例えば水熱合成法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ法、スパッタ法、レーザアブレーション法など各種成膜方法を用いることができる。
【００６６】
上部電極２９についてもその材料は特に限定されるものではないが、安定性の観点から貴金属類により構成されていることが好ましい。例えば上部電極はプラチナまたはイリジウムにより構成されていることが好ましい。上部電極２９の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば膜厚は５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００６７】
上部電極２９の形成方法は特に限定されるものではないが、例えばＣＶＤやスパッタリングにより形成することができる。
【００６８】
図６（ｆ）に示すように、フォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜３０を形成する。フォトレジスト膜３０は、上記した第１の絶縁膜に設けられた開口部２７を覆うように形成されていることが好ましい。さらに、フォトレジスト膜３０の周縁（端部）が、第１の絶縁膜の外周の周縁（端部）よりも内側であって、第１の絶縁膜の開口部２７の周縁（端部）よりも外側に位置していることが好ましい。
【００６９】
特に、フォトレジスト膜３０は周縁（端部）が、第１の絶縁膜の外周の周縁よりも所定の距離（Ｌ２）内側であって、第１の絶縁膜の開口部の周縁（端部）から所定の距離（Ｌ１）の範囲について第１の絶縁膜と重なりあう様に形成されていることが好ましい。
【００７０】
ここで、距離Ｌ１は０．５μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。また、距離Ｌ２は１．０μｍ以上であることが好ましく、１．５μｍ以上であることがより好ましい。特に距離Ｌ２は後述する側壁デポ３１´の形成を抑制するために３．０μｍ以上であることがさらに好ましく、５．０μｍ以上であることが特に好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ１、Ｌ２の距離は一定である必要はない。
このような形状とすることにより、リーク電流の発生をより抑制することが可能になる。また、後述のように、距離Ｌ２を上記範囲とすることにより側壁デポ膜３１の成長を抑制することができるため好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ１、Ｌ２の距離は一定である必要はない。
【００７１】
そして、図７（ｇ）に示すように、フォトレジスト膜３０をマスクとして上部電極２９および強誘電薄膜２８をパターニングする。パターニングの方法については特に限定されるものではないが、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【００７２】
この際、上記フォトレジスト膜３０の形状にあわせて、上部電極と強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部が第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングすることができる。
【００７３】
そしてパターニングを行う際、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜３１がフォトレジスト膜３０、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁に付着する場合がある。
【００７４】
なお、第１の絶縁膜２３で覆われている領域では、下部電極２２は露出していないため、オーバーエッチングによるスパッタリングが生じない。オーバーエッチングの際に第１の絶縁膜２３で覆われていない下部電極２２表面がエッチャントにより叩かれ、下部電極２２がスパッタされて飛び出すこととなる。そして、その一部がスパッタ膜となって側壁デポ膜２６´場合によっては側壁デポ膜３１上に付着することとなるが、側壁デポ膜３１が成長しないように、側壁デポ膜３１上に該スパッタ膜が付着しないように構成することが好ましい。すなわち、フォトレジスト膜３０の周縁（端部）と、第１の絶縁膜の外周の周縁（端部）との間の基板表面と平行な方向（水平方向）の距離Ｌ２が、下部電極２２がスパッタされて飛び出した（飛散した）成分が届かない距離としておくことが好ましい。このように距離Ｌ２を下部電極からのスパッタされた成分が届かない距離とするためには、スパッタの際の条件等を予め選択し、スパッタされた成分が届く距離を見積もり、これに基づいて距離Ｌ２を規定すればよい。例えば距離Ｌ２は上述の範囲とすることが好ましい。
【００７５】
図７（ｈ）においては、フォトレジスト膜３０を除去する。例えば、アッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。この際、フォトレジスト膜３０の側壁に付着していた側壁デポ膜３１はフォトレジスト膜と一緒に除去されるものの、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁に付着する部分については残り、側壁デポ膜３１´となる。
【００７６】
図７（ｉ）においては、フォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜３２を形成する。フォトレジスト膜３２のパターンは、下部電極のパターンに対応している。
【００７７】
そして、図８（ｊ）において、フォトレジスト膜３２をマスクとして下部電極２２をパターニングする。例えば、ドライエッチング法により下部電極２２をエッチングすることにより行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができ、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【００７８】
この場合も、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜３３がフォトレジスト膜３２および下部電極２２の側壁に付着する。
【００７９】
図８（ｋ）に示すように、フォトレジスト膜３２を除去する。フォトレジスト膜３２の除去は例えばアッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。この際に、フォトレジスト膜の側壁に付着していた側壁デポ膜３３はフォトレジスト膜と一緒に除去され、下部電極２２の側壁に付着した部分が残り、側壁デポ膜３３´となる。
【００８０】
そして、図８（ｌ）に示すように、図示しない層間絶縁膜形成工程および配線形成工程を経て、層間絶縁膜３４、上部電極へのコンタクト３５、上部電極へのメタル配線３６、下部電極へのコンタクト３７、下部電極へのメタル配線３８を形成する。これにより電子素子とすることができる。
【００８１】
このようにして製造された電子素子は、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部に第１の絶縁膜２３があるため、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁は、下部電極２２に接していない構造を有している。
【００８２】
このため、下部電極へのメタル配線３８を接地し、上部電極２９に接続されたメタル配線３６にプラス電位を与えた場合に、上部電極２９と下部電極２２の間に流れるリーク電流を抑制することが可能になる。
【００８３】
特に上述のようにフォトレジスト膜３０を形成する際、距離Ｌ１、Ｌ２を上述の範囲とした場合には、側壁デポ膜３１´と側壁デポ膜２６´との間の距離を、同様にＬ１及びＬ２とすることができる。このため、特にリーク電流を抑制することが可能になる。
［第２の実施形態］
本実施形態においては、本発明の電子素子の他の構成例について説明する。
【００８４】
本実施形態の電子素子は、第１の実施形態で説明した電子素子において、前記下部電極の周縁と、前記第１の絶縁膜の周縁とが一致しており、前記第１の絶縁膜の少なくとも一部領域が開口していることを特徴とする。例えば、その断面形状が図９に示す構造を有している。その他の構成については第１の実施形態で説明した電子素子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８５】
本実施形態の電子素子においては、図９に示すように下部電極２２の周縁と、第１の絶縁膜２３の（外周の）周縁とが一致している。このため、上部電極２９及び強誘電薄膜２８のパターニングを行う際、（パターニングを行う領域について）下部電極は第１の絶縁膜２３により覆われており、下部電極をスパッタすることなくパターニングを行うことができる。従って、側壁デポ膜３１´の成長を抑制することができ、リーク電流をより抑制することが可能になる。
【００８６】
なお、第１の絶縁膜には開口部２７が設けられているため、該開口部において強誘電薄膜２８と下部電極２２とは電気的に接続することができる。
【００８７】
また、本実施形態の電子素子においては、強誘電薄膜２８及び上部電極２９は第１の絶縁膜の開口部の周縁から一定の距離（Ｌ３）の範囲について第１の絶縁膜と重なりあう様に形成されていることがより好ましい。
【００８８】
強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁の下部電極側の端部と、第１の絶縁膜の開口部の周縁との間の（水平方向の）距離であるＬ３の距離については特に限定されるものではない。ただし、第１の絶縁膜２３の内周の側壁に形成された側壁デポ膜２６´と側壁デポ膜３１´との間でのリーク電流を十分に抑制するため、０．５μｍ以上であることが好ましい。また、１．０μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ３の距離は一定である必要はない。
【００８９】
さらに本実施形態の電子素子においては、下部電極２２の周縁（端部）と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部との間の（水平方向）の距離であるＬ４が十分に離隔した距離であることが好ましい。このように構成することにより、側壁デポ膜３３´と側壁デポ膜３１´との間の距離を十分離隔した状態とすることができる。このため、側壁デポ膜３３´、側壁デポ膜３１´間のリーク電流を特に抑制することが可能になる。
【００９０】
距離Ｌ４は特に限定されるものではないが、３．０μｍ以上であることが好ましく、５．０μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ４の距離は一定である必要はない。
【００９１】
次に、本実施形態の電子素子の製造方法について説明する。
【００９２】
本実施形態の電子素子の製造方法は、以下の（１）〜（５）の工程をその順に有する製造方法により製造することができる。
（１）基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程。
（２）前記第１の絶縁膜をパターニングする工程。
（３）前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極を順に形成する工程。
（４）前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の前記下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程。
（５）前記第１の絶縁膜と前記下部電極を同時にパターニングする工程。
【００９３】
図１０〜図１３を用いて上記製造方法について具体的に説明する。なお、図５〜図８に示した部材と同じ部材については同じ番号を付しており、第１の実施形態で説明した内容と重複する内容については説明を省略する。
【００９４】
図１０（ａ）に示すように、基板２１上に下部電極２２、第１の絶縁膜２３を形成する。
【００９５】
ここでは、基板２１、下部電極２２、第１の絶縁膜２３については第１の実施形態において図５（ａ）を用いて説明した場合と同様の構成とすることができる。
【００９６】
次いで、図示しないフォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜２４を形成する。フォトレジスト膜２４は強誘電薄膜２８の機能を必要とする領域、すなわち、下部電極２２と強誘電薄膜２８とを接触する領域について開口部２５を有している。
【００９７】
続いて図１０（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２４をマスクとして第１の絶縁膜２３をパターニングする。パターニングの方法としては特に限定されるものではなく、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチング法は、より具体的には例えば平行平板型プラズマエッチングにより行うことができ、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｏ２などをエッチングガスとして用いて行うことができる。
【００９８】
ドライエッチングの際に、下部電極２２についても一部エッチングされるため、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜２６がフォトレジスト膜２４および第１の絶縁膜２３の側壁に付着する。
【００９９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜２４を除去する。フォトレジスト膜２４の除去は例えばアッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。フォトレジスト膜２４を除去する際にフォトレジスト膜の側壁に付着していた側壁デポ膜２６はフォトレジスト膜と一緒に除去されるが、第１の絶縁膜２３の側壁には側壁デポ膜２６´となって残る。また、フォトレジスト膜２４の中央部に設けた開口部２５に対応した部分について第１の絶縁膜２３に開口部２７が形成される。
【０１００】
図１１（ｄ）に示すように、強誘電薄膜２８及び上部電極２９を形成する。強誘電薄膜２８、上部電極２９は第１の実施形態において図６（ｅ）を用いて説明した場合と同様の構成とすることができる。強誘電薄膜２８は上記開口部２７において下部電極２２と直接接触することとなる。
【０１０１】
図１１（ｅ）に示すようにフォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜３０を形成する。フォトレジスト膜３０は、上記した第１の絶縁膜２３に設けられた開口部２７を覆うように構成されている。そして、フォトレジスト膜３０は、第１の絶縁膜２３に設けられた開口部よりも広い範囲について覆うように構成され、第１の絶縁膜２３と一部重なり合うように構成されていることが好ましい。すなわち、フォトレジスト膜３０の周縁（端部）が、第１の絶縁膜の開口部２７の周縁よりも外側に位置していることが好ましい。
【０１０２】
特に、フォトレジスト膜３０の周縁（端部）は第１の絶縁膜の開口部の周縁（端部）から一定の距離（Ｌ３）の範囲について第１の絶縁膜とオーバーラップ（重なりあう）様に形成されていることがより好ましい。
【０１０３】
フォトレジスト膜３０の周縁と、第１の絶縁膜の開口部の周縁との間の（水平方向の）距離であるＬ３の距離については特に限定されるものではないが、後述する様にリーク電流を十分に抑制するため、０．５μｍ以上であることが好ましい。また、１．０μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ３の距離は一定である必要はない。
【０１０４】
そして、図１２（ｆ）に示すように、フォトレジスト膜３０をマスクとして上部電極２９および強誘電薄膜２８をパターニングする。パターニングの方法については特に限定されるものではないが、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１０５】
この際、上記フォトレジスト膜３０の形状にあわせて、上部電極と強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部が第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングすることができる。
【０１０６】
そしてパターニングを行う際、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜３１がフォトレジスト膜３０、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁に付着する。
【０１０７】
ただし、この際、エッチングされる領域（フォトレジスト膜３０のパターンがない領域）では、下部電極２２は第１の絶縁膜で覆われ、露出していないため、オーバーエッチングによるスパッタリングが生じない。このため、側壁デポ膜３１の膜厚を抑制することができる。
【０１０８】
次に図１２（ｇ）に示すように、フォトレジスト膜３０を除去する。例えば、アッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。この際、フォトレジスト膜３０の側壁に付着していた側壁デポ膜３１はフォトレジスト膜と一緒に除去されるものの、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁に付着する部分については残り、側壁デポ膜３１´となる。
【０１０９】
そして、図１２（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト膜３２を形成する。フォトレジスト膜３２のパターンは、下部電極２２及び第１の絶縁膜２３の外周の周縁のパターンに対応している。
【０１１０】
この際、フォトレジスト膜３２の周縁と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側の端部との間の（水平方向の）距離である距離Ｌ４が３．０μｍ以上であることが好ましく、５．０μｍ以上であることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ４の距離は一定である必要はない。
【０１１１】
距離Ｌ４を上記範囲とすることにより、パターニングにより形成される下部電極２２の周縁と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側の端部）との間の（水平方向）の距離についてＬ４とすることができる。
【０１１２】
そして、距離Ｌ４を上記範囲とすることにより、後述する側壁デポ膜３３´と側壁デポ膜３１´との間の距離を十分離隔した状態とすることができる。このため、側壁デポ膜３３´、側壁デポ膜３１´間のリーク電流を特に抑制することが可能になる。
【０１１３】
そして、図１３（ｉ）において、フォトレジスト膜３２をマスクとして下部電極２２及び第１の絶縁膜２３をパターニングする。例えば、ドライエッチング法により下部電極２２及び第１の絶縁膜２３をエッチングすることにより行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１１４】
この場合も、副生成物として導電性を示す側壁デポ膜３３がフォトレジスト膜３２、第１の絶縁膜２３および下部電極２２の側壁に付着する。
【０１１５】
図１３（ｊ）に示すように、フォトレジスト膜３２を除去する。フォトレジスト膜３２の除去は例えばアッシング法や、有機溶剤系の剥離液を用いて行うことができる。この際に、フォトレジスト膜の側壁に付着していた側壁デポ膜３３はフォトレジスト膜と一緒に除去される。このため、第１の絶縁膜２３及び下部電極２２の側壁に付着する側壁デポ膜３３´となる。
【０１１６】
そして、図１３（ｋ）に示すように、図示しない層間絶縁膜形成工程および配線形成工程を経て、層間絶縁膜３４、上部電極へのコンタクト３５、上部電極へのメタル配線３６、下部電極へのコンタクト３７、下部電極へのメタル配線３８を形成する。これにより電子素子を製造することができる。
【０１１７】
このようにして製造された電子素子は、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側端部は第１の絶縁膜２３と接しているため、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側端部は、下部電極２２に接していない構造を有している。さらに、第１の実施形態で説明したように側壁デポ３１´についても第１の絶縁膜上に配置されることとなり、下部電極２２と接していない構造となる。
【０１１８】
このため、下部電極へのメタル配線３８を接地し、上部電極２９に接続されたメタル配線３６にプラス電位を与えた場合に、上部電極２９と下部電極２２の間に流れるリーク電流を抑制することが可能になる。
【０１１９】
特に、本実施形態の電子素子においては、側壁デポ膜３１´の成長を抑制することができる。すなわち側壁デポ膜３１´の膜厚をより薄くすることができるため、上部電極と下部電極との間のリーク電流の発生をより抑制することができる。
［第３の実施形態］
本実施形態においては、本発明の電子素子の他の構成例について説明する。
【０１２０】
まず、本実施形態の電子素子について説明する。
【０１２１】
本実施形態の電子素子は、図１４に示す構成を有しており、第２の実施形態で説明した電子素子において、前記上部電極の上面、前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁、および、前記第１の絶縁膜の上面を覆うように第２の絶縁膜が設けられている。そして、前記第２の絶縁膜の周縁が、前記下部電極の周縁および第１の絶縁膜の周縁と一致することを特徴とする。ここで、第２の絶縁膜の材料については特に限定されるものではなく、例えば、第１の絶縁膜と同様の材料により構成することができる。
【０１２２】
その他の構成については第２の実施形態で説明した電子素子と同様の構成とすることができるため、ここでは説明を省略する。
【０１２３】
図９に示す第２の実施形態の構成を有する電子素子において、特に図中に示す距離Ｌ４が短い場合、それぞれの側壁に形成された側壁デポ膜３１´と、側壁デポ膜３３´との間で微小ながらリーク電流が流れる可能性がある。なお、距離Ｌ４とは既述のように、下部電極２２の（外周の）周縁（端部）と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側端部との間の（水平方向）の距離を意味している。
【０１２４】
これに対して、本実施形態の電子素子においては、図１４のように、上部電極の上部、上部電極と前記強誘電薄膜の側壁、および、第１の絶縁膜の上面を覆う様に第２の絶縁膜を設けている。そして、第２の絶縁膜の周縁が、下部電極の周縁および第１の絶縁膜の周縁と一致する。このため、係る第２の絶縁膜３９により、側壁デポ膜３１´と、側壁デポ膜４０との間でリーク電流が流れることをより抑制することが可能になる。
【０１２５】
特に本実施形態の電子素子は、下部電極２２、第１の絶縁膜２３、及び第２の絶縁膜３９の周縁（端部）と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の周縁（下部電極側端部）との間の（水平方向）の距離であるＬ５が短い場合に特に効果を発揮するため好ましい。
【０１２６】
距離Ｌ５の下限値は特に限定されるものではないが、０．５μｍ以上であることが好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ５の距離は一定である必要はない。
【０１２７】
次に、本実施形態の電子素子の製造方法について説明する。
【０１２８】
本実施形態の電子素子の製造方法は、以下の（１）〜（６）の工程をその順に有する製造方法により製造することができる。
（１）基板上に下部電極および第１の絶縁膜をその順に形成する工程。
（２）前記第１の絶縁膜をパターニングする工程。
（３）前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程。
（４）前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程。
（５）前記上部電極の上面、前記上部電極と前記強誘電薄膜の側壁、および、前記第１の絶縁膜の上面を覆うように第２の絶縁膜を形成する工程。
（６）前記第２の絶縁膜、前記第１の絶縁膜および前記下部電極を同時にパターニングする工程。
【０１２９】
図１５（ａ）、（ｂ）を用いて上記製造方法について具体的に説明する。なお、図１０〜図１３に示した部材と同じ部材については同じ番号を付しており、第１、２の実施形態で説明した内容と重複する部分については説明を省略する。
【０１３０】
図１５（ａ）においては、第２の実施形態で説明した図１２（ｇ）に示す工程の後に第２の絶縁膜３９を形成したものである。ここまでの工程は第２の実施形態で説明した手順と同様にして行うことができる。
【０１３１】
第２の絶縁膜３９は、上部電極２９の上面、上部電極２９と強誘電薄膜２８の側壁（側壁デポ３１´が形成されている場合にはその上面）、および、第１の絶縁膜２３の上面を覆う様に形成することができる。
【０１３２】
第２の絶縁膜３９の材料は特に限定されるものではなく、第１の絶縁膜と同様の構成とすることができる。また、膜厚に関しても上部電極、下部電極間に印加される電圧や、第２の絶縁膜を構成する材料等により選択することができるが、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【０１３３】
次いで、図示しないフォトリソグラフィ工程によりマスクを形成し、第２の絶縁膜３９、前記第１の絶縁膜２３および前記下部電極２２を同時にパターニングする。これにより、図１５（ｂ）の構成とする。
【０１３４】
パターニングの方法については特に限定されるものではないが、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１３５】
本実施形態の電子素子は、下部電極２２、第１の絶縁膜２３、及び第２の絶縁膜３９の周縁（端部）と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁との間の（水平方向）の距離であるＬ５が短い場合に特に効果を発揮するため好ましい。このため、上記パターニングを行う際には、上記Ｌ５が短くなるように行うことが好ましい。
【０１３６】
距離Ｌ５の下限値は特に限定されるものではないが、０．５μｍ以上であることが好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ５の距離は一定である必要はない。
【０１３７】
上記の様にパターニングを行った際、側壁デポ膜４０が第２の絶縁膜３９、第１の絶縁膜２３、下部電極２２の側壁に形成される。
【０１３８】
その後は、図示しない層間絶縁膜形成工程および配線形成工程を経て、層間絶縁膜３４、上部電極へのコンタクト３５、上部電極へのメタル配線３６、下部電極へのコンタクト３７、下部電極へのメタル配線３８を形成する。これにより図１４に示した電子素子を製造することができる。
【０１３９】
本実施形態の電子素子においては、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁に付着した側壁デポ膜３１´と、側壁デポ膜４０との間には第２の絶縁膜３９が介在する。また、側壁デポ膜３１´と、側壁デポ膜４０とは、距離Ｌ５だけ離れている。さらに、側壁デポ膜３１´と下部電極との間には第１の絶縁膜２３が配置されている。
【０１４０】
係る構成を有するため、上部電極２９と下部電極２２の間に流れるリーク電流を特に抑制することができる。
［第4の実施形態］
本実施形態においては、本発明の電子素子の他の構成例について説明する。
【０１４１】
まず、本実施形態の電子素子について説明する。
【０１４２】
本実施形態の電子素子は、第１の実施形態で説明した電子素子において、前記第１の絶縁膜の周縁が前記下部電極の周縁よりも外側にあり、前記第１の絶縁膜の少なくとも一部領域が開口していることを特徴とする。
【０１４３】
本実施形態の電子素子について、図１６を用いて説明する。
【０１４４】
本実施形態の電子素子は、図１６に示すように、第１の絶縁膜２３の（外周の）周縁が下部電極２２の周縁よりも外側にある。
【０１４５】
そして、第１の絶縁膜２３の少なくとも一部領域が開口しており、係る開口部において下部電極２２と強誘電薄膜２８とを電気的に接続することができる。
【０１４６】
また、強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁の下部電極側端部は、図１６に示すように、第１の絶縁膜２３上に配置されている。すなわち、強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁の下部電極側端部と、下部電極２２との間には第１の絶縁膜２３が介在している。そして、第１の実施形態で説明したように、強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁に側壁デポ膜３１´が形成された場合でも、側壁デポ膜３１´の下部電極側端部も第１の絶縁膜上に位置するためリーク電流が流れることを抑制できる。
【０１４７】
特に、本実施形態の電子素子においては、上記の様に第１の絶縁膜２３の（外周の）周縁が下部電極２２の周縁よりも外側にあり、下部電極２２の周縁が第１の絶縁膜２３に覆われた形状をしている。このため、下部電極２２の側壁に形成された側壁デポ膜４１と、強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁に形成された側壁デポ膜４４との間でのリーク電流の発生についてもより抑制することができる。
【０１４８】
また、第１の絶縁膜２３に設けられた開口部４２の周縁と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側端部との間の（水平方向の）距離Ｌ６を０．５μｍ以上とすることが好ましく、１．０μｍ以上とすることがより好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ６の距離は一定である必要はない。
【０１４９】
このように構成することにより、側壁デポ膜４３と側壁デポ膜４４との間でリーク電流が流れる可能性をより低減することができるため好ましい。
【０１５０】
その他の構成については、第１の実施形態と同様の構成とすることができるため、ここでは説明を省略する。
【０１５１】
本実施形態の電子素子の製造方法は、以下の（１）〜（５）の工程をその順に有する製造方法により製造することができる。
（１）基板上に下部電極を形成し、パターニングする工程。
（２）前記下部電極及び前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程。
（３）前記第１の絶縁膜をパターニングする工程。
（４）前記下部電極および前記第１の絶縁膜上に強誘電薄膜および上部電極をその順に形成する工程。
（５）前記上部電極及び前記強誘電薄膜の側壁の下部電極側の端部が前記第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする工程。
【０１５２】
係る製造方法について、図１７を用いて説明する。
【０１５３】
まず、基板２１上に下部電極２２を形成後、パターニングを行う。パターニングは例えば、フォトレジスト膜を形成し、これをマスクとして行うことができる。パターニングの方法としては、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１５４】
図１７（ａ）に示すように、基板２１上にパターニングされた下部電極２２が配置され、その周縁には、パターニングの際に生じた側壁デポ膜４１が形成される。
【０１５５】
次いで、図１７（ｂ）に示すように、下部電極２２及び基板２１上に第１の絶縁膜２３を形成する。第１の絶縁膜２３は、第１の実施形態と同様の構成とすることができる。
【０１５６】
そして、図１７（ｃ）に示すように、第１の絶縁膜２３をパターニングする。この際、下部電極２２の第１の絶縁膜２３と対向する面の一部を露出する開口部４２を有する様にパターニングを行うことが好ましい。該開口部４２は図１７（ｃ）に示すように例えば第１の絶縁膜２３の中央部に形成することができる。
【０１５７】
パターニングに当たっては、例えば第１の絶縁膜２３上に予めフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとして行うことができる。パターニングの方法としては、例えばドライエッチングにより行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１５８】
上記第１の絶縁膜２３のパターニングの際に、下部電極の一部がスパッタされ、開口部４２の周縁に側壁デポ膜４３が形成される。
【０１５９】
次いで、第１の実施形態の場合と同様にして、第１の絶縁膜２３及び露出した下部電極２２上に強誘電薄膜２８および上部電極２９を形成する。強誘電薄膜２８は例えば第１の絶縁膜２３に設けた開口部にて下部電極２２と直接接触することができる。
【０１６０】
そして、前記上部電極及び強誘電薄膜の側壁が第１の絶縁膜上に位置する様に前記上部電極および前記強誘電薄膜をパターニングする。これは、例えば第１の実施形態で説明した様に、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジスト膜をマスクとして上部電極２９および強誘電薄膜２８をパターニングすることができる。パターニングの方法については特に限定されるものではないが、例えばドライエッチング法により行うことができる。ドライエッチングの具体的な方法についても特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣＲエッチング法により行うことができる。この場合、例えばエッチングガスとしてＣｌ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いることができる。
【０１６１】
この際、フォトレジスト膜は、上記した第１の絶縁膜に設けられた開口部４２を覆い、フォトレジスト膜の周縁が、第１の絶縁膜上に配置するように、すなわち、フォトレジスト膜と第１の絶縁膜２３とが重なり合うように形成されていることが好ましい。
【０１６２】
上部電極２９および強誘電薄膜２８をパターニングし、フォトレジスト膜を除去した後の構成を図１７（ｄ）に示す。
【０１６３】
上記パターニングを行う際に図１７（ｄ）に示すように、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁に側壁デポ膜４４が形成される。
【０１６４】
しかし、上記パターニングを行う際に、フォトレジスト膜の周縁が、第１の絶縁膜２３と重なり合うように形成することにより、図１７（ｄ）に示すように、上部電極及び強誘電薄膜の側壁の下部電極側端部が第１の絶縁膜上に位置する様に構成することができる。このため、側壁デポ膜４４と下部電極２２とは導通していないため、上部電極２９と下部電極２２との間でのリーク電流の発生を抑制できる。
【０１６５】
また、第１の絶縁膜２３に設けられた開口部４２の周縁と、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁との間の（水平方向の）距離Ｌ６が０．５μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。Ｌ６の距離についてはパターニングに用いるフォトレジスト膜のサイズにより調整することができる。Ｌ６が係る範囲にあることにより、側壁デポ膜４３と側壁デポ膜４４との間でリーク電流が流れる可能性をより低減することができるため好ましい。なお、１つの電子素子内でＬ６の距離は一定である必要はない。
【０１６６】
そして、図示しない層間絶縁膜形成工程および配線形成工程を経て、層間絶縁膜３４、上部電極へのコンタクト３５、上部電極へのメタル配線３６、下部電極へのコンタクト３７、下部電極へのメタル配線３８を形成することにより電子素子を製造することができる。
【０１６７】
このようにして製造された電子素子は、上部電極２９および強誘電薄膜２８の側壁の下部電極側端部が第１の絶縁膜２３上に位置するため、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁は、下部電極２２に接していない構造を有している。そして、上部電極２９及び強誘電薄膜２８の側壁に形成された側壁デポ膜４４についても同様に第１の絶縁膜２３上に位置しており、下部電極２２と導通していない構成とすることができる。このため、上部電極２９と下部電極２２との間でのリーク電流の発生を抑制することができる。
【０１６８】
また、第１の絶縁膜２３の（外周の）周縁が下部電極２２の周縁よりも外側にあり、下部電極２２の周縁が第１の絶縁膜２３に覆われた形状をしている。このため、下部電極２２の側壁に形成された側壁デポ膜４１と、強誘電薄膜２８及び上部電極２９の側壁に形成された側壁デポ膜４４とを介したリーク電流の発生についてもより抑制することができる。
【符号の説明】
【０１６９】
２１  基板
２２  下部電極
２３  第１の絶縁膜
２８  強誘電薄膜
２９  上部電極
３９  第２の絶縁膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７０】
【特許文献１】特開２００９−１４６９３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２３５５６９号公報
【特許文献３】特開２００８−０７８４１７号公報
【特許文献４】特開２００６−２４５４５７号公報
【特許文献５】特開２００６−１００６７２公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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