(57)【要約】【課題】  高誘電率の誘電体膜を有することでこれを備える装置の小型化を可能にしたキャパシタ及びその製造方法と、このようなキャパシタを備えた半導体装置とを提供する。【解決手段】  本発明のキャパシタは、誘電体膜３を第１電極２と第２電極４との間に挟んだ構造を有しており、前記誘電体膜３が、ＢｉＦｅＯ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含む構成とされている。【選択図】        図１
2005191154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体膜を第１電極と第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタであって、
前記誘電体膜が、ＢｉＦｅＯ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含むことを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
誘電体膜を第１電極と第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタであって、
前記誘電体膜が、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含むことを特徴とするキャパシタ。
【請求項３】
前記第２金属酸化物の含有量が、４０モル％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャパシタ。
【請求項４】
前記第２金属酸化物の含有量が、３０モル％以下であることを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項５】
前記第１電極が、ペロブスカイト型の金属酸化物を主成分としてなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のキャパシタ。
【請求項６】
前記誘電体膜が擬立方晶で主に（１００）配向していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のキャパシタ。
【請求項７】
前記ペロブスカイト型の金属酸化物が、（１００）配向で前記第１電極の結晶配向に対してのエピタキシャル膜であることを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項８】
前記第１電極が、ＳｒＲｕＯ３、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３のうちから選択された少なくとも一種からなることを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項９】
誘電体膜を第１電極との第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタの製造方法であって、
第１電極をイオンビームアシスト法を用いて形成する工程と、
前記第１電極上に、ＢｉＦｅＯ３又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含む誘電体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１０】
前記誘電体膜を形成する工程が、
前記第１金属酸化物の前駆体化合物と、第２金属酸化物の前駆体化合物とを含む液状体を、前記第１電極上に配する工程と、
前記液状体を熱処理する工程と
を含むことを特徴とする請求項９に記載のキャパシタの製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極上に液状体を配するに際して、液滴吐出法を用いることを特徴とする請求項１０に記載のキャパシタの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか１項に記載のキャパシタ、あるいは請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の製造方法により得られたキャパシタを備えたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ及びその製造方法、並びに半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、その構成素子として種々のキャパシタが用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。例えば、半導体装置における発振回路や電源回路等には、オペアンプ発振防止用、安定化用、平滑用、昇圧回路用などの目的でキャパシタが用いられている。このようなキャパシタとしては、これを回路内部に作製する内付けの場合、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸化窒化シリコン膜等の誘電体膜を、シリコン、金属、あるいは窒化チタン、窒化アルミ等からなる上下電極膜の間に挟んだ構造が多く採用されている。また、回路等に対して外付けで用いるものとしては、チタン酸バリウム等のセラミックス製の誘電体膜を備えた積層コンデンサ等のキャパシタが知られている。
尚、このようなキャパシタを作製するにあたり、特にその誘電体膜を形成するには、通常、スパッタ法やＣＶＤ法、レーザーアブレーション法等が用いられている。
【０００３】
ところで、キャパシタの容量は、誘電体膜の誘電率、面積に比例し、厚さに反比例する。従って、回路内部に内付けで小型、高容量のキャパシタを形成したい場合には、リーク電流の観点から誘電体膜を誘電率の高い材料によって形成することにより、高容量化を図ることが望まれている。一方、外付けのキャパシタの場合には、組立コストを下げ、歩留まりを上げたいとの要望があり、薄膜で容易に作製できることが望まれている。
このような背景から、キャパシタの誘電体膜の誘電率については、その面積と膜厚とを考慮すると、内部回路の場合には３００以上、外付けの場合には１０００以上であるのが好ましいとされている。
【特許文献１】特開平７−２２６４８５号公報
【特許文献２】特開平９−１３９４８０号公報
【特許文献３】特開平５−８２８０１号公報
【特許文献４】特開平５−４７５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記の回路内部に作製するキャパシタでは、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜あるいは酸化窒化シリコン膜などを誘電体膜として用いているが、これら誘電体膜はその誘電率が１０以下と低く、従って容量を上げるためには面積を増やす等の必要がある。このようにキャパシタの面積を増やすと、回路におけるキャパシタの占有面積が大きくなってしまい、回路の小型化が妨げられてしまう。
【０００５】
誘電率の高い材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等の強誘電体材料が知られている。このような強誘電体材料からなる誘電体膜を形成するにあたっては、同じ半導体装置内に設けられている他の半導体素子や配線等への影響から、その成膜温度を４５０℃以下にする必要がある。しかしながら、このような低温では結晶化が起こりにくく、従って得られた誘電体膜は、酸化シリコン膜等に比べれば高い誘電率を有するものとなるものの、所望する高誘電率を有するまでには至らない。また、周波数や温度変化に対する誘電率の変化が大きく、このため酸化シリコン膜等に比べても劣ったものとなってしまう。
【０００６】
一方、チタン酸バリウム等のセラミックスからなるキャパシタを外付けで形成する場合では、キャパシタ自体のコストは低くなるものの、外付けするときの位置合わせや他の素子とのボンディングなどの組立コストがかかってしまい、また歩留まり等の問題もあることから、十分な低コスト化が達成されるまでには至っていない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高誘電率の誘電体膜を有することでこれを備える装置の小型化を可能にしたキャパシタと、このキャパシタを低コストで製造することのできるキャパシタの製造方法と、このようなキャパシタを備えた半導体装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、誘電体膜を第１電極と第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタであって、前記誘電体膜が、ＢｉＦｅＯ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含むことを特徴とするキャパシタを提供する。
この構成によれば、高誘電率を有していながら、電圧に対する分極量のヒステリシスが生じない誘電体膜を備えたキャパシタが得られる。従って、小型高容量化を実現でき、かつエネルギー損失が少なく、また挙動制御性にも優れたキャパシタとすることができ、これを備える装置の小型化が容易になる。
【０００９】
また本発明は、上記課題を解決するために、誘電体膜を第１電極と第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタであって、前記誘電体膜が、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含むことを特徴とするキャパシタを提供する。この構成によっても、高誘電率を有していながら、電圧に対する分極量のヒステリシスが生じない誘電体膜を備えたキャパシタが得られる。従って、小型高容量化を実現でき、かつエネルギー損失が少なく、また挙動制御性にも優れたキャパシタとすることができ、これを備える装置の小型化が容易になる。尚、本構成における第１金属酸化物は、より詳細には、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３なる組成において係数ｘが０≦ｘ≦１なる範囲にあるものである。
【００１０】
本発明のキャパシタでは、前記第２金属酸化物の含有量が、４０モル％以下であることが好ましい。また本発明のキャパシタでは、前記第２金属酸化物の含有量が、３０モル％以下であること我より好ましい。
本発明に係るキャパシタでは、前記第２金属酸化物の含有量が多くなるほど誘電率が低下する傾向になる（実施例参照）。第２金属酸化物の含有量が４０モル％を超える場合、上記に挙げたＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３のいずれにおいても４００未満の誘電率となる。また第２金属酸化物の含有量が３０モル％以下であれば第２金属酸化物の種類によらず４００以上の高誘電率を得ることができる。
【００１１】
本発明のキャパシタでは、前記第１電極上に形成された誘電体膜が、擬立方晶で主に（１００）配向していることが好ましい。この構成によれば、誘電体膜の主成分を成すＢｉＦｅＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３の結晶構造における分極軸方向が、誘電体膜の膜厚方向に対して略４５°傾いた方向となり、より高い誘電率を得られるようになる。
【００１２】
本発明のキャパシタでは、前記第１電極が、ペロブスカイト型の金属酸化物を主成分としてなることが好ましい。この構成によれば、第１電極上に形成される誘電体膜の結晶性をより良好なものとすることができ、高誘電率の誘電体膜を得られる。
【００１３】
本発明のキャパシタでは、前記ペロブスカイト型の金属酸化物が、（１００）配向で前記第１電極に対してのエピタキシャル膜であることが好ましい。この構成によれば、第１電極上に形成する誘電体膜を良好にエピタキシャル成長させることができ、誘電体膜のさらなる高誘電率化を実現できる。
【００１４】
本発明のキャパシタでは、前記第１電極が、ＳｒＲｕＯ３、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３のうちから選択された少なくとも一種からなることが好ましい。これらの金属酸化物からなる第１電極を用いることで高誘電率の誘電体膜を得ることができ、もってキャパシタの小型高容量化を実現できる。
【００１５】
次に、本発明は、誘電体膜を第１電極との第２電極との間に挟んだ構造を有するキャパシタの製造方法であって、第１電極をイオンビームアシスト法を用いて形成する工程と、前記第１電極上に、ＢｉＦｅＯ３又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含む誘電体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を提供する。
この製造方法によれば、イオンビームアシスト法を用いて第１電極を形成することで、第１電極上に形成される誘電体膜の結晶性を高めることが可能になり、もって高誘電率の誘電体膜を備えた小型高容量のキャパシタを製造することができる。また、誘電体膜がＢｉＦｅＯ３又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含むものであるので、高誘電率を有し、かつ電圧に対する分極量のヒステリシスが生じない、高効率で挙動制御性に優れた誘電体膜となる。
【００１６】
また、上記第１電極を形成する工程には、前記基体上に、イオンビームアシスト法を用いてバッファ層を形成する工程と、該バッファ層上に第１電極を形成する工程とを含むことができる。すなわち、このような製造方法とすることで、基体表面が薄膜のエピタキシャル成長に不向きな酸化シリコン膜や有機絶縁膜からなるものである場合にも、第１電極を良好にエピタキシャル成長させることが可能になり、もって第１電極上に形成される誘電体膜の結晶性も良好なものとすることができる。その結果、高誘電率の誘電体膜が得られ、小型高容量のキャパシタを製造することができる。
【００１７】
本発明のキャパシタの製造方法では、前記誘電体膜を形成する工程が、前記第１金属酸化物の前駆体化合物と、第２金属酸化物の前駆体化合物とを含む液状体を、前記第１電極上に配する工程と、前記液状体を熱処理する工程とを含む製造方法とすることができる。この製造方法によれば、基体上に配した液状体を熱処理して所望の組成を有した誘電体膜を形成するので、成膜時の加熱温度を比較的低温にすることができ、基体上に既設の半導体素子や配線等への熱的影響を少なくできる。
【００１８】
本発明のキャパシタの製造方法では、前記第１電極上に液状体を配するに際して、液滴吐出法を用いることもできる。この製造方法によれば、基体上の所定位置に必要量のみの液状体を配することができ、真空成膜装置等の大掛かりな装置を用いることなく誘電体膜をパターン形成することができ、かつ材料の使用効率を高めることができる。
【００１９】
次に、本発明の半導体装置は、先に記載の本発明のキャパシタ、あるいは先に記載の本発明に係る製造方法により得られたキャパシタを備えたことを特徴としている。
この構成によれば、高誘電率の誘電体膜を有したことで小型化されたキャパシタを備えたことにより、容易に小型化、高集積化を実現できる半導体装置を提供することができる。また特に前記誘電体膜が液滴吐出法を用いて形成されたものであるならば、製造コストの低減も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】
【００２０】
以下、本発明を詳しく説明する。 
図１は、本発明のキャパシタの一実施形態を示す図であり、図１中符号１はキャパシタである。このキャパシタ１は、例えば図２に示す本発明の半導体装置の一実施形態となる半導体装置５０において、従来の回路内部キャパシタに置き換えられるキャパシタ１ａとして、さらに回路に対して外付けのキャパシタに置き換えられるキャパシタ１ｂとして用いられるものである。
【００２１】
ここで、半導体装置５０には、基板５１上にＣＭＯＳトランジスタなどの各種トランジスタやメモリ素子が形成されており、また、これらの間や前記キャパシタ１ａ、１ｂとの間を電気的に接続する各種配線やプラグ等が、層間絶縁膜上あるいは層間絶縁膜中に形成されている。尚、キャパシタ１ａ、１ｂが形成される下地となる層間絶縁膜５２までを、本発明においては基体５３と称している。また、図示しないものの、キャパシタ１ａ、１ｂの上には保護層や配線等が形成され、さらにこれらを覆って絶縁層が形成されている。
【００２２】
キャパシタ１ａ、１ｂとして用いられるキャパシタ１は、図１に示したように、例えばポリイミドからなる層間絶縁膜５２上（基体５３上）に形成されたもので、層間絶縁膜５２上に形成された第１電極２と、第１電極２上に形成された誘電体膜３と、誘電体膜３上に形成された第２電極４とからなるものである。すなわち、このキャパシタ１は、第１電極２と第２電極４との間に誘電体膜３を挟んだ構造のもので、第１電極２には層間絶縁膜５２中に形成された埋め込み配線５が接続されており、第２電極４にはさらに別の配線（図示せず）が接続されている。
【００２３】
第１電極２、第２電極４には、白金、イリジウム（又は酸化イリジウム）、ルテニウム、金、銀等の金属材料や、ペロブスカイト型の金属酸化物を用いることができる。特に、ペロブスカイト型の金属酸化物を第１電極２に用いるならば、その上に形成される誘電体膜３の結晶性を高め、より高い誘電率を得ることができる。また、これらの電極は、上記に挙げた金属材料の微粒子を焼結してなる金属焼結体によって形成されたものとすることもできる。ペロブスカイト型の金属酸化物を用いた例については後段にて詳述する。
【００２４】
誘電体膜３は、ＢｉＦｅＯ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含む構成、あるいは、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３からなる第１金属酸化物と、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３から選ばれる１種以上の第２金属酸化物とを含む構成とされる。係る誘電体膜３において、第２金属酸化物の含有量は、４０モル％以下であることが好ましく、３０モル％以下であることがより好ましい。第２金属酸化物の含有量が４０モル％を超える場合、第２金属酸化物の種類にもよるが、本来の高い誘電率を得られなくなり、誘電体膜３にＢｉＦｅＯ３やＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３を用いる利点が得られなくなる。より高い誘電率を得る上では第２金属酸化物の含有量は３０モル％とするのがよい。
また、主成分を成す第１金属酸化物の強誘電性を抑えて残留分極を小さくするために、上記第２金属酸化物の含有量は５モル％以上とすることが好ましい。第２金属酸化物の含有量が５モル％未満の場合、分極量の電圧特性におけるヒステリシスが生じ易くなり、キャパシタの挙動を制御し難くなる。
【００２５】
この誘電体膜３は、上記したように、高誘電率の第１金属酸化物（ＢｉＦｅＯ３又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）と、第２酸化物とを含むものとされていることで、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸化窒化シリコン膜等の誘電体膜に比べて特に高い誘電率を呈するものとなっており、これにより従来に比して高容量のキャパシタを実現することができ、同容量であれば小型化が可能である。また、強誘電体であるＢｉＦｅＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３は、高誘電率であるが分極量の電圧特性においてヒステリシスを有するためにキャパシタを構成した場合には挙動制御が困難であり、またエネルギー損失も大きくなるが、本実施形態に係る誘電体膜３では、先の第２金属酸化物を含有させることで常誘電体として振る舞わせることが可能になっており、高誘電率を維持しつつ挙動制御性、及びエネルギー効率の点でも優れた誘電体膜となっている。
ここで、本発明において前記の主成分とは、誘電体膜３の成分として、第２金属酸化物以外の成分もある程度入ることを許容するとともに、第１金属酸化物が全体の５０モル％以上を占めていることを意味している。
【００２６】
また本実施形態に係る誘電体膜３では、主成分である第１金属酸化物が、誘電体膜３の膜厚方向（電極２，４の法線方向）と交差する向きの分極軸を有して配向していることが好ましい。具体的には、ＢｉＦｅＯ３、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３が、擬立方晶の（１００）配向であることが好ましい。この場合、第１金属酸化物はロンボヘドラル構造となるので、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３における係数ｘは０．５２以上１．０以下である。このような構成とすることにより、本実施形態に係る誘電体膜３において高い誘電率が得られるようになり、もって本発明に係るキャパシタを組み込んだ回路の設計が容易になるとともに、その小型化、高性能化が容易なものとなる。
【００２７】
ここで、図３は、本実施形態に係るキャパシタ１の第１電極２に、ペロブスカイト型の金属酸化物を用いるとともに、第１電極２が層間絶縁膜５２上にバッファ層６を介して形成されている構成を示す断面構成図である。第１電極２に金属酸化物からなる電極を用いることで、直上に形成される誘電体膜３の結晶性を高め、より高い誘電率を得ることができるとともに、誘電体膜３の厚さ方向における分極軸の発現を効果的に抑制し、エネルギー損失を生じ難くすることができる。
【００２８】
第１電極２を構成するペロブスカイト型の金属酸化物としては、ＳｒＲｕＯ３、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３のうちから選択された少なくとも一種が好適に用いられる。ここで、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３はＳｒＴｉＯ３にＮｂをドープしたものであり、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３はＳｒＴｉＯ３にＬａをドープしたものである。これらの金属酸化物は、導電性や化学的安定性に優れているため、これらから形成される第１電極２も導電性や化学的安定性に優れたものとなる。特に、ＳｒＲｕＯ３を用いた場合に、誘電体膜３を構成するＢｉＦｅＯ３、ないしＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３が良好に結晶成長することが本発明者らにより確認されている。
【００２９】
上述したように、半導体装置に実装するキャパシタにおいては、下側の第１電極２が形成される層間絶縁膜５２の表面は、必ずしも結晶成長に都合の良い配向面を有するものではないため、誘電体膜３の結晶性を高めるべく第１電極２を金属酸化物により構成する場合、任意の表面上で第１電極２が良好な結晶性を有して形成されていることが好ましい。そこで、上記第１電極２の配向制御を行うべく、第１電極２の下側（基体側）に、バッファ層６を設けることが好ましい。このバッファ層６は、キャパシタのそれぞれについて設けられていてもよく、同層に形成される複数のキャパシタで単一のバッファ層を共有する構成としてもよい。
【００３０】
上記バッファ層６としては、単一配向している（厚さ方向にのみ配向方位が揃っている）ものであればよいが、さらに面内配向している（三次元方向の全てに配向方位が揃っている）ものであるのが好ましい。このようなバッファ層６を設けることにより、層間絶縁膜５２と第１電極２との間で、優れた接合性（密着性）を得ることもできるからである。
【００３１】
また、このバッファ層６は、ＮａＣｌ構造の金属酸化物、蛍石型構造の金属酸化物、ペロブスカイト構造の金属酸化物等のうちの少なくとも１種を含むものが好ましく、特に、ＮａＣｌ構造の金属酸化物又は蛍石型構造の金属酸化物からなる層と、ペロブスカイト構造の金属酸化物からなる層とが積層された構造となっているの好ましい。ＮａＣｌ構造の金属酸化物や蛍石型構造の金属酸化物は、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物との格子不整合が小さいので、第１電極２として特にペロブスカイト構造のものを形成する場合に、その下地となるペロブスカイト構造の層を形成するうえで有利となるからである。
【００３２】
以上の理由により、第１電極２のバッファ層７としては、例えば、層間絶縁膜５２側から順に、ＮａＣｌ構造の金属酸化物又は蛍石型構造の金属酸化物からなる第１バッファ層７及び第２バッファ層８と、この第２バッファ層８の上に形成されたペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなる第３バッファ層９とが積層された構成とすることができる。
層間絶縁膜５２上に形成される第１バッファ層７は、立方晶（１００）配向のイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等からなり、厚さが例えば１００ｎｍ程度に形成されたものが適用できる。ただし、安定化ジルコニアとしては、Ｚｒ１−ｘＬｎｘＯｙ（但し、０≦ｘ≦１．０、Ｌｎ；Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ）なる式で表されるものを任意に用いることができる。
【００３３】
ここで、この第１バッファ層７は、前記層間絶縁膜５２上に直接形成されるものであるが、先に記載のように層間絶縁膜５２は、有機絶縁材料や酸化シリコン等により形成されるため、層間絶縁膜５２上にＹＳＺをエピタキシャル成長させることは一般的な成膜法では難しい。そこで、イオンビームアシスト法を用いてエピタキシャル成長させることにより、この第１バッファ層７を形成するものとするならば、この第１バッファ層７上に形成される第２バッファ層８の結晶性をさらに高めることが可能である。本発明におけるイオンビームアシスト法とは、レーザーアブレーション法やスパッタ法等による成膜中に、基材表面に対して不活性イオン（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ等のイオン）、あるいは不活性イオンと酸素イオンとの混合イオンをビーム照射する成膜方法である。
次に、第２バッファ層８は、立方晶（１００）配向のＣｅＯ２からなるものが適用でき、前記第１バッファ層７上に厚さが例えば１００ｎｍ程度にエピタキシャル成長したものを用いるのがよい。
【００３４】
尚、これら第１バッファ層７及び第２バッファ層８としては、上に挙げたＹＳＺやＣｅＯ２に限定されることなく、任意のＮａＣｌ構造の金属酸化物や蛍石型構造の金属酸化物を用いることができる。ＮａＣｌ構造の金属酸化物としては、例えばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｎＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、またはこれらを含む固溶体等が挙げられるが、これらの中でも、特に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、または、これらを含む固溶体のうちの少なくとも１種を用いるのが好ましい。このようなＮａＣｌ構造の金属酸化物は、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物との格子不整合が特に小さいものとなる。尚、ＹＳＺに代えてＭｇＯを用いた場合、この第１バッファ層７の厚さは例えば２０ｎｍ程度とする。
【００３５】
一方、蛍石型構造の金属酸化物としては、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｈＯ２、ＵＯ２、またはこれらを含む固溶体等が挙げられるが、これらの中でも、ＹＳＺ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、またはこれらを含む固溶体のうちの少なくとも１種を用いるのが好ましい。このような蛍石型構造の金属酸化物も、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物との格子不整合が特に小さいものとなる。
【００３６】
第３バッファ層９は、層状ペロブスカイト型酸化物であるＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘは例えば７）により形成することができ、第２バッファ層８上に厚さが例えば３０ｎｍ程度にエピタキシャル成長（斜方晶（００１）配向）させたものを用いることができる。このようにペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなるものとされたことで、第３バッファ層９は、前述したように第２バッファ層８との間で格子不整合が特に小さいものとなる。従って、欠陥等がない良好な結晶構造を有するものとなるとともに、この第３バッファ層９上に、ペロブスカイト型の第１電極２を良好にエピタキシャル成長させることができるものとなっている。
尚、第３バッファ層９としては、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘに限定されることなく、他のペロブスカイト型金属酸化物を用いることもできる。例えば、ＣａＲｕＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＢａＲｕＯ３、ＳｒＶＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３、または、これらを含む固溶体等を用いることもできる。
【００３７】
（キャパシタの製造方法）
次に、本発明のキャパシタの製造方法の実施の形態について図４ないし図８を参照しつつ説明する。以下では、まず、製造方法の第１実施形態として、図４（ｃ）に示すような第１電極２がバッファ層を介して基材５２上に形成された構成のキャパシタの製造方法について説明し、続いて第２実施形態として、液相法（特に液滴吐出法）を用いたキャパシタの製造方法について説明する。
【００３８】
［製造方法の第１実施形態］
まず、第１の実施形態として、気相法を用いて図３に示した構成のキャパシタを製造する方法について図４及び図５に示す断面工程図を参照して説明する。
まず、層間絶縁膜５２までが形成された基体５３を用意するとともに、真空成膜装置内に設置する。この真空成膜装置としては、例えば公知のレーザーアブレーション成膜装置、スパッタ装置を用いることができる。真空成膜装置内には、基体５３に対向して前記バッファ層７，８，９の構成元素を含む各ターゲット、及び第１電極２、誘電体膜３、第２電極４の構成元素を含む各ターゲットを所定距離離間して配置しておく。ここで、各ターゲットとしては、目的とする第１バッファ層７、第２バッファ層８、第３バッファ層９、第１電極２、誘電体膜３、第２電極４の各組成と同一または近似した組成のものがそれぞれ好適に用いられる。
【００３９】
すなわち、第１バッファ層７用のターゲットとしては、所望のＹＳＺ組成またはこれに近似の組成のものを用い、第２バッファ層８用のターゲットとしては、所望のＣｅＯ２組成またはこれに近似の組成のものを用い、第３バッファ層９用のターゲットとしては、所望のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ組成またはこれに近似の組成のものを用いる。また、第１電極２および第２電極４のターゲットとしては、それぞれＳｒＲｕＯ３組成またはこれに近似の組成のものを用い、誘電体膜３用のターゲットとしては、所望のＢｉＦｅＯ３組成、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３またはこれらに近似の組成のものを用いる。
【００４０】
次いで、前述したようにイオンビームアシスト法を用いて、図４（ａ）に示すように基体２上に第１バッファ層７を直接形成する。すなわち、レーザー光を第１バッファ層７用のターゲットに照射し、このターゲットから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出すレーザーアブレーション法により、プルームを発生させる。すると、このプルームは層間絶縁膜５２上に向けて出射し、その表面に接触するようになる。またこれとほぼ同時に、層間絶縁膜５２の表面に対して、イオンビームを後述する所定角度で照射（入射）し、イオンビームアシストを行う。すると、層間絶縁膜５２は酸化シリコン膜や有機絶縁膜からなるにもかかわらず、該層間絶縁膜５２上に、立方晶（１００）配向のＹＳＺがエピタキシャル成長によって形成される。
【００４１】
なお、前記ＹＳＺの構成原子をターゲットから叩き出す方法としては、前述したようにレーザー光をターゲット表面に照射する方法の他、例えば、アルゴンガス（不活性ガス）プラズマや電子線等をターゲット表面に照射（入射）する方法を用いることもできる。ただし、これらの中では、レーザー光をターゲット表面に照射する方法が最も好ましい。このような方法によれば、レーザー光の入射窓を備えた簡易な構成の真空成膜装置を用いることにより、原子をターゲットから容易にかつ確実に叩き出すことができる。
【００４２】
このターゲットに照射するレーザー光としては、波長が１５０〜３００ｎｍ程度、パルス長が１〜１００ｎｓ程度のパルス光が好適に用いられる。具体的には、ＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ＸｅＣｌエキシマレーザー等のエキシマレーザー、さらにＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＣＯ２レーザーなどが挙げられる。これらの中でも、特にＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエキシマレーザーが好適とされる。ＡｒＦエキシマレーザーおよびＫｒＦエキシマレーザーは、いずれも取り扱いが容易であり、また、より効率よく原子をターゲットから叩き出すことができる。
【００４３】
一方、層間絶縁膜５２の表面にイオンビームアシストとして照射するイオンビームについては、特に限定されないものの、例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンのような不活性ガスのうちの少なくとも１種のイオン、または、これらのイオンと酸素イオンとの混合イオン等が好適に用いられる。このイオンビームのイオン源としては、例えば、Kauffmanイオン源等を用いるのが好ましい。このイオン源を用いることにより、イオンビームを比較的容易に生成することができる。
【００４４】
また、層間絶縁膜５２表面に対するイオンビームの照射（入射）角度、すなわち前記の所定角度としては、特に限定されないものの、層間絶縁膜５２の表面に対して３５〜６５°程度傾斜した角度とするのが好ましい。特に、ＮａＣｌ構造の金属酸化物を主材料として第１バッファ層７を形成する場合には、前記照射角度を４２〜４７°程度、また、蛍石型構造の金属酸化物を主材料として第１バッファ層７を形成する場合には、前記照射角度を５２〜５７°程度とするのがより好ましい。なお、本実施形態では、蛍石型構造の金属酸化物であるＹＳＺによって第１バッファ層７を形成するので、前記照射角度を５２〜５７°程度、特に５５°程度としている。このような照射角度でイオンビームを層間絶縁膜５２表面に照射することにより、立方晶（１００）配向の第１バッファ層７を良好に形成することができる。
【００４５】
また、ターゲットに対してはアルゴン等のイオンを（１１１）方向から入射させつつ、レーザーアブレーションを行うようにする。ただし、ＭｇＯ等のＮａＣｌ構造の金属酸化物によって第１バッファ層７を形成する場合には、そのターゲットに対し、アルゴン等のイオンを（１１０）方向で入射させつつ、レーザーアブレーションを行うようにする。
【００４６】
また、このような第１バッファ層７の形成における各条件については、第１バッファ層７がエピタキシャル成長し得るものであれば特に限定されることなく、例えば次のような条件を採用することができる。
レーザー光の周波数は、３０Ｈｚ以下とするのが好ましく、１５Ｈｚ以下とするのがより好ましい。レーザー光のエネルギー密度は、０．５Ｊ／ｃｍ２以上とするのが好ましく、２Ｊ／ｃｍ２以上とするのがより好ましい。イオンビームの加速電圧は、１００〜３００Ｖ程度とするのが好ましく、１５０〜２５０Ｖ程度とするのがより好ましい。また、イオンビームの照射量は、１〜３０ｍＡ程度とするのが好ましく、５〜１５ｍＡ程度とするのがより好ましい。成膜時の基体温度は、０〜５０℃程度とするのが好ましく、室温（５〜３０℃）程度とするのがより好ましい。また、ターゲット−基体間の距離（Ｔ−Ｓ）は、６０ｍｍ以下とするのが好ましく、４５ｍｍ以下とするのがより好ましい。真空装置内の圧力は、１３３×１０−１Ｐａ（１×１０−１Ｔｏｒｒ）以下とするのが好ましく、１３３×１０−３Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）以下とするのがより好ましい。真空成膜装置内の雰囲気は、不活性ガスと酸素との混合比を、体積比で３００：１〜１０：１程度とするのが好ましく、１５０：１〜５０：１程度とするのがより好ましい。第１バッファ層７の形成条件をそれぞれ前記範囲とすれば、第１バッファ層７を良好にエピタキシャル成長させることができる。
【００４７】
また、このとき、レーザー光およびイオンビームの照射時間を適宜設定することにより、第１バッファ層７の平均厚さを前記厚さ、すなわち１μｍ程度に調整することができる。このレーザー光およびイオンビームの照射時間は、前記各条件によっても異なるものの、通常、２００秒以下とするのが好ましく、１００秒以下とするのがより好ましい。
【００４８】
このような第１バッファ層７の形成方法によれば、イオンビームの照射角度を調整するイオンビームアシスト法を採用することにより、エピタキシャル成長には不向きな層間絶縁膜５２表面に立方晶（１００）配向の第１バッファ層７を良好に形成することができる。なお、このように第１バッファ層７の配向方位を精度よく揃えることができるので、必要に応じて、この第１バッファ層７の平均厚さをより小さくすることもできる。
【００４９】
第１バッファ層７を形成したならば、図４（ｂ）に示すように第１バッファ層７上に第２バッファ層８を形成する。第２バッファ層８の形成に際しては、層間絶縁膜上に形成する第１バッファ層７の場合とは異なり、良好な結晶構造を有する第１バッファ層７の上に形成することから、イオンビームアシスト法を用いることなく、単にレーザーアブレーション法を用いて成膜すればよい。すなわち、第１バッファ層７用のターゲットに代えて、所望のＣｅＯ２組成またはこれに近似の組成の第２バッファ層８用ターゲットを用い、これにレーザー光を照射してこれから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出し、プルームを発生させる。そして、このプルームを基体２上の第１バッファ層７に向けて出射させ接触させることにより、第２バッファ層８を第１バッファ層７上にエピタキシャル成長させる。
尚、第２バッファ層８の形成に際してのレーザーアブレーション法等の成膜条件については、第１バッファ層７形成時の成膜条件と同様とすればよい。
【００５０】
次に、第２バッファ層８上に、図４（ｃ）に示すように第３バッファ層９を形成し、これにより第１バッファ層７、第２バッファ層８、第３バッファ層９からなる３層構造のバッファ層６を得る。第３バッファ層９の形成では、前記第２バッファ層８の場合と同様にレーザーアブレーション法を単独で用いる。すなわち、まず、前記の第２バッファ層８用のターゲットに代えて、所望のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ組成またはこれに近似の組成の第３バッファ層９用ターゲットを用意する。そして、これにレーザー光を照射し、これから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出し、プルームを発生させる。そして、このプルームを基体２上の第２バッファ層８に向けて出射させ接触させることにより、第３バッファ層９をエピタキシャル成長で形成する。
尚、第３バッファ層９の形成に際しては、必要に応じて、前記第１バッファ層７の成膜工程と同様に、イオンビームアシストを用いるようにしてもよい。すなわち、第２バッファ層８の表面にイオンビームを照射しつつ、これの上に第３バッファ層９を形成するようにしてもよい。イオンビームアシストを用いることで、より効率よく第３バッファ層９を形成することができる。
【００５１】
また、第３バッファ層９の形成における各条件については、各種金属原子が、所定の比率（すなわち、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物における組成比）で、第２バッファ層８上に到達し、かつ、第３バッファ層９がエピタキシャル成長し得るものであれば特に限定されることなく、例えば次のような条件を採用することができる。
レーザー光の周波数は、３０Ｈｚ以下程度とするのが好ましく、１５Ｈｚ以下程度とするのがより好ましい。レーザー光のエネルギー密度は、０．５Ｊ／ｃｍ２以上とするのが好ましく、２Ｊ／ｃｍ２以上とするのがより好ましい。成膜時の基体温度は、３００〜８００℃程度とするのが好ましく、７００℃程度とするのがより好ましい。尚、イオンビーム照射を併用する場合には、成膜温度は０〜５０℃程度とするのが好ましく、室温（５〜３０℃）程度とするのが好ましい。第３バッファ層用ターゲットと基体との距離（Ｔ−Ｓ）は、６０ｍｍ以下とするのが好ましく、４５ｍｍ以下とするのがより好ましい。真空成膜装置内の圧力は、１気圧以下が好ましく、そのうち、酸素分圧については、３９９×１０−３Ｐａ（３×１０−３Ｔｏｒｒ）程度とするのが好ましい。
【００５２】
尚、イオンビームの照射を併用する場合には、真空成膜装置内の圧力を、１３３×１０−１Ｐａ（１×１０−１Ｔｏｒｒ）以下とするのが好ましく、１３３×１０−３Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）以下とするのがより好ましい。また、この場合、真空成膜装置内の雰囲気としては、不活性ガスと酸素との混合比を、体積比で３００：１〜１０：１程度とするのが好ましく、１５０：１〜５０：１程度とするのがより好ましい。
【００５３】
第３バッファ層９の成膜条件をそれぞれ前記範囲とすれば、第３バッファ層９を第２バッファ層８上に良好にエピタキシャル成長させることができる。また、このときレーザー光およびイオンビームの照射時間を適宜設定することにより、第３バッファ層９の平均厚さを前記厚さ、すなわち３０ｎｍ程度に調整することができる。このレーザー光の照射時間は、前記各条件によっても異なるものの、通常、３〜９０分程度とするのが好ましく、１５〜４５分程度とするのがより好ましい。
【００５４】
このようにして第３バッファ層９を形成し、バッファ層６を形成したならば、図５（ａ）に示すようにこの第３バッファ層９（バッファ層３）上にペロブスカイト型の第１電極２を形成する。この第１電極２は、良好なペロブスカイト型の結晶構造を有する第３バッファ層９の上に形成することから、イオンビームアシスト法を用いることなく、単にレーザーアブレーション法を用いた成膜工程により形成できる。すなわち、前記の第３バッファ層９用のターゲットに代えて、所望のＳｒＲｕＯ３組成またはこれに近似の組成の第１電極２用ターゲットを用い、これにレーザー光を照射してこれから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出し、プルームを発生させる。そして、このプルームを基体上の第３バッファ層９に向けて出射させ接触させることにより、第１電極２を第３バッファ層９上にエピタキシャル成長させる。
【００５５】
第１電極４を形成するための各条件については、各種金属原子が、所定の比率（すなわち、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物における組成比）で、第３バッファ層９上に到達し、かつ、第１電極２がエピタキシャル成長し得るものであれば特に限定されることはなく、例えば、前記の第３バッファ層９成膜時のレーザーアブレーション法等の条件と同様の条件を採用することができる。
尚、この第１電極２の形成においても、前記第３バッファ層９の形成工程と同様に、必要に応じてイオンビームアシストを用いるようにしてもよい。すなわち、第３バッファ層９の表面にイオンビームを照射しつつ、これの上に第１電極２を形成するようにしてもよい。イオンビームアシストを用いることで、より効率よく第１電極２を形成することができる。
【００５６】
次に、図５（ｂ）に示すように第１電極２上に誘電体膜３を形成する。この誘電体膜３の形成でも、良好なペロブスカイト型結晶構造を有する第１電極２上に形成することから、イオンビームアシスト法を用いることなく、単にレーザーアブレーション法を用いることで、ロンボヘドラル構造で擬立方晶（１００）配向のＢｉＦｅＯ３（あるいはＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）からなる誘電体膜３を形成することができる。すなわち、前記の第１電極２用のターゲットに代えて、所望の組成のＢｉＦｅＯ３又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、あるいはこれらに近似の組成の誘電体膜３用ターゲットを用い、これにレーザー光を照射してこれから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出し、プルームを発生させる。そして、このプルームを基体２上の第１電極２に向けて出射させ接触させることにより、ロンボヘドラル構造で擬立方晶（１００）配向の誘電体膜３をエピタキシャル成長させる。
【００５７】
誘電体膜３を形成するための各条件については、各種金属原子が、所定の比率（すなわち、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物における組成比）で、第１電極２上に到達し、かつ、誘電体膜３がエピタキシャル成長し得るものであれば特に限定されることはなく、例えば、前記の第３バッファ層９や第１電極２形成の際の、レーザーアブレーション法等の条件と同様の条件が採用される。
なお、この誘電体膜３の形成においても、前記第３バッファ層９の形成工程と同様に、必要に応じてイオンビームアシストを用いるようにしてもよい。すなわち、第１電極２の表面にイオンビームを照射しつつ、これの上に誘電体膜３を形成するようにしてもよい。イオンビームアシストを用いることで、より効率よく誘電体膜３を形成することができる。
【００５８】
次いで、図５（ｃ）に示すように誘電体膜３上に第２電極４を形成し、本発明に係るキャパシタ１を得る。この第２電極４の形成でも、先の第１電極２や誘電体膜３の形成のときと同様、良好なペロブスカイト型結晶構造を有する誘電体膜３の上に形成することから、イオンビームアシスト法を用いることなく、単にレーザーアブレーション法を用いることで、擬立方晶（１００）配向の良好な第２電極４を形成することができる。すなわち、前記の誘電体膜３用のターゲットに代えて、所望のＳｒＲｕＯ３組成またはこれに近似した組成の第２電極４用ターゲットを用い、これにレーザー光を照射してこれから酸素原子および金属原子を含む原子を叩き出し、プルームを発生させる。そして、このプルームを基体上の誘電体膜３に向けて出射させ接触させることにより、擬立方晶（１００）配向の第２電極４をエピタキシャル成長で形成する。
【００５９】
第２電極４を形成するための各条件については、各種金属原子が、所定の比率（すなわち、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物における組成比）でエピタキシャル成長し得るものであれば特に限定されることはなく、例えば、前記の第３バッファ層９や第１電極２形成の際の、レーザーアブレーション法等の条件と同様の条件が採用される。
尚、この第２電極４の形成においても、前記第３バッファ層９の形成工程と同様に、必要に応じてイオンビームアシストを用いるようにしてもよい。すなわち、誘電体膜３の表面にイオンビームを照射しつつ、これの上に第２電極４を形成するようにしてもよい。イオンビームアシストを用いることで、より効率よく第２電極４を形成することができる。
【００６０】
［製造方法の第２実施形態］
次に、本発明に係るキャパシタの製造方法の第２実施形態を、図６から図８を参照して説明する。本実施形態の製造方法は、液滴吐出法（液相法）を用いてキャパシタを製造する方法である。
尚、本発明において液滴吐出法とは、液状体からなる液滴を所望のパターンに吐出することにより、基体上に所望のパターンを形成する方法であり、インクジェット法などの総称である。ただし、吐出する液状体（液滴）としては、印刷物に用いられる所謂インクではなく、デバイスを構成する各種材料物質を含む液状体であり、この材料物質として具体的には、導電物質または絶縁物質として機能し得る物質などが挙げられる。
【００６１】
＜液滴吐出ヘッド＞
まず、キャパシタ１の具体的な製造方法の説明に先立ち、液滴吐出法に用いられる吐出ヘッドの一例について説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように吐出ヘッド３４は、例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数のキャビティ１５…とリザーバ１６とが形成されており、これらキャビティ１５…とリザーバ１６とは流路１７を介して連通している。各キャビティ１５とリザーバ１６の内部とは液状体で満たされるようになっており、これらの間の流路１７はリザーバ１６からキャビティ１５に液状体を供給する供給口として機能するようになっている。また、ノズルプレート１２には、キャビティ１５から液状体を噴射するための孔状のノズル１８が縦横に整列した状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、リザーバ１６内に開口する孔１９が形成されており、この孔１９には、液状体タンク（図示せず）がチューブ（図示せず）を介して接続されている。
また、振動板１３のキャビティ１５に向く面と反対の側の面上には、図６（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１、２１間に挟持され、通電により外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。
【００６２】
このような構成のもとに圧電素子２０が接合された振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲し、これによりキャビティ１５の容積を増大させる。すると、キャビティ１５内とリザーバ１６内とが連通しており、リザーバ１６内に液状体が充填されている場合には、キャビティ１５内に増大した容積分に相当する液状体が、リザーバ１６から流路１７を介して流入する。
そして、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。よって、キャビティ１５も元の容積に戻ることから、キャビティ１５内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル１８から液状体の液滴２２が吐出される。
【００６３】
尚、吐出ヘッドの吐出手段としては、前記の圧電素子（ピエゾ素子）２０を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、さらにはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００６４】
＜第１電極の形成工程＞
まず、図７（ａ）に示すように、前記の吐出ヘッド３４を用いた液滴吐出法（インクジェット法）により、金属微粒子を含む液状体、又はペロブスカイト型金属酸化物の前駆体化合物を含む液状体を基体５３の層間絶縁膜５２上の所望位置、すなわち埋め込み配線５上に配する。
金属粒子を含む液状体としては、白金、イリジウム、ルテニウム、金、銀等から選択された一種または複数種とされ、これら金属微粒子を分散媒に分散して液状体に調製する。金属微粒子の粒径は、５０ｎｍ以上０．１μｍ以下とするのが好ましく、このような範囲とすることにより、分散媒に分散しやすくなり、また吐出ヘッド３４からの吐出性も良好となる。尚、金属微粒子については、その表面を有機物などでコーティングしておくことにより、分散媒中への分散性を高めておいてもよい。
【００６５】
金属微粒子を分散させるための分散媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇを越えると、吐出により塗布膜を形成した際に分散媒が先に蒸発してしまい、良好な塗布膜が形成し難くなるからである。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ未満であると、乾燥速度が遅くなって塗布膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱処理後に良質の導電膜が得られ難くなるからである。また、特に前記分散媒の蒸気圧が、５０ｍｍＨｇ以下であれば、前記吐出ヘッド３４から液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり難くなり、安定な吐出が可能となるためより好ましい。
【００６６】
使用する溶媒としては、前記の金属微粒子を凝集を生じさせることなく良好に分散させることができるものであれば、特に限定されることはない。具体的には、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系溶媒、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、金属微粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、更に好ましい溶媒としては水、炭化水素系分散媒を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用可能である。
【００６７】
前記金属微粒子を分散媒に分散させて分散液を形成する際の、分散液中の金属微粒子の濃度としては、１重量％以上８０重量％以下とするのが好ましく、特にこの範囲において、形成する金属膜（第１電極２）の膜厚に応じて調整するのが望ましい。８０重量％を越えると、金属微粒子の凝集が生じやすくなって均一な塗布膜が得にくくなるからであり、また、１重量％未満では分散媒を蒸発させるための乾燥に長時間を要することとなり、生産性が低下するからである。
【００６８】
尚、この金属微粒子分散液にあっては、目的の機能を損なわない範囲で、必要に応じてフッ素系、シリコン系、ノニオン系などの表面張力調節材を微量添加してもよい。
ノニオン系表面張力調節材は、分散液の塗布対象物への濡れ性を良好にし、塗布した膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものとなる。このノニオン系表面張力調節材を添加して調製した金属微粒子分散液については、その粘度を１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下にするのが好ましい。粘度が１ｍＰａ・ｓ未満であると、液滴吐出ヘッド３４のノズル周辺部が液状体の流出により汚れ易くなってしまい、また、粘度が５０ｍＰａ・ｓを越えると、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなってしまうからである。
【００６９】
さらに、このようにして調製した金属微粒子分散液としては、その表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲に入ることが望ましい。表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、７０ｄｙｎ／ｃｍを越えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため、インク組成物の吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるからである。
【００７０】
このような金属微粒子分散液を前記の吐出ヘッド３４によって層間絶縁膜５２上の所望位置に配し、この金属微粒子分散液によって所定パターンに塗布したら、基体５３を加熱することによって金属微粒子分散液に熱処理を施す。すると、金属微粒子分散液中から分散媒が除去され、さらに金属微粒子が焼結されることにより、図７（ｂ）に示すように微粒子間の電気的接触が十分良好となった第１電極２が形成される。
熱処理の条件としては、特に限定されることなく一般的な条件が採用可能である。例えば、熱処理雰囲気としては、大気中で行なってもよく、また、必要に応じて窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。熱処理温度としては、分散媒の沸点（蒸気圧）、圧力および金属微粒子の熱的挙動を考慮して適宜に決定されるが、特に４００℃以下とするのが好ましい。４００℃以下とすることにより、例えば基体５３に他の半導体素子やＡｌ配線、樹脂からなる保護層や絶縁層等を形成している場合に、これらへの熱的影響を十分に少なくすることができるからである。
【００７１】
熱処理における加熱方法としては、通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他に、ランプアニールによっても行うこともできる。ホットプレートや電気炉などで熱処理を行う場合、その条件としては例えば熱処理温度が３００℃とされ、処理時間が３０分間とされる。このような条件で第１電極２を形成することにより、得られる第１電極２は例えばその厚さが０．１μｍ程度となる。
また、ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないものの、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
【００７２】
また先に記載したペロブスカイト型金属酸化物からなる第１電極２を形成する場合には、金属アルコキシドや金属有機酸塩等の前駆体化合物を含む液状体を調製して用いる。先に記載のように、この構成では層間絶縁膜５２上にバッファ層６を形成しておくことが好ましいので、本製造方法の液相成膜に供する基体として、先のバッファ層６までを気相法により形成した基体を用いてもよく、さらには第１電極における結晶性を高めるために、第３バッファ層９上に、第１電極を構成するペロブスカイト型金属酸化物の層をシード層として形成しておいても良い。
尚、バッファ層６は絶縁膜を含むものであるので、バッファ層を介して第１電極２を形成する場合には、第１電極２と埋め込み配線５との導電接続構造は図１とは異なる構成となる。例えば、埋め込み配線５と第１電極２とは、バッファ層６の外側の領域にて導電接続されるか、あるいはバッファ層６を貫通して設けられた導電部材を介して接続された構成となる。
【００７３】
＜誘電体膜の形成工程＞
次に、誘電体膜３を構成するＢｉＦｅＯ３、又はＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３の前駆体化合物として、この酸化物の各構成金属、すなわちＢｉ、Ｆｅ、あるいはＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉを含有する金属アルコキシドあるいは炭酸塩等の金属塩を、それぞれの金属元素ごとに用意する。
具体的例を挙げると、上記有機酸塩としては、２エチルヘキサン酸ビスマス（Ｂｉ）、２エチルヘキサン酸鉄（Ｆｅ）、酢酸鉛３水和物（Ｐｂ）、オキシ酢酸ジルコニウム（Ｚｒ）、２エチルヘキサン酸チタン（Ｔｉ）等を用いることができ、いずれもテトラデカン、ブトキシエタノール、キシレン等の溶媒に溶解して用いる。
【００７４】
そして、これら金属化合物を、ＢｉＦｅＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３のそれぞれについて構成元素のモル比（例えばＢｉＦｅＯ３の場合、Ｂｉ：Ｆｅ＝１：１、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３の場合、Ｐｂ：（Ｚｒ，Ｔｉ）＝１：１）となるように混合する。また、得られた混合溶液に対して、第２金属酸化物の前駆体化合物を含む溶液を所定量添加する。第２金属化合物（ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３）の前駆体化合物には、例えば２エチルヘキサン酸ストロンチウム（Ｓｒ）、２エチルヘキサン酸チタン（Ｔｉ）、ジエトキシカルシウム（Ｃａ）、トリイソプロポキシランタン（Ｌａ）、トリイソプロポキシイットリウム（Ｙ）等を用いることができ、ブトキシエタノール、キシレン等の溶媒に溶解したものを用いる。
尚、このようにして混合された前駆体化合物について、液滴吐出法による吐出に適した物性を付与するべく、例えばアルコール類等の適宜な溶媒あるいは分散媒等を添加することにより、ゾル状の液状体に調製するのが好ましい。
【００７５】
続いて、このようにして調製したゾル状の液状体を、前記吐出ヘッド３４によって前記第１電極２上に均一な厚さとなるように配する（塗布する）。
次いで、所定温度（例えば２００℃）で所定時間（例えば１０分間）乾燥し、液状体中の液分を除去する。さらに、この乾燥後、大気雰囲気下において所定の高温（例えば４００℃）で所定時間（例えば１０分間）脱脂（仮焼成）し、これによって金属に配位している有機成分を熱分解し、金属を酸化することにより、先に記載の金属酸化物とする。そして、このような塗布→乾燥→脱脂の各工程を所定回数繰り返し、金属酸化物を所望の厚さにする。その後、例えばＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）炉で酸素フローしながら所定温度、例えば４５０〜５５０℃で１０分間熱処理を行い、前記金属酸化物を焼成して図７（ｃ）に示すように第１電極２上に誘電体膜３を厚さ０．２μｍ程度に形成する。また、基体５３に熱的影響を与えないためにも熱処理温度はなるべく低くすることが好ましい。
【００７６】
ここで、このようにゾル状の液状体によって誘電体膜３を形成する場合、この液状体を吐出した際にこれが濡れ広がってしまい、所望の形状、すなわち第１電極２の全面をほぼ覆うような形状になりにくくなっている。そこで、このような誘電体膜３の形成に先立ち、第１電極２を形成した基体５３（層間絶縁膜５２）の表面に例えばフルオロアルキルシランを用いた自己組織化膜を形成し、前記ゾル状の液状体に対する親和性が低い撥液部を形成しておき、必要以上に液状体が濡れ広がるのを防止するようにしてもよい。
【００７７】
「撥液部形成工程」
この撥液部を形成するには、例えば図８に示すように、基体５３の表面、すなわち第１電極２の表面と露出した層間絶縁膜５２の表面に、前記ゾル状の液状体に対して所定の接触角を持つようにしてフルオロアルキルシランなどからなる自己組織化膜１００１を形成する。前記接触角は、２０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下であることが望ましい。
第１電極２および層間絶縁膜５２の表面を処理するための有機分子膜は、これらに結合可能な第１の官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基等の基体の表面性を改質する、すなわち、表面エネルギーを制御する第２の官能基と、第１及び第２の官能基を互いに結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えたもので、前記の各表面に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成するものである。
【００７８】
自己組織化膜１００１とは、下地層となる第１電極２や層間絶縁膜５２の構成原子に反応可能な結合性官能基と、それ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を配向させて形成された膜である。従って、この自己組織化膜１００１は、単分子が配向して形成されていることによりその膜厚が極めて薄くなり、さらに分子レベルで均一な膜となる。また、膜の表面に同じ分子が位置していることから、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与するものとなる。
【００７９】
前記の高い配向性を有する化合物、すなわち自己組織化膜１００１を形成する化合物としては、基体５３側との密着性及び良好な撥液性を付与する等の理由により、フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）が好適に用いられる。フルオロアルキルシランを用いれば、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜１００１が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
このようなフルオロアルキルシランとしては、例えばヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が好適に用いられる。尚、使用に際しては、一つの化合物（ＦＡＳ）を単独で用いてもよく、２種以上の化合物（ＦＡＳ）を併用してもよい。
【００８０】
このような自己組織化膜１００１を形成するには、前記の原料化合物（ＦＡＳ）と基体５３とを同一の密閉容器中に入れておく。すると、室温の場合には２〜３日程度放置することで自己組織化膜１００１が基体５３上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃に保持しておけば、３時間程度で自己組織化膜１００１が基体５３上に形成される。また、このような気相からの形成法に代えて、液相から自己組織化膜１００１を形成することも可能である。例えば、原料化合物を含む溶液中に基体を浸積し、洗浄、乾燥することで基体上に自己組織化膜１００１を形成することができる。
尚、自己組織化膜１０００を形成する前に、基体表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施しておくのが望ましい。
【００８１】
このようにして、第１電極２の表面と層間絶縁膜５２の表面とを撥液化し、特に第１電極２の表面に配した前記ゾル状の液状体を濡れ広がりにくくすることにより、これが層間絶縁膜５２の表面にまで広がってここで成膜されてしまい、得られる誘電体膜３が所望形状から大きく異なってしまうのを防止することができる。
尚、誘電体膜３を所望形状、すなわち第１電極２のほぼ全面を覆うような形状にするためには、少なくとも前記第１電極２の周辺の層間絶縁膜５２（基体５３）表面に撥液部を形成しておけばよい。そして、第１電極２の表面については、必ずしもこれを撥液部とすることなく、例えば親液部（前記ゾル状の液状体に対する親和性が高い部分）にしてもよい。
【００８２】
第１電極２の表面を親液部にするためには、例えば所望のパターン、すなわち第１電極２の表面形状に対応する開口パターンが形成されたマスク（図示せず）を通して前記自己組織化膜１００１に紫外光などを照射する。すると、紫外光が照射された領域は自己組織化膜１００１が除去され、例えばヒドロキシル基が表面に露出する。これにより、ＦＡＳの領域に比べて非常に濡れ易い性質を示す、親液部となる。
【００８３】
また、前述したようなＦＡＳを除去した領域に第２の自己組織化膜を形成するようにしてもよい。この第２の自己組織化膜を形成する化合物としても、ＦＡＳと同様に結合性官能基と表面を改質する官能基を有し、結合性官能基が基体表面のヒドロキシル基等と結合して自己組織化膜を形成するものとされる。ただし、この第２の自己組織化膜の表面を改質する官能基としては、ＦＡＳと異なり親液性を示すもの、あるいは金属微粒子との結合力の強いものとされ、具体的にはアミノ基やチオール基などとされる。このような第２の自己組織化膜を形成することにより、前記のゾル状の液状体をより確実に第１電極２上に配し、所望形状の誘電体膜３を形成することが可能になる。また、得られた誘電体膜３の第１電極２への密着力も高まる。このような第２の自己組織化膜を形成する化合物としては、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００８４】
＜第２電極の形成工程＞
このようにして誘電体膜３までを形成したら、続いてこの誘電体膜３上に、図７（ｄ）に示すように第２電極４を形成する。この第２電極４の形成については、前記の第１電極２の形成法とほぼ同一の形成法によって行うことができる。すなわち、前記の吐出ヘッド３４を用いた液滴吐出法（インクジェット法）により、金属微粒子を含む液状体を誘電体膜３上に配し、その後熱処理を施して金属微粒子を焼結することにより、第２電極４を形成する。そして、これによりキャパシタ１（１ａ、１ｂ）を得る。
液状体中に含有させられる金属微粒子、すなわち第２電極４の形成材料となる金属微粒子としては、第１電極２の場合と同様、白金、イリジウム、ルテニウム、金、銀等から選択された一種または複数種、あるいはペロブスカイト型の金属酸化物（ＳｒＲｕＯ３等）が用いられる。また、熱処理についても、特に４００℃以下で行うのが好ましい。
【００８５】
尚、この第２電極４の形成に先立ち、誘電体膜３の形成の前処理として行った撥液部形成工程を行ってもよい。すなわち、前述したフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）等による撥液部を、誘電体膜３の表面および層間絶縁膜５２の表面に形成し、液状体が濡れ広がることを防止して第２電極４が誘電体膜３上に選択的に形成されるようにしてもよい。また、前述した第１電極２の形成に際しても、その形成に先立ち、基体５３（層間絶縁膜５２）の表面に撥液部を形成してもよい。さらに、このように各電極２、４の形成の前処理として撥液部を形成する場合、特に液状体を直接配する箇所については、前述したように紫外光の照射等によって親液部にしてもよい。
また、第１電極２、第２電極４については、その形成法として液滴吐出法を採用することなく、蒸着法やスパッタ法等を採用してこれらを形成するようにしてもよい。
このようにして第２電極４を形成したら、この第２電極４に接続する配線やこれらを覆う保護層、絶縁層を形成することにより、半導体装置５０を得る。
【００８６】
本実施形態の製造方法によれば、ゾル状の液状体を液滴吐出法によって配し、これを熱処理することで誘電体膜３を形成しているので、大掛かりな成膜装置を必要とせず、また材料の使用効率や消費エネルギーの点でも有利になることなどから、コスト低減化を図ることができる。さらに、液状体を所望位置に配することでエッチングによるパターニングが不要になることから、エッチングに起因する誘電体膜のダメージをなくして特性向上を図ることができる。
【００８７】
また、このようにして得られたキャパシタ１を備えた半導体装置５０は、特に誘電体膜３が液滴吐出法を用いて形成されていることから、コストが低減化されたものとなる。また、キャパシタ１を液滴吐出法で形成することにより、同一平面上に異なるタイプのものを作り分けることができる。従って、例えば従来の回路内部のキャパシタや外付けのキャパシタとして、本発明の製造方法を適用してこれらを容易にしかも低コストで作製することができる。特に、回路内部に用いるものと外付けのものとではそれぞれ要求される容量が異なる場合があるが、これらの作り分けも、例えば誘電体膜の形成材料として誘電率の異なるものを用いることにより、容易に行うことができる。
さらに、上記実施形態の製造方法では、液状体を熱処理するに際しての加熱温度を低くできるため、基体５３上に既設の半導体素子や配線等への熱的影響が少なくなり、半導体装置の設計自由度を高めることができ、また効率的に製造を行うことができる。
【００８８】
以下、上記実施の形態に基づく技術思想を列挙しておく。
前記液状体を、液滴吐出法によって前記第１電極上に配する工程の前に、前記基体及び前記第１電極の表面にフルオロアルキルシランを用いた自己組織化膜を形成する工程、を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
この製造方法によれば、上記自己組織化膜による表面改質作用を利用して前記液状体の配置状態を制御することができ、例えば所定領域に選択的に液状体を配置することも可能になる。フルオロアルキルシランからなる自己組織化膜を用いた場合、自己組織化膜の形成領域は前記液状体に対する撥液部となり、光照射された領域は親液部となるので、光照射工程と組み合わせることで、第１電極上への液状体の選択配置を正確かつ容易に行うことができる。
【００８９】
前記基体及び前記第１電極誘電体膜の表面にフルオロアルキルシランを用いた自己組織化膜を形成する工程の後に、前記第１電極表面に形成されたフルオロアルキルシランに光を照射する工程、を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。この製造方法によれば、前記光照射により自己組織化膜と前記液状体との親和性を制御でき、光照射した領域に前記液状体を配置すれば、その外側の領域に液状体が濡れ広がるのを防止できる。従って本方法によれば、液状体の滴下位置制御を容易に行うことができる。
【００９０】
前記第１電極を形成する工程が、第１金属微粒子を第１分散媒に分散させた第１液状体を液滴吐出法によって前記基体上に配する工程と、前記第１液状体を熱処理することで前記第１分散媒を除去する工程と、前記第１金属微粒子を焼結することによって前記第１電極を形成する工程と、を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
この製造方法では、第１電極についても液状体を液滴吐出法により選択的に配置し、これを熱処理することで形成するので、大掛かりな成膜装置を必要とせず、また材料の使用効率や消費エネルギーの点でも有利になることがから、製造コストの低減を実現できる。
【００９１】
前記第１金属微粒子が、白金、イリジウム、ルテニウム、金、または銀の少なくと一種からなる微粒子であり、前記第１金属微粒子を焼結する熱処理温度は、４００℃以下であることを特徴とするキャパシタの製造方法。
この製造方法によれば、低抵抗で酸化しにくく、安定した金属膜からなる電極を形成することが可能になる。また熱処理温度を４００℃以下としているので、例えば基体に他の半導体素子や配線等を形成している場合にこれらへの熱的影響を少なくすることが可能になる。
【００９２】
前記第２電極を形成する工程が、第２金属微粒子を第２分散媒に分散させた第２液状体を液滴吐出法によって前記誘電体膜上に配する工程と、前記誘電体膜上の第２液状体を熱処理することで前記第２分散媒を除去する工程と、前記第２金属微粒子を焼結することによって第２電極を形成する工程と、を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
この製造方法では、第２電極についても液状体を液滴吐出法によって選択的に配置し、これを熱処理するので、大掛かりな成膜装置を必要とせず、また材料の使用効率や消費エネルギーの点でも有利になることから、製造コストの低減が可能である。
【００９３】
前記第２金属微粒子が、白金、イリジウム、ルテニウム、金、または銀の少なくと一種からなる微粒子であり、前記第２金属微粒子を焼結する熱処理温度は、４００℃以下であることを特徴とするキャパシタの製造方法。
この製造方法によれば、低抵抗で酸化しにくく、安定した金属膜からなる電極を形成することが可能になる。また熱処理温度を４００℃以下としているので、例えば基体に他の半導体素子や配線等を形成している場合にこれらへの熱的影響を少なくすることが可能になる。
【００９４】
前記第１電極を形成する工程又は第２電極を形成する工程が、ペロブスカイト型の金属酸化物からなる導電膜を形成する工程であることを特徴とするキャパシタの製造方法。この製造方法において、前記第１電極を形成するに際して、前記ペロブスカイト型の金属酸化物としてＳｒＲｕＯ３を用いることを特徴とするキャパシタの製造方法。
上記構成の第１電極を形成することで、その上に形成される誘電体膜の結晶性を向上させ、もって高誘電率の誘電体膜を形成することが可能になる。特にＳｒＴｉＯ３を用いることで、顕著な結晶性向上効果を得ることができる。
【実施例】
【００９５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するとともに、本発明の効果を明らかなものとする。
本実施例では、図３及び図４に示した実施形態の製造方法によりキャパシタを製造し、誘電体膜３における第２金属酸化物の含有量を種々に変えた場合の誘電率の変化、及び分極量の電圧特性におけるヒステリシスの変化について検証した。尚、本例では第２金属酸化物として、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３のいずれかを用いた。
【００９６】
（実施例１）
まず、基体５３のポリイミドからなる層間絶縁膜５２上の所定位置に、図４（ａ）〜（ｃ）に示した工程に沿ってＭｇＯからなる第１バッファ層７と、イットリア安定化ジルコニアからなる第２バッファ層８と、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘからなる第３バッファ層９とを順次積層してバッファ層６を形成した。尚、第１バッファ層７の形成には、イオンビームアシスト法を用いた。続いて、図５（ａ）〜（ｃ）に示した工程に沿って、ＳｒＲｕＯ３からなる第１電極２と、ＢｉＦｅＯ３−ＳｒＴｉＯ３からなる誘電体膜３と、ＳｒＴｉＯ３からなる第２電極４とを順次積層形成した。
【００９７】
本実施例では、上記誘電体膜３の形成に際して、ＢｉＦｅＯ３形成用ターゲットと、ＳｒＴｉＯ３形成用ターゲットとを同時に成膜に用いるとともに、それぞれのターゲットに照射するレーザー光の強度を変えることで、誘電体膜３におけるＳｒＴｉＯ３の含有量を０〜５０モル％の間で変化させて複数のサンプルを作製した。
次に、上記の工程により得られたキャパシタのサンプルについて、誘電率、及び電圧に対する分極量の変化を測定した。測定結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2005191154.tif 000003
【００９９】
（実施例２）
次に、誘電体膜３をＢｉＦｅＯ３−ＣａＴｉＯ３とした以外は、上記実施例１と同様として複数のキャパシタのサンプルを作製した。すなわち、誘電体膜３の成膜に際して、ＢｉＦｅＯ３形成用ターゲットと、ＣａＴｉＯ３形成用ターゲットとを同時に用いるとともに、これらのターゲットに照射するレーザー光の強度を変えることで誘電体膜の組成比を種々に変えてサンプルを作製した。そして、これらのサンプルについて誘電率、及び電圧に対する分極量の変化を測定した。測定結果を表２に示す。
【０１００】
【表２】
2005191154.tif 000004
【０１０１】
（実施例３）
次に、誘電体膜３をＢｉＦｅＯ３−Ｌａ２Ｏ３とした以外は、上記実施例１と同様として複数のキャパシタのサンプルを作製した。すなわち、誘電体膜３の成膜に際して、ＢｉＦｅＯ３形成用ターゲットと、Ｌａ２Ｏ３形成用ターゲットとを同時に用いるとともに、これらのターゲットに照射するレーザー光の強度を変えることで誘電体膜の組成比を種々に変えてサンプルを作製した。そして、これらのサンプルについて誘電率、及び電圧に対する分極量の変化を測定した。測定結果を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
2005191154.tif 000005
【０１０３】
上記各実施例１〜３における評価結果を示した表１〜表３より明らかなように、強誘電体であるＢｉＦｅＯ３に対して第２金属酸化物（ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３）を添加することで、分極量の電圧に対するヒステリシスを無くすことができ、エネルギー損失が少なく、挙動制御性に優れたキャパシタを実現できることがわかる。また第２金属酸化物の種類により異なるが、添加量を多くするほど誘電率が低下しており、小型高容量のキャパシタを実現しうる誘電率が得られる第２金属酸化物の添加量範囲は、ＳｒＴｉＯ３では４０モル％以下、ＣａＴｉＯ３では３５モル％以下、Ｌａ２Ｏ３では３０モル％以下である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施形態であるキャパシタを示す側断面図。
【図２】本発明の一実施形態である半導体装置を示す側断面図。
【図３】バッファ層を介して形成された形態のキャパシタを示す側断面図。
【図４】第１実施形態に係る製造工程を示す断面工程図。
【図５】第１実施形態に係る製造工程を示す断面工程図。
【図６】吐出ヘッドの要部斜視図（ａ）、及び要部側断面図（ｂ）。
【図７】第２実施形態に係る製造工程を示す断面工程図。
【図８】同、撥液部を形成した場合の例を説明するための側断面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１ａ、１ｂ…キャパシタ、２…第１電極、３…誘電体膜、４…第２電極、６…バッファ層、７…第１バッファ層、８…第２バッファ層、９…第３バッファ層、５０…半導体装置、５１…基板、５２…層間絶縁膜、５３…基体
【図１】
2005191154.tif 000006
【図２】
2005191154.tif 000007
【図３】
2005191154.tif 000008
【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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