(57)【要約】【課題】  良好な分極疲労特性を維持した多値メモリ、温度係数の緩やかな分極特性や容量特性を使用したメモリを実現する。【解決手段】  容量膜として式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を有するキャパシタである。ここで、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から選択されるＡサイト原子を表し、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から選択されるＢサイト原子を表し、式Ｍｅ2Ｏ3のＭｅはＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から選択される中間層酸化物の原子を表す。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含むことを特徴とする層状反強誘電体。
【請求項２】
前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＡサイト原子を表し、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＢサイト原子を表し、前記式Ｍｅ2Ｏ3のＭｅはＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表すことを特徴とする請求項１記載の層状反強誘電体。
【請求項３】
前記Ａサイト原子を構成する金属群Ａ1、Ａ2、・・・、Ａm（１≦ｍ≦８）のイオン価数の平均価数ｉAは、
ｉA＝（Ａ1＋Ａ2＋・・・＋Ａm）／ｍ
であり、
前記Ｂサイト原子を構成する金属群Ｂ1、Ｂ2、・・・、Ｂn（１≦ｎ≦７）のイオン価数の平均価数ｉBは、
ｉB＝（Ｂ1＋Ｂ2＋・・・＋Ｂn）／ｎ
であり、
前記ｉAとｉBとの組み合わせ（ｉA，ｉB）は、（０．９≦ｉA≦１．１，５．４≦ｉB≦６．６）、（１．８≦ｉA≦２．２，４．５≦ｉB≦５．５）または（２．７≦ｉA≦３．３，３．６≦ｉB≦４．４）のうちいずれか１つであること特徴とする請求項２記載の層状反強誘電体。
【請求項４】
前記Ａサイト原子と、前記Ｂサイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡxＢｉyＢ2Ｏ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）で表されることを特徴とする請求項２記載の層状反強誘電体。
【請求項５】
式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、前記パイロクロア型酸化物および前記式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成することを特徴とする層状反強誘電体の製造方法。
【請求項６】
前記有機金属材料として、金属アルコキシドと金属カーボキシレートのうち少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項５記載の層状反強誘電体の製造方法。
【請求項７】
前記各有機金属材料を有機溶媒中にそれぞれ溶解することにより、液化して供給することを特徴とする請求項６記載の層状反強誘電体の製造方法。
【請求項８】
前記各有機金属材料を有機溶媒中にそれぞれ溶解したのち、それを気化して供給することを特徴とする請求項６記載の層状反強誘電体の製造方法。
【請求項９】
下部電極と、前記下部電極上に配置された容量膜と、前記容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタであって、
前記容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体であることを特徴とするキャパシタ。
【請求項１０】
前記容量膜の膜厚が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９記載のキャパシタ。
【請求項１１】
下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に容量膜を形成する工程と、前記容量膜上に上部電極を形成する工程とを含むキャパシタの製造方法であって、
前記容量膜を形成する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、前記容量膜として前記パイロクロア型酸化物および前記式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程とを含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
【請求項１２】
前記層状反強誘電体を形成する工程が、前記各有機金属原料を供給して非結晶物を形成したのち、前記非結晶物の上に上部電極を形成してから、酸化性雰囲気中において加熱することにより前記非結晶物を結晶化させ、前記パイロクロア型酸化物および前記式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１記載のキャパシタの製造方法。
【請求項１３】
下部電極と、前記下部電極上に配置された容量膜と、前記容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタを有するメモリであって、
前記容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体であることを特徴とするメモリ。
【請求項１４】
キャパシタの下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に前記キャパシタの容量膜を形成する工程と、前記容量膜上に前記キャパシタの上部電極を形成する工程とを含むメモリの製造方法であって、
前記キャパシタの容量膜を形成する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、前記容量膜として前記パイロクロア型酸化物および前記式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体からなるキャパシタを形成する工程とを含むことを特徴とするメモリの製造方法。
【請求項１５】
下部電極と、前記下部電極上に配置された容量膜と、前記容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタであって、
前記容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物とを含む層状強誘電体の混合物であることを特徴とするキャパシタ。
【請求項１６】
前記容量膜の比誘電率の温度変化が０．１％／℃以下であることを特徴とする請求項１５記載のキャパシタ。
【請求項１７】
前記容量膜の自発分極の温度変化が０．１％／℃以下であることを特徴とする請求項１５記載のキャパシタ。
【請求項１８】
前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡと前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＡ'は、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択されるＡサイト原子とＡ'サイト原子を表し、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢと前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択されるＢサイト原子とＢ'サイト原子を表し、前記式Ｍｅ2Ｏ3のＭｅと前記式Ｍｅ'2Ｏ3のＭｅ'は、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表すことを特徴とする請求項１５記載のキャパシタ。
【請求項１９】
前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡの前記Ａサイト原子と前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＡ'の前記Ａ'サイト原子を構成する金属群Ａ1、Ａ2、・・・、Ａm（１≦ｍ≦８）のイオン価数の平均価数ｉAは、
ｉA＝（Ａ1＋Ａ2＋・・・＋Ａm）／ｍ
であり、
前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢの前記Ｂサイト原子と前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'の前記Ｂ'サイト原子を構成する金属群Ｂ1、Ｂ2、・・・、Ｂn（１≦ｎ≦７）のイオン価数の平均価数ｉBは、
ｉB＝（Ｂ1＋Ｂ2＋・・・＋Ｂn）／ｎ
であり、
前記ｉAとｉBとの組み合わせ（ｉA，ｉB）は、（０．９≦ｉA≦１．１，５．４≦ｉB≦６．６）、（１．８≦ｉA≦２．２，４．５≦ｉB≦５．５）または（２．７≦ｉA≦３．３，３．６≦ｉB≦４．４）のうちいずれか１つであること特徴とする請求項１８記載のキャパシタ。
【請求項２０】
前記層状反強誘電体は、前記Ａサイト原子と、前記Ｂサイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡxＢｉyＢ2Ｏ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）で表され、前記層状強誘電体は、前記式Ａ'サイト原子と、前記Ｂ'サイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡ'x'Ｂｉy'Ｂ'2Ｏ9±d'  （但し、０．６≦ｘ'≦１．２、１．７≦ｙ'≦２．５、０≦ｄ'≦１）で表されることを特徴とする請求項１８記載のキャパシタ。
【請求項２１】
下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に容量膜を形成する工程と、前記容量膜上に上部電極を形成する工程とを含むキャパシタの製造方法であって、
前記容量膜を形成する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と、
式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物のＡ'で表されるＡ'サイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'で表されるＢ'サイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物のＭｅ'で表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程と、
前記層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成する工程とを含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
【請求項２２】
前記第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と前記第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程の後に、さらに熱処理する工程を含むことにより、前記層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成することを特徴とする請求項２１記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２３】
前記第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と前記第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程とを同時に行うことにより、前記層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成することを特徴とする請求項２１記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２４】
前記第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程は、前記各有機金属原料を供給して非結晶物を形成したのち、前記非結晶物の上に上部電極を形成してから、酸化性雰囲気中において加熱することにより前記非結晶物を結晶化させ、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体とを形成する工程を含むことを特徴とする請求項２１記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２５】
前記有機金属材料として、金属アルコキシドと金属カーボキシレートのうち少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項２１記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２６】
前記各有機金属材料を有機溶媒中にそれぞれ溶解することにより、液化して供給することを特徴とする請求項２５記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２７】
前記各有機金属材料を有機溶媒中にそれぞれ溶解したのち、それを気化して供給することを特徴とする請求項２５記載のキャパシタの製造方法。
【請求項２８】
下部電極と、前記下部電極上に配置された容量膜と、前記容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタを有するメモリであって、
前記容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体の混合物であることを特徴とするメモリ。
【請求項２９】
前記キャパシタの容量膜の比誘電率の温度変化が０．１％／℃以下であることを特徴とする請求項２８記載のメモリ。
【請求項３０】
前記キャパシタの容量膜の自発分極の温度変化が０．１％／℃以下であることを特徴とする請求項２８記載のメモリ。
【請求項３１】
下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に容量膜を形成する工程と、前記容量膜上に上部電極を形成する工程とからなるキャパシタを有するメモリの製造方法であって、
式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と、
式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物のＡ'で表されるＡ'サイト原子を含む有機金属原料と、前記式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'で表されるＢ'サイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物のＭｅ'で表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程と、
前記層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成する工程を含むことを特徴とするメモリの製造方法。
【請求項３２】
前記第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と前記第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程の後にさらに熱処理する工程を含むことにより、前記層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成することを特徴とする請求項３１記載のメモリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層状反強誘電体、キャパシタとメモリ及びそれらの製造方法に関するものである。特に、層状反強誘電体を使用するメモリの構成、特に１つのメモリセルに２値以上の情報を記憶する多値メモリに関する。また、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合物や固溶物を使用するメモリの構成、特に温度係数の緩やかなメモリセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
強誘電体を使用したメモリの開発は、プレーナ型構造を使用した１〜６４ｋｂｉｔの小容量のものが量産され始め、最近ではスタック型構造を使用した２５６ｋｂｉｔ〜４Ｍｂｉｔの大容量のものが開発の中心となってきている。このスタック型の強誘電体メモリを実現するためには、集積度の大幅な向上、即ち微細化が不可欠であるが、動作温度環境変化により、強誘電体特性が変動し、読み出し／書き込み（Ｒ／Ｗ）動作マージンを確保することが重要となる。
【０００３】
従来のメモリでは、例えば反強誘電体を使用した多値メモリセルを開示し、キャパシタの占有面積を増大させることなく、１メモリセルあたりの多値情報を記憶可能な方法として、ジルコン酸鉛（ＰＺＯ）やイットリウムを混ぜたジルコン酸スズ酸チタン酸鉛（ＰＺＳＴ）を反強誘電体材料に使用した不揮発メモリ（例えば特許文献１参照）や反強誘電体材料は明確に規定していないが揮発性メモリ（例えば特許文献２参照）を開示している。
【０００４】
また例えばチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）やチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の組成を変えて、キュリー温度（Ｔｃ）の異なる強誘電体組成を混合したり（例えば特許文献３参照）、層状強誘電体の１つであるＳＢＴにＴｉを添加して（例えば特許文献４参照）比誘電率や分極量の温度係数の平坦性を向上させている。
【特許文献１】特開２００１−２２２８８４号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３０９０号公報
【特許文献３】特開２００１−３３２１２５号公報
【特許文献４】特開平１１−２０４７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先に示した反強誘電体をメモリセルに使用した従来例は、本質的に記憶容量を増大させることができる優れた方法であるが、反強誘電体材料であるＰＺＯやＰＺＳＴはメモリ動作を反復する書き換え動作や、高温でのキャパシタ動作が不安定になり、リテンションやインプリントの信頼性特性が劣化する。
【０００６】
またキュリー温度（Ｔｃ）の異なる強誘電体組成を混合して比誘電率や分極量の温度係数の平坦性を向上させる方法でも材料上の信頼性が問題となるし、層状強誘電体の１つであるＳＢＴにＴｉを添加して分極量の温度係数の平坦性を向上した方法では、所望特性となるように精密な組成制御が必要となり、完全に劣化を抑えるという段階には残念ながら至っていない。
【０００７】
本発明の目的は、こうした点に鑑みて、キャパシタの材料物性、あるいは構成を選択して、良好な分極疲労特性を維持しかつ、多値メモリを実現するための層状反強強誘電体、キャパシタ、メモリ及びその製造方法と、温度係数の緩やかな分極特性や容量特性を使用したメモリを実現するための層状反強強誘電体と層状強誘電体の混合・固溶物、キャパシタ、メモリ及びそ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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の層状反強誘電体は、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む。
【０００９】
式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＡサイト原子を表し、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＢサイト原子を表す。また、式Ｍｅ2Ｏ3のＭｅはＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表す。
【００１０】
ここで、Ａサイト原子を構成する金属群Ａ1、Ａ2、・・・、Ａm（１≦ｍ≦８）のイオン価数の平均価数ｉAとＢサイト原子を構成する金属群Ｂ1、Ｂ2、・・・、Ｂn（１≦ｎ≦７）のイオン価数の平均価数ｉBは、各々
ｉA＝（Ａ1＋Ａ2＋・・・＋Ａm）／ｍ
ｉB＝（Ｂ1＋Ｂ2＋・・・＋Ｂn）／ｎ
で表されるが、平均価数ｉAと平均価数ｉBは、層状反強誘電体の特性を発現するため、ストイキオメトリの価数から±１０％であることが望ましいので、
０．９≦ｉA≦１．１
でかつ
５．４≦ｉB≦６．６
の範囲、もしくは
１．８≦ｉA≦２．２
でかつ
４．５≦ｉB≦５．５
の範囲、もしくは
２．７≦ｉA≦３．３
でかつ
３．６≦ｉB≦４．４
の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
ただし、Ａ1〜Ａmは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から選択されたｍ個の原子である。
【００１２】
層状反強誘電体の具体例としては、Ａサイト原子と、Ｂサイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡxＢｉyＢ2Ｏ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）で表される。
【００１３】
また、本発明のキャパシタは、下部電極上に配置された容量膜と、容量膜上に形成された上部電極とからなり、容量膜が上記した本発明の層状反強誘電体で構成されている。上記容量膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のメモリは、下部電極と、下部電極上に配置された容量膜と、容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタを有し、キャパシタの容量膜が上記した本発明の層状反強誘電体で構成されている。上記容量膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明の層状反強誘電体の製造方法は、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、パイロクロア型酸化物および前記式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する。
【００１６】
層状反強誘電体を容量膜として使用したキャパシタの製造方法は、下部電極を形成する工程と、下部電極上に容量膜を形成する工程と、容量膜上に上部電極を形成する工程とからなるキャパシタの製造方法において、容量膜を製造する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、容量膜としてパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程を含む。
【００１７】
上記の有機金属材料としては、金属アルコキシドと金属カーボキシレートのうち少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００１８】
また、各有機金属材料は、有機溶媒中にそれぞれ溶解することにより、液化して供給することが好ましい。
【００１９】
また、各有機金属材料は、有機溶媒中にそれぞれ溶解したのち、それを気化して供給するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明のキャパシタの製造方法では、層状反強誘電体を形成する工程として、各有機金属原料を供給して非結晶物を形成したのち、非結晶物の上に上部電極を形成してから、酸化性雰囲気中において加熱することにより非結晶物を結晶化させ、パイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２１】
本発明のメモリの製造方法は、キャパシタの下部電極を形成する工程と、下部電極上にキャパシタの容量膜を形成する工程と、容量膜上に前記キャパシタの上部電極を形成する工程とを含み、キャパシタの容量膜を形成する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、容量膜としてパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体からなるキャパシタを形成する工程とを含む。
【００２２】
層状反強誘電体と層状強誘電体の混合物を容量膜に使用したキャパシタは、下部電極と、下部電極上に配置された容量膜と、容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタにおいて、容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体の混合物である。また、このキャパシタは、容量膜の比誘電率の温度係数が緩やかであり、また自発分極の温度係数が緩やかである。容量膜の比誘電率の温度変化や自発分極の温度変化は、例えば、０．１％／℃以下である。
【００２３】
式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡと式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＡ'は、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択されるＡサイト原子とＡ'サイト原子を表し、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢと式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択されるＢサイト原子とＢ'サイト原子を表し、式Ｍｅ2Ｏ3のＭｅと式Ｍｅ'2Ｏ3のＭｅ'は、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群からそれぞれ１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表す。
【００２４】
式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＡのＡサイト原子と式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＡ'のＡ'サイト原子を構成する金属群Ａ1、Ａ2、・・・、Ａmのイオン価数の平均価数ｉA、ならびに式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢのＢサイト原子と式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'のＢ'サイト原子を構成する金属群Ｂ1、Ｂ2、・・・、Ｂn（１≦ｎ≦７）のイオン価数の平均価数ｉBは、前述したものと同じである。
【００２５】
また、このキャパシタは、具体例としては、以下のような構成が考えられる。層状反強誘電体は、Ａサイト原子と、Ｂサイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡxＢｉyＢ2Ｏ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）で表され、層状強誘電体は、Ａ'サイト原子と、Ｂ'サイト原子と、Ｂｉと酸素とから成り、かつ組成式がＡ'x'Ｂｉy'Ｂ'2Ｏ9±d'  （但し、０．６≦ｘ'≦１．２、１．７≦ｙ'≦２．５、０≦ｄ'≦１）で表される。
【００２６】
層状反強誘電体と層状強誘電体を混合して容量膜を形成する工程を含むキャパシタの製造方法は、下部電極を形成する工程と、下部電極上に容量膜を形成する工程と、容量膜上に上部電極を形成する工程とからなるキャパシタの製造方法において、容量膜を形成する工程が、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、式Ａ2Ｂ2Ｏ7のＢで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物のＡ'で表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6のＢ'で表されるＢ'サイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物のＭｅ'で表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程と、層状反強誘電体と層状強誘電体を混合して容量膜を形成する工程を含む。
【００２７】
また、このキャパシタの製造方法は、第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程の後にさらに熱処理する工程を含むことにより、層状反強誘電体と層状強誘電体を混合して容量膜を形成すること好ましい。
【００２８】
また、第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程とを同時に行うことにより、層状反強誘電体と層状強誘電体を混合して容量膜を形成してもよい。
【００２９】
上記のキャパシタの製造方法においては、第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程は、各有機金属原料を供給して非結晶物を形成したのち、非結晶物の上に上部電極を形成してから、酸化性雰囲気中において加熱することにより非結晶物を結晶化させ、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体とを形成する工程を含むことが好ましい。
【００３０】
上記の有機金属材料としては、金属アルコキシドと金属カーボキシレートのうち少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００３１】
また、各有機金属材料は、有機溶媒中にそれぞれ溶解することにより、液化して供給することが好ましい。
【００３２】
また、各有機金属材料は、有機溶媒中にそれぞれ溶解したのち、それを気化して供給するようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明のメモリは、下部電極上に配置された容量膜と、容量膜上に形成された上部電極とからなるキャパシタを有し、キャパシタが上記した層状反強誘電体と層状強誘電体を混合した容量膜を用いて構成されている。つまり、この容量膜が式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体と、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む層状強誘電体の混合物である。また、このメモリは、キャパシタの容量膜の比誘電率の温度係数が緩やかであり、また自発分極の温度係数が緩やかである。容量膜の比誘電率の温度変化や自発分極の温度変化は、例えば、０．１％／℃以下である。
【００３４】
また、本発明のメモリの製造方法は、上記した層状反強誘電体と層状強誘電体を混合した容量膜を用いて構成されたキャパシタの製造方法と同様の方法で、容量膜が製造される。この際、第１の金属酸化物を含む層状反強誘電体を形成する工程と第２の金属酸化物を含む層状強誘電体を形成する工程の後にさらに熱処理する工程を含むことにより、層状反強誘電体と前記層状強誘電体を混合して前記容量膜を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の層状反強誘電体、キャパシタ、メモリ及びその製造方法によれば、良好な分極疲労特性を維持し（劣化がなく）かつ、多値メモリを実現することができ、また、温度係数の緩やかな分極特性や容量特性を使用したメモリを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
まず初めに、本発明の実施の形態１について図１、図２を用いて説明する。
【００３８】
図１は本発明の実施の形態１における、層状強誘電体をキャパシタに用いた場合のメモリセルの構成を示した回路図である。図１において、１０１はセルトランジスタ、１０２は層状反強誘電体キャパシタ、１０３はワード線、１０４はビット線、１０５はプレート線である。
【００３９】
層状強誘電体キャパシタ１０２を構成する層状強誘電体は、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体である。Ａは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＡサイト原子を表す。Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＢサイト原子を表す。ＭｅはＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表す。
【００４０】
本実施の形態１では、層状強誘電体は、例えば、Ａサイト原子としてのＳｒと、Ｂサイト原子としてのＴａと、ＭｅとしてのＢｉと、酸素とから成り、かつ組成式がＳｒ2Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ10  の材料を使用した。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、ストイキオメトリ組成の層状反強誘電体を使用したが、例えば過剰にＢｉを添加したり、Ｓｒを欠損させてもよく、層状反強誘電体ＳｒxＢｉ2ＴａyＯ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）であればよい。Ａサイト原子およびＢサイト原子は、上記した金属群のなかのどの原子でもよい。
【００４２】
図２は本発明の実施の形態１における、層状反強誘電体キャパシタのヒステリシス曲線を示した特性図である。層状反強誘電体キャパシタは、図２に示すように、（１）、（２）、（３）の３値を記憶することが可能で、不揮発性メモリとして動作させる場合（従来の技術、特許文献１参照）や揮発性メモリとして動作させる場合（従来の技術、特許文献２参照）が実現できる。
【００４３】
本実施の形態においては、キャパシタに層状反強誘電体を使用している。この材料は発明者が反強誘電体として公知のパイロクロア型酸化物を用い、層状構造を構成させるために、中間層酸化物と作用させることにより実現したものである。発明者の実験において、先行技術文献例と違い、メモリ動作を繰り返し動作させても劣化がほとんどない特性が実現できている。
【００４４】
層状化合物とは、「層状」部分と「化合物」（今回は反強誘電体）部分が分子構造で繰り返す構造を言う。層状反強誘電体の結晶構造図は、例えばIntegrated  Ferrorelectrics, 1997, Vol. 14,  pp.  210-210の図５に層状強誘電体の場合のパイロクロア構造が示されている。この図においてTa-O八面体が結晶構造フレームを形成し、BiとSrがTa-O八面体フレーム間の隙間を埋めるように配置されている。Sr:Bi:Ta比は約1:0.8:2となっており、強誘電体を使用している。本発明では強誘電体の代わりに反強誘電体を使用しており、そのストイキオメトリがSr:Bi:Ta比で1:1:1となっている以外は同様である。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の層状反強誘電体キャパシタについて図３を用いて説明する。
【００４６】
半導体基板３０１上の第１の層間絶縁膜３０２（例えばＢ,Ｐなどが添加されたＳｉＯ2、通称ＢＰＳＧ）上に層状反強誘電体キャパシタ３２０が形成され、それを被覆して第２の層間絶縁膜３０９（例えばＳｉＯ2、Ｏ3ＴＥＯＳ）が形成され、その上にＡｌ／ＴｉＮ／Ｔｉからなる配線３１１が形成されている。
【００４７】
層状反強誘電体キャパシタ３２０は、下部電極３０６ａ（Ｐｔが上層、ＩｒＯ、Ｉｒ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮのいずれか一つもしくは積層からなるバリア層が下層）、層状反強誘電体膜３１２、上部電極３０７（Ｐｔ、Ｉｒ、ＩｒＯのいずれか一つもしくは積層）から構成されている。
【００４８】
下部電極３０６ａは、メモリセルトランジスタが形成されている半導体基板３０１に第１のコンタクトプラグ（Ｗ、PolyＳｉなど）３０３を介して接続され、上部電極３０７は配線３１１へ第２のコンタクトプラグ（Ｗ）３１０を介して電気的に接続されている。
【００４９】
層状反強誘電体膜３１２は、以下のようにして形成される。すなわち、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物のＡで表されるＡサイト原子を含む有機金属原料と、Ｂで表されるＢサイト原子を含む有機金属原料と、式Ｍｅ2Ｏ3 を有する中間層酸化物のＭｅで表される中間層酸化物の原子を含む有機金属原料とを供給することにより、パイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3から成る金属酸化物を含む層状反強誘電体膜３１２が形成される。有機金属材料としては金属アルコキシドと金属カーボキシレートのうち少なくとも１種を用いればよく、原料の供給方法も各有機金属材料を有機溶媒中にそれぞれ溶解することにより液化して供給するか、もしくは溶解したのち、それを気化して供給すればよいが、本実施例においてはＳｒ、Ｂｉ、Ｔａを２エチルヘキサン酸塩とした原料を使用した塗布方法を使用した。
【００５０】
本実施の形態では、下部電極が容量規定口となる、すなわち上部電極が下部電極より小さい構造について説明したが、上部電極が容量規定口となってもかまわない。また本実施の形態は、塗布法で層状反強誘電体を形成したが、有機金属原料を有機溶媒中に溶解したのち気化して供給する気相成長法で形成してもよい。
【００５１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の層状反強誘電体および層状強誘電体の混合膜を容量膜としてキャパシタの製造方法について、図４を用いて説明する。
【００５２】
図４（ａ）では、半導体基板４０１ｂ上に第１の層間絶縁膜４０２ｂ（例えばＢ,Ｐなどが添加されたＳｉＯ2、通称ＢＰＳＧ）を形成し、この第１の層間絶縁膜４０２ｂに、第１のコンタクトプラグ４０３ｂ（Ｗ、PolyＳｉ）が形成されている。この第１のコンタクトプラグ４０３ｂは、層状反強誘電体と層状強誘電体とからなるキャパシタの下部電極と半導体基板４０１ｂとを電気的に接続するものである。
【００５３】
半導体基板４０１ｂの上に、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜の結晶成長を促進する膜（Ｐｔ）と酸素バリア層（ＩｒＯ/Ｉｒ/ＴｉＡｌＮ）からなる導電膜を積層し、所望のマスクを用いて第１のコンタクトプラグ４０３ｂが被覆されるようにパターニングして下部電極４０５ｂを形成する。
【００５４】
次に、図４（ｂ）に示すように下部電極４０５ｂ上に埋め込み絶縁膜４１３ｂ（例えばＯ3ＴＥＯＳ）を成膜し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法を用いて下部電極４０５の表面を露出させる。ここでは下部電極４０５を絶縁膜４１３ｂ中に埋め込む構造としたが、本発明を拘束するものではない。
【００５５】
次に、図４（ｃ）に示すように、層状反強誘電体溶液Ｓｒ2Ｂｉ2Ｔａ2Ｏ10と層状強誘電体ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9との混合溶液をスピンコート法にて塗布し、溶媒が揮発する温度程度（１５０〜３００℃）でウエハベークし、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜４１２ｂ’を形成する。その後、結晶成長の基点となる核を形成するためのＲＴＰ（Rapid Thermal Processing(急速加熱処理)）法を用いて仮焼結を行う。層状反強誘電体と層状強誘電体の材料の種類により核を形成する温度は異なるが、おおよそ５００〜６５０℃程度である。その上にＰｔからなる導電膜４０７ｂ’を成膜する。
【００５６】
次に、図４（ｄ）に示すように、所望のマスクを用いて下部電極４０５が被覆されるようにパターニングして層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜４１２ｃ及び上部電極４０７を形成する。ここでは、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜及び上部電極４０７ｂを同じマスクでパターニングしたが、別マスクで行ってもかまわない。
【００５７】
最後に、図４（ｅ）に示すように、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜４１２ｃを高温で熱処理し、結晶化させて、層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜からなる容量絶縁膜４１２ｂを形成する。そのときの熱処理温度はおおよそ６５０℃〜８００℃程度である。ここでは熱処理を強誘電体膜塗布直後と容量素子パターニング後とに行う実施形態としたが、強誘電体膜形成以降であれば、どの工程にでも、少なくとも一回は入っていればかまわない。
【００５８】
以上によりキャパシタを形成することができる。本実施の形態にしたがって試作したキャパシタの特性は自発分極特性の温度変化が少なくできている。また、比誘電率は自発分極と相関があるため、自発分極の温度変化とほぼ同様の温度変化を示す。具体的には、自発分極、比誘電率ともに、０．１％／℃以内である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、下部電極が容量規定口となる、すなわち下部電極が上部電極より小さい構造について説明したが、上部電極が容量規定口となってもかまわない。
【００６０】
上記実施の実施の形態では、ストイキオメトリ組成の層状強誘電体と層状反強誘電体を使用したが、例えば過剰にＢｉを添加したり、Ｓｒを欠損させてもよい。層状反強誘電体については、組成が、ＳｒxＢｉyＢ2Ｏ10±d  （但し、１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦３、０≦ｄ≦１）であればよい。また、層状強誘電体については、組成がＳｒx'Ｂｉy'Ｂ'2Ｏ9±d'  （但し、０．６≦ｘ'≦１．２、１．７≦ｙ'≦２．５、０≦ｄ'≦１）であればよい。
【００６１】
層状反強誘電体としては、式Ａ2Ｂ2Ｏ7を有するパイロクロア型酸化物および式Ｍｅ2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る金属酸化物を含む膜であり、Ａは、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＡサイト原子を表し、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＢサイト原子を表し、ＭｅはＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表す。また、層状強誘電体としては、式Ａ'1Ｂ'2Ｏ6を有するタングステンブロンズ型酸化物および式Ｍｅ'2Ｏ3を有する中間層酸化物から成る第２の金属酸化物を含む膜であり、Ａ'は、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｋ、ＮａおよびＬａからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＡサイト原子を表し、Ｂ'は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、ＷおよびＮｂからなる金属群から１種類または複数種類選択されるＢサイト原子を表し、Ｍｅ'はＢｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｓｂ、ＣｒおよびＴｌからなる金属群から１種類または複数種類選択される中間層酸化物の原子を表す。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、層状反強誘電体と層状強誘電体との混合膜からなる容量膜を用いたキャパシタ、およびそれを用いたメモリについて説明したが、層状反強誘電体のみからなる容量膜を用いたキャパシタおよびそれを用いたメモリについても、上記と同様に考えることができる。ただし、層状反強誘電体のみを用いた場合には、キャパシタの容量膜の比誘電率および自発分極の温度係数については、層状反強誘電体と層状強誘電体との混合膜からなる容量膜を用いた場合にくらべて、大きくなる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明にかかる層状反強誘電体、キャパシタとメモリ及びそれらの製造方法は、良好な分極疲労特性を維持し（劣化がなく）かつ、多値メモリを実現することができ、また、温度係数の緩やかな分極特性や容量特性を使用したメモリを実現することができ、反強誘電体を用いた半導体メモリに等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１における層状反強誘電体キャパシタを有するメモリセルの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における層状反強誘電体キャパシタのヒステリシス曲線を示す特性図である。
【図３】本発明の実施の形態１における層状反強誘電体キャパシタの構成を要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３のキャパシタの製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における層状反強誘電体の要部構造図である。
【符号の説明】
【００６５】
３０１    半導体基板
３０２    第１の層間絶縁膜
３０３    第１のコンタクトプラグ
３０６ａ    下部電極
３０７    上部電極
３０９    第２の層間絶縁膜
３１０    第２のコンタクトプラグ
３１１    配線
３１２    層状反強誘電体膜
３２０    層状反強誘電体キャパシタ
４０１ｂ    半導体基板
４０２ｂ    第１の層間絶縁膜
４０３ｂ    第１のコンタクトプラグ
４０５ｂ    下部電極
４０７ｂ    上部電極
４０７ｂ’    導電膜
４１２ｂ    容量絶縁膜
４１２ｂ’  層状反強誘電体と層状強誘電体の混合膜
【図１】
2005216951.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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