(57)【要約】【課題】構造が簡単でデータ保持特性に優れた電界効果トランジスタと強誘電体メモリ装置及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】基板１にソース領域２及びドレイン領域３が形成され、このソース領域２とドレイン領域３との間のチャンネル領域４上には強誘電体膜または強誘電体層５が形成される。この時、強誘電体層５は無機物強誘電物質と有機物の混合物で構成される。強誘電体層５は無機物強誘電物質と有機物の混合溶液を生成し、基板上にこの混合溶液を塗布して強誘電体層を形成した後、これを焼成及びエッチングする過程を通じて形成する。【選択図】図２
2010515256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、
前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、
前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、
前記強誘電体層が無機物強誘電物質と有機物の混合物で構成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項２】
前記無機物強誘電物質が酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体、強誘電体半導体やこれら無機物の混合物のうち少なくとも一つ以上含むことを特徴とする請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項３】
前記混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属がさらに混合されていることを特徴とする請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項４】
前記有機物が高分子強誘電体であることを特徴とする請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項５】
前記高分子強誘電体がＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることを特徴とする請求項４に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項６】
半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、
前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、
前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、
前記強誘電体層が無機物強誘電物質の固溶体と有機物の混合物で構成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項７】
前記有機物が強誘電性有機物であることを特徴とする請求項６に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項８】
半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、
前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、
前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、
前記強誘電体層が無機物強誘電物質と有機物の混合物で構成されることを特徴とする強誘電体メモリ装置。
【請求項９】
前記無機物強誘電物質が酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体、強誘電体半導体やこれら無機物の混合物のうち少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項８に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１０】
前記混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属がさらに混合されていることを特徴とする請求項８に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１１】
前記有機物が高分子強誘電体であることを特徴とする請求項８に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１２】
前記高分子強誘電体がポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、該ＰＶＤＦを含む重合体、共重合体、または三元共重合体、奇数のナイロン、シアノ重合体及びこれらの重合体や共重合体のうち少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項１１に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１３】
前記高分子強誘電体がＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることを特徴とする請求項１１に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１４】
半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、
前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、
前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、
前記強誘電体層が無機物強誘電物質の固溶体と有機物の混合物で構成されることを特徴とする強誘電体メモリ装置。
【請求項１５】
前記有機物が強誘電性有機物であることを特徴とする請求項１４に記載の強誘電体メモリ装置。
【請求項１６】
電界効果トランジスタを製造する方法において、
基板にソース領域及びドレイン領域を形成する段階と、
前記ソース領域とドレイン領域との間にチャンネル領域を形成する段階と、
無機物強誘電物質と有機物の混合溶液を作る段階と、
前記混合溶液を前記基板上に塗布して強誘電体層を形成する段階と、
前記強誘電体層を焼成する段階と、
前記強誘電体層をエッチングして前記チャンネル領域に対応する部分を除いた他の部分を除去する段階と、
前記強誘電体層上にゲート層を形成する段階と、を含んで構成されることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記混合溶液がＰＺＴ溶液とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液の混合溶液であることを特徴とする請求項１６に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
強誘電体メモリ装置を製造する方法において、
基板にソース領域及びドレイン領域を形成する段階と、
前記ソース領域とドレイン領域との間にチャンネル領域を形成する段階と、
無機物強誘電物質と有機物の混合溶液を作る段階と、
前記混合溶液を前記基板上に塗布して強誘電体層を形成する段階と、
前記強誘電体層を焼成する段階と、
前記強誘電体層をエッチングして前記チャンネル領域に対応する部分を除いた他の部分を除去する段階と、
前記強誘電体層上にゲート層を形成する段階と、を含んで構成されることを特徴とする強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項１９】
前記無機物強誘電物質が酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体、強誘電体半導体やこれら無機物の混合物のうち少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記無機物強誘電物質がＰＺＴであることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２１】
前記混合溶液にシリサイト、シリケートまたは他の金属がさらに混合されることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記有機物が高分子強誘電体であることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記高分子強誘電体がポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、該ＰＶＤＦを含む重合体、共重合体、または三元共重合体、奇数のナイロン、シアノ重合体及びこれらの重合体や共重合体のうち少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項２２に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２４】
前記高分子強誘電体がＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることを特徴とする請求項２２に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２５】
前記混合溶液がＰＺＴ溶液とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液の混合溶液であることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２６】
前記ＰＺＴ溶液がＰＺＯ溶液とＰＴＯ溶液を混合して生成したことを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２７】
前記ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液がＰＶＤＦ−ＴｒＦＥパウダーをＴＨＦ（Ｃ４Ｈ５Ｏ）、ＭＥＫ（Ｃ４Ｈ８Ｏ）、アセトン（Ｃ３Ｈ６Ｏ）、ＤＭＦ（Ｃ３Ｈ７ＮＯ）、ＤＭＳＯ（Ｃ２Ｈ６ＯＳ）のうち少なくとも一つに溶解させて生成することを特徴とする請求項２５に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２８】
前記強誘電体層がスピンコーティング法を通じて形成されることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項２９】
前記強誘電体層がインクジェット法を通じて形成されることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項３０】
前記強誘電体層がスクリーン印刷法を通じて形成されることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項３１】
前記強誘電体層のエッチングがＢＯＥを通じて行われることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項３２】
前記強誘電体層のエッチングがＢＯＥと金エッチャントを用いる２段階エッチングを通じて行われることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項３３】
前記強誘電体層のエッチングがＲＩＥ法を用いて行われることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【請求項３４】
前記焼成温度が２００℃以下であることを特徴とする請求項１８に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電界効果トランジスタと強誘電体メモリ装置及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、強誘電物質を用いてトランジスタまたはメモリ装置を具現しようとする研究が盛んになってきた。図１は、強誘電体を用いたＭＦＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型メモリ装置の典型的な構造を示す断面図である。
【０００３】
図１において、シリコン基板１の所定領域にはソース及びドレイン領域２、３が形成され、ソース領域２とドレイン領域３との間のチャンネル領域４上には強誘電体膜または強誘電体層５が形成される。この場合、強誘電体層５としては、例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２）などの強誘電特徴を有する無機物が用いられる。そして、ソース領域２及びドレイン領域３と強誘電体層５の上側には、それぞれ金属材質のソース電極６、ドレイン電極７及びゲート電極８が形成される。
【０００４】
このような強誘電体メモリは、ゲート電極８を通じて印加される電圧によって強誘電層５が分極特性を示し、このような分極によってソース領域２とドレイン領域３との間に導電チャンネルが形成され、ソース電極６とドレイン電極７との間に電流が流れる。特に、この構造ではゲート電極８を介して印加される電圧を遮断した場合にも強誘電体層５の分極特性が持続的に維持される。従って、このような構造は別のキャパシタを備えることなく、一つのトランジスタのみで不揮発性メモリが構成できる構造として注目されている。
【０００５】
しかし、前述のような強誘電体メモリは次のような問題点がある。すなわち、シリコン基板１上に無機物よりなる強誘電体層５を形成する場合、例えば５００〜８００℃でＣＶＤやスパッタリング法を用いて生成するが、この時、高温によって強誘電体層５とシリコン基板１との境界面に低品質の遷移層が形成され、強誘電体層５の中のＰｂ、Ｂｉのような元素がシリコン基板１の中に拡散し、高品質の強誘電体層が形成され難くなる。従って、強誘電体層５の分極特性、言い換えれば強誘電体メモリのデータ保持時間が極端に短くなってしまう。
【０００６】
このような問題点に対して、最近、シリコン基板と強誘電体層との間に主に酸化物よりなるバッファ層を形成したＭＦＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造が提案されている。
【０００７】
しかし、ＭＦＩＳ型強誘電体メモリは、まずバッファ層の生成のために追加の製造工程を必要とし、また、データ保持特性が低く、現在実験によって作られた優れた結果物の場合でも、データ保持時間が３０日を越えない実情にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は構造が簡単でデータ保持特性に優れた電界効果トランジスタと強誘電体メモリ装置及びこれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明による電界効果トランジスタは、半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、前記強誘電体層が無機物強誘電物質と有機物の混合物で構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による電界効果トランジスタは、半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、前記強誘電体層が無機物強誘電物質の固溶体と有機物の混合物で構成されることを特徴とする。
【００１１】
前記混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属が追加に混合されていることが好ましい。
【００１２】
前記有機物は、高分子強誘電体であることが好ましい。
【００１３】
前記高分子強誘電体は、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることが好ましい。
【００１４】
本発明による強誘電体メモリ装置は、半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、前記ソース領域及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、前記強誘電体層が無機物強誘電物質と有機物の混合物で構成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による強誘電体メモリ装置は、半導体基板の一定領域に形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソースとドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域と、前記半導体基板のチャンネル領域上に形成された強誘電体層と、前記ソース及びドレイン領域と強誘電体層上に形成された電極層と、を備えて構成され、前記強誘電体層が無機物強誘電物質の固溶体と有機物の混合物で構成されることを特徴とする。
【００１６】
前記無機物強誘電物質は、酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体、強誘電体半導体やこれら無機物の混合物のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。
【００１７】
前記混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属が追加され混合されていることが好ましい。
【００１８】
前記有機物は、高分子強誘電体であることが好ましい。
【００１９】
前記高分子強誘電体は、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、該ＰＶＤＦを含む重合体、共重合体、または三元共重合体、奇数のナイロン、シアノ重合体及びこれらの重合体や共重合体のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。
【００２０】
前記高分子強誘電体は、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることが好ましい。
【００２１】
本発明による電界効果トランジスタの製造方法は、電界効果トランジスタを製造する方法において、基板にソース領域及びドレイン領域を形成する段階と、前記ソース領域とドレイン領域との間にチャンネル領域を形成する段階と、無機物強誘電物質と有機物の混合溶液を作る段階と、前記混合溶液を前記基板上に塗布して強誘電体層を形成する段階と、前記強誘電体層を焼成する段階と、前記強誘電体層をエッチングして前記チャンネル領域に対応する部分を除いた他の部分を除去する段階と、前記強誘電体層上にゲート層を形成する段階と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２２】
前記混合溶液は、ＰＺＴ溶液とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液の混合溶液であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明による強誘電体メモリ装置の製造方法は、強誘電体メモリ装置を製造する方法において、基板にソース領域及びドレイン領域を形成する段階と、前記ソース領域とドレイン領域との間にチャンネル領域を形成する段階と、無機物強誘電物質と有機物の混合溶液を作る段階と、前記混合溶液を前記基板上に塗布して強誘電体層を形成する段階と、前記強誘電体層を焼成する段階と、前記強誘電体層をエッチングして前記チャンネル領域に対応する部分を除いた他の部分を除去する段階と、前記強誘電体層上にゲート層を形成する段階と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２４】
前記無機物強誘電物質は、酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体、強誘電体半導体やこれらの無機物の混合物のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。
【００２５】
前記無機物強誘電物質は、ＰＺＴであることが好ましい。
【００２６】
前記混合溶液にシリサイト、シリケートまたは他の金属がさらに混合されることが好ましい。
【００２７】
前記有機物は、高分子強誘電体であることが好ましい。
【００２８】
前記高分子強誘電体は、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、このＰＶＤＦを含む重合体、共重合体、または三元共重合体、奇数のナイロン、シアノ重合体及びこれらの重合体または共重合体のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。
【００２９】
前記高分子強誘電体は、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥであることが好ましい。
【００３０】
前記混合溶液は、ＰＺＴ溶液とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液との混合溶液であることが好ましい。
【００３１】
前記ＰＺＴ溶液は、ＰＺＯ溶液とＰＴＯ溶液とを混合して生成することが好ましい。
【００３２】
前記ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液は、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥパウダーをＴＨＦ（Ｃ４Ｈ５Ｏ）、ＭＥＫ（Ｃ４Ｈ８Ｏ）、アセトン（Ｃ３Ｈ６Ｏ）、ＤＭＦ（Ｃ３Ｈ７ＮＯ）、ＤＭＳＯ（Ｃ２Ｈ６ＯＳ）のうち少なくとも一つに溶解させて生成することが好ましい。
【００３３】
前記強誘電体層は、スピンコーティング法を通じて形成されることが好ましい。
【００３４】
前記強誘電体層は、インクジェット法を通じて形成されることが好ましい。
【００３５】
前記強誘電体層は、スクリーン印刷法を通じて形成されることが好ましい。
【００３６】
前記強誘電体層のエッチングは、ＢＯＥを通じて行われることが好ましい。
【００３７】
前記強誘電体層のエッチングは、ＢＯＥと金エッチャントを用いる２段階エッチングを通じて行われることが好ましい。
【００３８】
前記強誘電体層のエッチングは、ＲＩＥ法を用いて行われることが好ましい。
【００３９】
前記焼成温度は、２００℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明したように、本発明によれば、強誘電特性を備えると共に２００℃以下の低温で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】典型的なＭＦＳ型強誘電体メモリ装置を示した断面図である。
【図２】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図３】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図４】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図５】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図６】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図７】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図８】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図９】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図１０】本発明に適用される強誘電物質の電圧と容量の特性グラフである。
【図１１】本発明に係る強誘電物質で形成した強誘電体層の経時的な容量値変動特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００４３】
はじめに本発明の基本概念を説明する。現在、強誘電特性を示す物質としては多様なものが知られている。これら物質としては、無機物と有機物とに大別される。無機物強誘電体としては酸化物強誘電体、ＢＭＦ（ＢａＭｇＦ４）などのフッ化物強誘電体、強誘電体半導体などがあり、有機物強誘電体としては高分子強誘電体がある。
【００４４】
酸化物強誘電体には、例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３）、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３などのぺロブスカイト（Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）強誘電体、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３などのシュードイルメナイト（Ｐｓｅｕｄｏ−ｉｌｍｅｎｉｔｅ）強誘電体、ＰｂＮｂ３Ｏ６、Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５などのタングステン−青銅（ＴＢ）強誘電体、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２）、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などのビスマス層構造の強誘電体及びＬａ２Ｔｉ２Ｏ７などのパイロクロア（Ｐｙｒｏｃｈｌｏｒｅ）強誘電体とこれら強誘電体の固溶体をはじめ、Ｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素（Ｒ）を含むＲＭｎＯ３とＰＧＯ（Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１）、ＢＦＯ（ＢｉＦｅＯ３）などがある。
【００４５】
強誘電体半導体には、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＭｎＳ、ＣｄＦｅＳ、ＣｄＭｎＳｅ及びＣｄＦｅＳｅなどの２−６族化合物がある。
【００４６】
高分子強誘電体には、例えばポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）や、このＰＶＤＦを含む重合体、共重合体または三元共重合体が含まれ、その他奇数のナイロン、シアノ重合体及びこれらの重合体や共重合体などが含まれる。
【００４７】
一般に、酸化物強誘電体、フッ化物強誘電体及び強誘電体半導体などの無機物強誘電体は有機物強誘電体に比べて誘電率が極めて高い。従って、現在一般的に提案されている強誘電性電界効果トランジスタや強誘電体メモリの場合は強誘電層の材料として無機物強誘電体を採用している。しかし、前述した無機物強誘電体の場合、これを基板上に形成する際、例えば５００℃以上の高温処理が求められる。高温処理を通じてシリコン基板上に無機物強誘電体層を形成する場合、高温によって強誘電体層とシリコン基板との境界面に低品質の遷移層が形成され、強誘電物質のＰｂ、Ｂｉのような元素がシリコン基板に拡散されることによって強誘電体メモリのデータ保持時間が極めて短くなるとの問題がある。
【００４８】
本発明者の研究によれば、無機物強誘電物質の場合は誘電率が高い一方、その形成温度が高く形成される。また、有機物強誘電物質を含む有機物の場合は誘電率が低い一方、その形成温度が極めて低い。従って、無機物強誘電物質と有機物または有機物強誘電物質を混合すると、一定以上の誘電率を有しながら形成温度が極めて低い強誘電物質が得られる。
【００４９】
ここで、無機物強誘電物質と有機物または有機物強誘電物質を混合する方法としては、次のような方法を使用することができる。
（１）無機物パウダーと有機物パウダーを混合した後、これを溶媒に溶かして混合溶液を生成
（２）無機物溶液に有機物パウダーを溶解させて混合溶液を生成
（３）有機物溶液に無機物パウダーを溶解させて混合溶液を生成
（４）無機物溶液に有機物溶液を混合して混合溶液を生成
【００５０】
また、無機物強誘電物質と有機物を混合する方式においても次のような方式を採用することが可能である。
（１）強誘電無機物と有機物を混合
（２）強誘電無機物と強誘電有機物を混合
（３）強誘電無機物の固溶体と有機物を混合
（４）強誘電無機物の固溶体と強誘電有機物を混合
（５）第１ないし第４方式による混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属を混合
【００５１】
もちろん、ここで前記無機物と有機物の混合方法及び方式は特定なものに限定されず、無機物と有機物を適宜に混合できるいずれの任意の方法を採用することができる。
【００５２】
また、強誘電無機物と混合される有機物としては、一般のモノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）、オリゴマ（ｏｌｉｇｏｍｅｒ）、ポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）、コポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、好ましくは誘電率の高い有機物材料が使用可能である。これら材料としては、例えばＰＶＰ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＶＣ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＥ（ｐｏｌｙｅｈｙｌｅｎｅ）、ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）、ナイロン６６（ｐｏｌｙｈｅｚａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ａｄｉｐａｍｉｄｅ）及びＰＥＫＫ（ｐｏｌｙｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅｋｅｔｏｎｅ）などがある。
【００５３】
また、前記有機物としては、フッ化パラ−キシレン（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｐａｒａ−ｘｙｌｅｎｅ）、フルオロポリアリルエーテル（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙａｒｙｌｅｔｈｅｒ）、フッ化ポリイミド（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリ（α−メチルスチレン）（ｐｏｌｙ（α−ｍｅｔｈｙｌ  ｓｔｙｒｅｎｅ））、ポリ（α−ビニルナフタレン）（ｐｏｌｙ（α−ｖｉｎｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ））、ポリ（ビニルトルエン）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｔｏｌｕｅｎｅ））、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、シス−ポリブタジエン（ｃｉｓ−ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ｐｏｌｙ（４−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｅｎｔｅｎｅ））、ポリ（テトラフルオロエチレン）（ｐｏｌｙ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ））、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）（ｐｏｌｙ（ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリ（２−メチル−１，３−ブタジエン）（ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｙｌ−１，３−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ））、ポリ（ｐ−キシリレン）（ｐｏｌｙ（ｐ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ））、ポリ（α−α−α’−α’−テトラフルオロ−ｐ−キシリレン）（ｐｏｌｙ（α−α−α’−α’−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−ｐ−ｘｙｌｙｌｅｎｅ））、ポリ［１，１−（２−メチルプロパン）ビス（４−フェニル）カーボネート］（ｐｏｌｙ［１，１−（２−ｍｅｔｈｙｌ  ｐｒｏｐａｎｅ）ｂｉｓ（４−ｐｈｅｎｙｌ）ｃａｒｂｏｎａｔｅ］）、ポリ（シクロヘキシルメタクリレート）（ｐｏｌｙ（ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（クロロスチレン）（ｐｏｌｙ（ｃｈｌｏｒｏｓｔｙｒｅｎｅ））、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）（ｐｏｌｙ（２，６−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ）），  ポリイソブチレン（ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリ（ビニルシクロへキサン）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ））、ポリ（アリレンエーテル）（ｐｏｌｙ（ａｒｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ））及びポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）などの非極性有機物や、ポリ（エチレン／テトラフルオロエチレン）（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ））、ポリ（エチレン／クロロトリフルオロエチレン）（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ））、フッ化エチレン／プロピレンコポリマー（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリスチレン−コ−α−メチルスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ−ｃｏ−α−ｍｅｔｈｙｌ  ｓｔｙｒｅｎｅ）、エチレン／エチルアクリレートコポリマー（ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｅｔｈｙｌ  ａｃｒｙｌａｔｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリ（スチレン／１０％ブタジエン）（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ／１０％ｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリ（スチレン／１５％ブタジエン）（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ／１５％ｂｕｔａｄｉｅ���ｅ），  ポリ（スチレン／２，４−ジメチルスチレン）（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ／２，４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）、Ｃｙｔｏｐ、Ｔｅｆｌｏｎ  ＡＦ、ポリプロピレン−コ−１−ブテン  （ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−ｃｏ−１−ｂｕｔｅｎｅ）などの低誘電率コポリマーなどが使用可能である。
【００５４】
そして、その他ポリアセン（ｐｏｌｙａｃｅｎｅ）、ポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ））、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）のような共役炭化水素ポリマー、及びそのような共役炭化水素のオリゴマ；アントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、クリセン（ｃｈｒｙｓｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、ピレン（ｐｙｒｅｎｅ）、ぺリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、コロネン（ｃｏｒｏｎｅｎｅ）のような縮合芳香族炭化水素（ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ）；ｐ−クォータフェニル（ｐ−ｑｕａｔｅｒｐｈｅｎｙｌ）（ｐ−４Ｐ）、ｐ−クインクェフェニル（ｐ−ｑｕｉｎｑｕｅｐｈｅｎｙｌ）（ｐ−５Ｐ）、ｐ−セクシフェニル（ｐ−ｓｅｘｉｐｈｅｎｙｌ）（ｐ−６Ｐ）のようなオリゴマ性パラ置換フェニレン（ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｃ  ｐａｒａ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓ）；ポリ（３−置換チオフェン）（ｐｏｌｙ（３−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ポリ（３，４−置換チオフェン）（ｐｏｌｙ（３，４−ｂｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ポリベンゾチオフェン（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ポリイソチアナフテン（ｐｏｌｙｉｓｏｔｈｉａｎａｐｈｔｈｅｎｅ）、ポリ（Ｎ−置換ピロル）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｐｙｒｒｏｌｅ））、ポリ（３−置換ピロル）（ｐｏｌｙ（３−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｐｙｒｒｏｌｅ））、ポリ（３，４−二置換ピロル）（ｐｏｌｙ（３，４−ｂｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｐｙｒｒｏｌｅ））、ポリフラン（ｐｏｌｙｆｕｒａｎ）、ポリピリジン（ｐｏｌｙｐｙｒｉｄｉｎｅ）、ポリ−１，３，４−オキサジアゾル（ｐｏｌｙ−１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅｓ）、ポリイソチアナフテン（ｐｏｌｙｉｓｏｔｈｉａｎａｐｈｔｈｅｎｅ）、ポリ（Ｎ−置換アニリン）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ａｎｉｌｉｎｅ））、ポリ（２−置換アニリン）（ｐｏｌｙ（２−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ａｎｉｌｉｎｅ））、ポリ（３−置換アニリン）（ｐｏｌｙ（３−ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ａｎｉｌｉｎｅ））、ポリ（２，３−置換アニリン）（ｐｏｌｙ（２，３−ｂｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ａｎｉｌｉｎｅ））、ポリアズレン（ｐｏｌｙａｚｕｌｅｎｅ）、ポリピレン（ｐｏｌｙｐｙｒｅｎｅ）のような共役へテロ環状ポリマー、ピラゾリン化合物（ｐｙｒａｚｏｌｉｎｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）、ポリセレノフェン（ｐｏｌｙｓｅｌｅｎｏｐｈｅｎｅ）；ポリベンゾフラン（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）；ポリインドル（ｐｏｌｙｉｎｄｏｌｅ）；ポリピリダジン（ｐｏｌｙｐｙｒｉｄａｚｉｎｅ）；ベンジジン化合物（ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）；スチルベン化合物  （ｓｔｉｌｂｅｎｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）；  トリアジン（ｔｒｉａｚｉｎｅｓ）；置換されたメタロ−またはメタル−フリーポルフィン（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｍｅｔａｌｌｏ−  ｏｒ  ｍｅｔａｌ−ｆｒｅｅ  ｐｏｒｐｈｉｎｅｓ）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ）、フルオロフタロシアニン（ｆｌｕｏｒｏｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ）、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ）またはフルオロナフタロシアニン（ｆｌｕｏｒｏｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ）；Ｃ６０及びＣ７０フレレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換されたジアルキル、ジアリルまたは置換されたジアリル−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボキシリックジイミド（Ｎ，Ｎ’−ｄｉａｌｋｙｌ，  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｌｋｙｌ，  ｄｉａｒｙｌ  ｏｒ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｒｙｌ−１，４，５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉｉｍｉｄｅ）及びフッ化誘導体；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換Ｓされたジアルキル、ジアリルまたは置換されたジアリル３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックジイミド（Ｎ，Ｎ’−ｄｉａｌｋｙｌ，  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｌｋｙｌ，  ｄｉａｒｙｌ  ｏｒ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｒｙｌ  ３，４，９，１０−ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉｉｍｉｄｅ）；バソフェナントロリン（ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）；ジフェノキノン（ｄｉｐｈｅｎｏｑｕｉｎｏｎｅｓ）；１，３，４−オキサジアゾル（１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅｓ）；１１，１１，１２，１２−テトラシアノナフト−２，６−キノジメタン（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｎａｐｔｈｏ−２，６−ｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）；α，α’−ビス（ジチエノ［３，２−ｂ２’，３’−ｄ］チオフェン）  （α，α’−ｂｉｓ（ｄｉｔｈｉｅｎｏ［３，２−ｂ２’，３’−ｄ］ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））；２，８−ジアルキル、置換されたジアルキル、ジアリルまたは置換されたジアリルアントラジチオフェン  （２，８−ｄｉａｌｋｙｌ，  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｌｋｙｌ，  ｄｉａｒｙｌ  ｏｒ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｄｉａｒｙｌ  ａｎｔｈｒａｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）；２，２’−ビベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（２，２’−ｂｉｂｅｎｚｏ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）などの有機セミ−伝導性（ｓｅｍｉ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）材料やこれらの化合物、オリゴマ及び化合物誘導体などが使用可能である。
【００５５】
前述の方式において、無機物と有機物の混合比は必要に応じて適宜に設定することができる。強誘電無機物の混合比が高くなると、混合物の誘電率が高くなり、形成温度も高くなる。強誘電無機物の混合比が低くなると、混合物の誘電率が低くなり、形成温度も低くなる。
【００５６】
本発明に係る強誘電物質は次のような特性を有する。
（１）無機物と有機物の混合溶液を用いて強誘電体層を形成するので、インクジェット、スピンコーティング法またはスクリーン印刷などを用いて容易に強誘電体層を形成できる。
（２）強誘電体層の形成温度が約２００℃以下に下がるのでシリコン基板上にデータ保持特性に優れた強誘電体層を形成できる。
（３）強誘電体層の形成温度が下がるので、電界効果トランジスタや強誘電体メモリを既存のシリコン基板に代わって有機物や紙などの基板上に形成できる。
【００５７】
図２〜図１０は、本発明に係る強誘電物質のうち無機物強誘電物質と有機物強誘電物質、例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３）とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥを一定比率で混合して強誘電体層を形成した後、その分極特性を測定したグラフである。
【００５８】
ここで、強誘電体層はＰＺＴ溶液とＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液を一定した比率で混合して混合溶液を生成し、この混合溶液をシリコンウェーハ上にスピンコーティング法を用いて塗布した後、シリコンウェーハをホットプレート上で一定時間１５０℃〜２００℃程度で加熱して形成した。また、ＰＺＴ溶液は、例えば２−メトキシエタノール（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｏｌ）溶液と酢酸鉛トリヒドレート（ｌｅａｄ  ａｃｅｔａｔｅ  ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ）溶液の混合溶液にジルコニウムプロポキシド（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）溶液を混合してＰＺＯ溶液を生成し、２−メトキシエタノール溶液と酢酸鉛トリヒドレート溶液の混合溶液にチタニウムイソプロポキシド（ｔｉｔａｎｉｕｍ  ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）溶液を混合してＰＴＯ溶液を生成した後、ＰＺＯ溶液とＰＴＯ溶液を混合して生成した。さらに、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ溶液は、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥパウダーを、例えばＴＨＦ（Ｃ４Ｈ５Ｏ）、ＭＥＫ（Ｃ４Ｈ８Ｏ）、アセトン（Ｃ３Ｈ６Ｏ）、ＤＭＦ（Ｃ３Ｈ７ＮＯ）、ＤＭＳＯ（Ｃ２Ｈ６ＯＳ）  などの溶媒に溶解させて生成した。
【００５９】
図２〜図１０において、図２〜図４はＰＺＴとＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を１：１、図５、図６はＰＺＴとＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を２：１、図７、図８はＰＺＴとＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を３：１にし、図９はＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を１：２、図１０はＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を１：３にした場合の分極特性である。
【００６０】
図２、図５及び図７は、強誘電体層の膜厚さを５０ｎｍ、図３、図６、図８、図９及び図１０は、強誘電体層の膜厚さを７５ｎｍ、図４は強誘電体層の膜厚を１００ｎｍにした場合を示す。また、図２〜図１０において、Ａで表記した特性グラフは、強誘電体層の形成温度を１９０℃に、Ｂで表記したものは強誘電体層の形成温度を１７０℃に、Ｃで表記したものは強誘電体層の形成温度を１５０℃にした場合を示す。
【００６１】
図２〜図１０に示すように、ＰＺＴとＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を１：１にした場合、ＰＺＴに対してＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比をさらに大きくした場合は１５０〜１９０℃の温度で殆ど良好な分極特性を示し、ＰＺＴの混合比が高いほどさらに高い温度で良好な分極特性を示す。強誘電体層の膜厚を厚くするほど分極値、すなわち容量値は低くなり、メモリウィンドウのサイズが大きくなる。注目すべき点は、ＰＺＴとＰＶＤＦ−ＴｒＦＥの混合比を変更した場合、またはその形成温度を２００℃以下の温度に設定する場合も極めて良好なヒステリシス特性を示すことである。
【００６２】
従来の無機物強誘電物質の場合はその形成温度が高いことから、これをシリコン基板上に形成する際色々の問題点が発生する。一方、本発明に係る無機物強誘電物質と有機物の混合物質の場合は２００℃以下の低温で形成でき、さらに−５〜５Ｖの電圧で良好なヒステリシス特性を示す。これは、本発明に係る強誘電物質が強誘電性電界効果トランジスタや強誘電体メモリの材料として有用に使用できることを意味する。
【００６３】
図１に戻って、本発明に係る強誘電物質を用いて、図１に示すようなＭＦＳ型電界効果トランジスタ、または強誘電体メモリを生成する場合、まず従来と同様な方法を通じてシリコン基板１の所定領域にソース領域２及びドレイン領域３とチャンネル領域４を形成する。次に、スピンコーティングやインクジェット印刷、またはスクリーン印刷を通じて、この構造体上に本発明に係る強誘電物質溶液を全体的に塗布し、これを例えば２００℃以下の温度で焼成して強誘電体層を形成する。この時、強誘電物質としては、前述のような強誘電無機物と有機物の混合物質、強誘電無機物と強誘電有機物の混合物質、強誘電無機物の固溶体と有機物の混合物質、強誘電無機物の固溶体と強誘電有機物の混合物質、及びこれら混合物にシリサイト、シリケートまたは他の金属を混合した物質を使う。
【００６４】
次いで、ＢＯＥ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）またはＢＯＥと金エッチャント（Ｇｏｌｄ  ｅｔｃｈａｎｔ）を用いる２段階エッチングまたはＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いて、チャンネル領域４を除いた他の部分の強誘電体層を除去することによって強誘電体層５を形成する。通常のものと同じく、ソース領域２及びドレイン領域３と強誘電体層５の上側にはそれぞれ金属材質のソース電極６、ドレイン電極７及びゲート電極８を形成する。
【００６５】
本発明に係る電界効果トランジスタ及び強誘電体メモリにおいては、強誘電体層５が２００℃以下の低温で形成される。従って、シリコン基板上に強誘電体層を形成するにおいて、高温によって強誘電体層とシリコン基板との境界面に低品質の遷移層が形成され、強誘電物質のＰｂ、Ｂｉのような元素がシリコン基板に拡散される問題点が解決される。すなわち、シリコン基板上に良質の強誘電体層を形成できる。そして、これにより強誘電体メモリのデータ保持時間を大幅に向上させることができる。
【００６６】
図１１は、本発明に係る強誘電物質で形成した強誘電層の経時的な容量値変動特性を示した特性グラフである。同図によれば、本発明に係る強誘電物質は経時的にその容量値に変動が発生せず、持続的に一定した特性を示す。すなわち不揮発性メモリ材質として極めて有用に使用可能である。
【００６７】
この実施形態は、本発明の一例であり、これに制限されるものではない。本発明は、多様に変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は良好な強誘電特性を有すると共に、２００℃以下の低温で形成可能な電界効果トランジスタ及び強誘電体メモリ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１    シリコン基板
２    ソース領域
３    ドレイン領域
４    チャンネル領域
５    強誘電体層
６    ソース電極
７    ドレイン電極
８    ゲート電極
0
【図１】
2010515256.tif 000003
【図２】
2010515256.tif 000004
【図３】
2010515256.tif 000005
【図４】
2010515256.tif 000006
【図５】
2010515256.tif 000007
【図６】
2010515256.tif 000008
【図７】
2010515256.tif 000009
【図８】
2010515256.tif 000010
【図９】
2010515256.tif 000011
【図１０】
2010515256.tif 000012
【図１１】
2010515256.tif 000013
【国際調査報告】
2010515256.tif 000014
2010515256.tif 000015