(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空蒸着装置内に、ＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）、ＭｎおよびＬａのソース源を強誘電体膜が成膜される基板と対向させて配設し、ＲＥおよびＭｎにＬａを一部加えて蒸発させることにより、基本構造がＲＥＭｎＯ3でさらにＲＥの一部がＬａと置換された強誘電体材料を前記基板表面に成膜する強誘電体材料の製法。
【請求項２】
前記基板の成膜面に酸化源を吹き付け、前記真空蒸着装置内の酸素の分圧が１０-3Ｔｏｒｒ以下で前記ソース源の金属を蒸発させることにより、強誘電体材料を成膜する請求項１記載の製法。
【請求項３】
ターゲットと強誘電体膜が成膜される基板とを対向させてレーザアブレーションにより前記強誘電体膜を成膜する方法であって、前記ターゲットにＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）とＭｎの他にＬａを添加したものを使用し、該ターゲットにレーザを照射することにより、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換された組成からなる強誘電体材料を前記基板表面に成膜する強誘電体材料の製法。
【請求項４】
ターゲットと強誘電体膜が成膜される基板とを対向させてスパッタリングにより前記強誘電体膜を成膜する方法であって、前記ターゲットにＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）とＭｎの他にＬａを添加したものを使用し、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換された組成からなる強誘電体材料を前記基板表面に成膜する強誘電体材料の製法。
【請求項５】
半導体基板表面側に強誘電体膜を有する半導体記憶装置であって、前記強誘電体膜がＲＥＭｎＯ3（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）を基本構造として、ＲＥの一部がＬａと置換された組成の強誘電体材料からなる半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は不揮発性メモリ、薄膜型コンデンサ、電気光学デバイスなどを構成することができる強誘電体材料の薄膜の製法およびその材料を用いた半導体記憶装置に関する。さらに詳しくは、ＲＥＭｎＯ3（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素、以下同じ）を基本構造とする強誘電体材料の薄膜の製法およびその薄膜を用いた半導体記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、強誘電体膜の自発分極による半導体層の抵抗変化を検出する方式のメモリ（半導体記憶装置）の代表的なものには、金属膜−強誘電体膜−半導体層構造（以下、ＭＦＳ構造という）のＦＥＴがある。これは、ゲート絶縁膜に強誘電体材料を用いたもので、図４（ａ）〜（ｂ）に強誘電体の残留分極と共に示されるように、強誘電体の残留分極によりチャネル部に反転層を形成して書込みを行う。このタイプのメモリは非破壊読出しが可能なため、書換回数を向上させるには有利となる。図４（ａ）〜（ｂ）において、２１はたとえばｐ型の半導体基板、２２、２３はそれぞれｎ+ 型の不純物が導入されて形成されたソース領域およびドレイン領域、２６はソース領域２２およびドレイン領域２３により挟まれたチャネル領域で、そのチャネル領域２６上に強誘電体膜２７およびゲート電極２８がそれぞれ形成されている。（ａ）はゲート電極２８に正の電位が印加されてオンの状態を示し、（ｂ）はゲート電極２８に負の電位が印加されてオフの状態を示している。この強誘電体膜２７として、従来はＢａＴｉＯ3、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ1-x Ｔｉx ）Ｏ3）、ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-yＬａy（Ｚｒ1-aＴｉa）1-y/4Ｏ3）などの酸化物ペロブスカイト構造を有するものが用いられている。
【０００３】
一方、ＭＦＳ構造では、Ｓｉからなる半導体基板２１上に強誘電体膜２７を形成する際に、その界面にＳｉＯ2のような不要な膜が生成され、動作電圧が増大するだけでなく、トラップ準位の発生により強誘電体膜２７中に電荷が注入され、残留分極により電荷を打ち消してしまうという問題がある。このような問題を避けるため、上からコントロール電極、強誘電体膜、フローティングゲート、ゲート酸化膜（ＳｉＯ2）、Ｓｉ基板と積層されたＭＦＭＩＳ構造のものも考えられている。この構造では、強誘電体膜を電極の金属材料上に成膜することができるため、金属材料を選ぶことにより、電極上に整合性よく強誘電体膜を形成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
強誘電体材料として、従来のように、ＲＥＭｎＯ3以外の酸化物ペロブスカイト構造の酸化物を使用すると、前述のように、Ｓｉ上に直接強誘電体膜を成膜しようとしても、Ｓｉ基板の表面が酸化してＳｉＯ2などの酸化膜を介在させることになる。この酸化膜は誘電率が小さく、誘電率の大きい強誘電体膜より多くの電圧を消耗するため、高い書込み電圧を必要とするなどの問題がある。しかも、従来用いられている酸化物ペロブスカイト構造の強誘電体は酸素欠損が生じて価数変動が起こる可能性があり、空間電荷が増加し得る。そのため、強誘電特性が低下するという問題がある。
【０００５】
一方、本発明者らは、たとえば第５６回応用物理学会学術講演会予稿集の４４０頁「ＲｅＭｎＯ3 薄膜の不揮発性メモリー応用の提案」（１９９５年、８月２６日発行）にも発表しているように、ＹＭｎＯ3などの、Ｙを含むランタノイド系元素ＲＥとＭｎの酸化物であるＲＥＭｎＯ3は、強誘電特性を有すると共に、誘電率が小さいなどの利点を有する材料で、不揮発性メモリへの応用を提案している。しかし、ＲＥＭｎＯ3は成膜条件が難しくて、完全な結晶構造で成膜され難いため、リーク電流などの誘電特性が悪く実用化に至っていない。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、ＲＥＭｎＯ3の基本構造で、さらに強誘電特性を向上させ、半導体基板などに成膜することができて、半導体メモリなどに用いた場合にその特性を向上し得る強誘電体材料の具体的な成膜法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、本発明による強誘電体材料を用いた半導体記憶装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはＳｉ基板などに強誘電特性の優れたＲＥＭｎＯ3を基本構造とする強誘電体膜を得るため鋭意検討を重ねた結果、ＲＥＭｎＯ3はバンドギャップが小さく、若干のキャリアの存在によってもリーク電流が増加しやすい性質を有しており、しかもｐ型になりやすいということを見出し、Ｌａを添加することによって組織が微細均一になると共に、リーク電流を減少させ得ることを見出した。Ｌａはイオン半径の面から好ましい。
【０００９】
ここにＲＥとは、Ｙ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどを含むＬａを除くランタノイド系元素を意味する。
【００１０】
本発明の真空蒸着による強誘電体材料の製法は、真空蒸着装置内に、ＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）、ＭｎおよびＬａのソース源を強誘電体膜が成膜される基板と対向させて配設し、ＲＥおよびＭｎにＬａを一部加えて蒸発させることにより、基本構造がＲＥＭｎＯ3でさらにＲＥの一部がＬａと置換された強誘電体材料を前記基板表面に成膜することにより、基本構造がＲＥＭｎＯ3の強誘電体材料を前記基板表面に成膜するものである。
【００１１】
前記基板の成膜面に酸化源を吹き付け、前記真空蒸着装置内の酸素の分圧が１０-3Ｔｏｒｒ以下で前記ソース源の金属を蒸発させることが、ソース源（以下、蒸発源ともいう）の酸化を防止することができ、ＲＥやＭｎの個々の酸化物の生成を防止することができるため、結晶性に優れ強誘電特性の優れた強誘電体膜が得られるため好ましい。
【００１２】
ここに酸化源とは、酸素、オゾン、Ｎ2Ｏ、ラディカルイオン源などの相手の元素を酸化させ得る気体、イオンなどを意味する。
【００１３】
本発明のレーザアブレーションによる強誘電体材料の製法は、ターゲットと強誘電体膜が成膜される基板とを対向させてレーザアブレーションにより前記強誘電体膜を成膜する方法であって、前記ターゲットにＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）とＭｎの他にＬａを添加したものを使用し、該ターゲットにレーザを照射することにより、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換された組成からなる強誘電体材料を前記基板表面に成膜するものである。成膜装置内は酸素の分圧を１０-2Ｔｏｒｒ以下、さらに好ましくは１０-4Ｔｏｒｒ以下とし、基板の成膜面に前記酸化源を吹き付けながら行うことが、成膜途中でＲＥやＭｎの個々の酸化物の生成を防止することができるため、結晶性に優れ強誘電特性の優れた強誘電体膜を得るのに好ましい。前記ターゲットにＬａを含有したＲＥとＭｎとの非酸化物合金を用いることにより、ターゲットから飛散中にＲＥやＭｎの個々の酸化物が生成し難く、より一層結晶性の良い強誘電体膜が得られる。
【００１４】
本発明のスパッタリングによる強誘電体材料の製法は、ターゲットと強誘電体膜が成膜される基板とを対向させてスパッタリングにより前記強誘電体膜を成膜する方法であって、前記ターゲットにＲＥ（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）とＭｎの他にＬａを添加したものを使用し、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換された組成からなる強誘電体材料を前記基板表面に成膜するものである。
【００１５】
この場合も、成膜装置内は酸素の分圧を１０-2Ｔｏｒｒ以下、さらに好ましくは１０-4Ｔｏｒｒ以下とし、基板の成膜面に前記酸化源を吹き付けながら行うことが、成膜途中でＲＥやＭｎの個々の酸化物の生成を防止することができるため、結晶性に優れ強誘電特性の優れた強誘電体膜を得るのに好ましい。また、前記ターゲットにＲＥとＭｎとの非酸化物合金を用いることにより、ターゲットから飛散中にＲＥやＭｎの個々の酸化物が生成し難く、より一層結晶性の良い強誘電体膜が得られることも同様である。
【００１６】
本発明の半導体記憶装置は、半導体基板表面側に強誘電体膜を有する半導体記憶装置であって、前記強誘電体膜がＲＥＭｎＯ3（ＲＥはＹを含むランタノイド系元素）を基本構造として、ＲＥの一部がＬａと置換された組成の強誘電体材料からなっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の強誘電体材料の製法およびその強誘電体材料を用いた半導体記憶装置について説明をする。
【００１８】
前述のように、ＲＥＭｎＯ3はつぎのような特徴を有している。
（１）ＲＥもＭｎも非常に酸化しやすい金属であるため、酸素欠損による空間電荷が少ない。
（２）揮発性元素のＰｂやＢｉなどを含まないため、空間電荷が少ない。
（３）一軸性（六方晶系）の強誘電体であるため、ドメイン反転に伴う疲労が少ない。
（４）ＭＦＳデバイスとして用いる場合の強誘電体膜と接するＳｉ基板部分の自然酸化膜を還元し、強誘電体膜に効果的に電圧を印加することができる。
（５）比誘電率が約２０と小さいため、ＭＦＩＳ構造（強誘電体膜と半導体基板との間に絶縁膜が形成される構造）のデバイスとして用いる場合、強誘電体膜に効果的に電圧を印加することができる。
（６）フローティングゲート型（前述のＭＦＭＩＳ構造）で用いる場合、３価の元素を添加して抵抗を小さくしたＺｎＯを電極として用いることができる。このＺｎＯはどのような基板上でも容易にＣ軸配向すると共に、エッチングしやすいなどのメリットがある。
【００１９】
しかし、前述のように、たとえば半導体記憶装置を製造するために、半導体基板上にＲＥＭｎＯ3の薄膜を成膜しても、リーク電流が多く、強誘電特性が著しく低下し、半導体記憶装置や薄膜コンデンサなどへの実用化が行われていない。
【００２０】
本発明者らは、ＲＥＭｎＯ3を基本構造とする強誘電体材料をメモリや薄膜コンデンサとして用いるために、この材料でリーク電流の低下などの特性の向上を図るために鋭意検討を重ねた結果、ＲＥＭｎＯ3の薄膜からなる強誘電体膜はｎ型になっており、ＲＥの一部をＬａと置換することによりリーク電流を減少させることができることを見出した。すなわち、前述の方法により成膜された強誘電体膜の起電力を熱プローブ法およびホール効果を利用したものの両方で測定した結果、従来のままのＲＥＭｎＯ3ではｐ型になっており、Ｌａを添加することによりｐ型は観測されなくなることが判明した。ＲＥＭｎＯ3はバンドギャップが小さく、若干のキャリアの存在によってもリーク電流が増加しやすいが、このＬａを添加することにより、組織が微細均一になり、リーク電流が減少する。
【００２１】
ＲＥ元素の一例としてＹを用いた場合、ＲＥの一部をＬａと置換した基本構造がＹＭｎＯ3の強誘電体膜を成膜するには、真空蒸着法による成膜においては、ソース源としてさらにＬａを準備し、蒸発量を抑制して他のＹやＭｎと共に蒸発させることにより、またはＹとＬａとの合金をソース源として用いることにより、ＲＥ元素の一部をＬａと置換した強誘電体膜を成膜することができる。また、レーザアブレーション法またはスパッタリング法においては、ターゲットにＬａを混入させておくことにより得られる。つぎに、種々の成膜装置によりＹＭｎＯ3を成膜する方法について、図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００２２】
図１は、たとえばＭＢＥ（分子線エピタキシー）法と呼ばれる真空蒸着装置を用いてＹＭｎＯ3を成膜する模式的説明図である。図１において、１は真空チャンバ、２、３、１０はそれぞれＹ、ＭｎおよびＬａが充填され、図示しないヒータやシャッタなどが設けられたソース源、４は強誘電体膜を成膜するための、たとえばシリコンなどからなる基板、５はその表面に成膜されるＹＭｎＯ3、６は酸素、オゾンなどの酸化源を供給する酸化源供給路である。
【００２３】
この構成で、真空チャンバ１内に強誘電体膜を成膜する基板４をセッティングし、ソース源２、３、１０のるつぼ内にＹ、ＭｎおよびＬａをそれぞれ充填して、真空チャンバ１内をたとえば１０-9Ｔｏｒｒ以下の酸素分圧にする。そして、基板４の温度を７００℃程度にすると共に、ソース源２、３、１０の出口を図示しないシャッタで閉塞し、Ｙ、ＭｎおよびＬａがそれぞれ溶融状態になるように加熱する。その後、基板表面に酸化源を吹き付け、チャンバ１内の酸素分圧を１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒ程度にしながらソース源２、３、１０のシャッタを開いてＹおよびＭｎにＬａを添加して基板４の方に飛散させる。このように、ＹおよびＭｎのみならず、Ｌａをその量を制限して蒸発させることにより、Ｌａが添加され、もしくはＲＥの一部がＬａと置換された基本構造がＹＭｎＯ3の強誘電体膜が得られる。
【００２４】
この成膜法では、酸化源を基板４の表面に直接吹き付けると共に、真空チャンバ１内の酸素の分圧が１０-3Ｔｏｒｒ程度以下の酸素分圧、さらに好ましくは１０-6Ｔｏｒｒ程度以下で、１０-8Ｔｏｒｒ以上になるようにして行っている。通常の真空蒸着による酸化物の形成は酸素分圧が１０-2Ｔｏｒｒ程度より高い状態で行っているが、酸素分圧が高い状態ではとくにソース源２、３における金属の状態で、またはソース源２、３から基板４の表面に到達するまでにＹおよびＭｎが酸化し、Ｙ2Ｏ3やＭｎ3Ｏ4などが生成されて完全なＹＭｎＯ3の結晶にならない。しかし、このような方法によることにより、酸化しやすいＹやＭｎなどの元素でも基板４に到達するまでに酸化物にならないで、基板４にＹおよびＭｎが付着しながら供給された酸素と酸化するため、ＹＭｎＯ3の結晶性の良い膜が生成されて基板４上に成膜される。真空チャンバ１内の酸素分圧は、前述のように、１０-6Ｔｏｒｒ程度以下がとくに好ましいが、１０-3Ｔｏｒｒ程度以下の低い分圧であればＹやＭｎのそれぞれの酸化を防止できると共に、基板４の表面には酸素が供給されているため、ＹＭｎＯ3 の酸化物が生成される。なお、酸素分圧とは、酸化源が吹き付けられている状態での真空チャンバ１の酸素の分圧を意味する。
【００２５】
図２はレーザアブレーション法によりＹＭｎＯ3を成膜する模式的説明図である。図２において、４〜６は図１と同じ部分を指し、７は、たとえばＬａが添加されたＹＭｎ合金のような非酸化物ターゲット、８はレーザ光源で、たとえばエネルギー密度が０.５〜２Ｊ／ｃｍ2で５〜２０Ｈｚのパルスのエキシマレーザからのレーザビームを使用できる。９はターゲット７にレーザパルスを照射した際に生じるプルームを示している。
【００２６】
このレーザアブレーション法においては、ターゲットとして非酸化物ターゲットを用いながら酸化物薄膜を形成している。すなわち、酸化物ターゲットを用いると、ターゲット中の酸素の存在によって、成長条件の再現性が悪くなる。しかし、非酸化物ターゲットを用いることにより、ターゲットに組成変化などの現象を生じることなく、結晶性の優れた強誘電体膜を安定して成膜することができる。
【００２７】
この構成で、成長室内の真空度を１０-4〜１０-5Ｔｏｒｒ程度にし、基板４の温度を７００℃程度にして、前述のレーザビームを２４０００パルス成長させた結果、０.３〜１μｍ程度の厚さのＹＭｎＯ3の結晶からなる強誘電体の薄膜が形成された。このレーザアブレーションによる成膜においても、前述の真空蒸着と同様に、ターゲット７やターゲット７から飛散するＲＥやＹが酸化するのを防止するため、基板４の表面に酸化源を吹き付け、１０-2Ｔｏｒｒ以下、さらに好ましくは１０-4Ｔｏｒｒ以下で、１０-8Ｔｏｒｒ以上の酸素分圧で成長を行うことが望ましい。
【００２８】
また、スパッタリングによる成膜法は、模式図的には図２に示される装置と同様であるが、レーザビームを照射する代りにＡｒなどの不活性ガス雰囲気で不活性ガスをイオン化してターゲット７の元素を飛散させる点で異なっている。
【００２９】
具体的には、たとえばＲＦ出力が７５ＷのＲＦマグネトロンスパッタ法により、基板温度を７００℃程度にして、酸素分圧０Ｔｏｒｒで、Ｙ2Ｏ3粉とＭｎ3Ｏ4粉とをモル比１：１で混合圧粉したものをターゲット７として用いて成膜した。この場合も、前述の真空蒸着と同様に、ターゲット７やターゲット７から飛散するＲＥやＹが酸化するのを防止するため、基板４の表面に酸化源を吹き付け、１０-2Ｔｏｒｒ以下、さらに好ましくは１０-4Ｔｏｒｒ以下で、１０-8Ｔｏｒｒ以上の酸素分圧下で成長を行うことが望ましい。
【００３０】
このスパッタリング法においては、前述のレーザアブレーション法の場合と同様に、ターゲットから分散した酸素ガスがない方がＹやＭｎ個々の酸化を防止する上で好ましく、ターゲット７としてＬａを含有し、酸素を含有しないＹ-Ｍｎ合金を用いることが一層効果的であった。すなわち、酸化物ターゲットを用いると、ターゲットの表面の酸素の存在によって、Ｙが表面に析出し、膜の組成が大きくＹ過剰となる。しかし、非酸化物ターゲットを用いることにより、ターゲットに組成変化などの現象を生じることなく、結晶性の優れた強誘電体膜を安定して成膜することができる。
【００３１】
以上の例ではランタノイド系元素ＲＥの例としてＹを用いたが、Ｙ以外のＹｂ、Ｅｒ、Ｈｏなどのランタノイド系元素についても同様の結果が得られる。
【００３２】
つぎに、本発明の強誘電体膜を用いる半導体記憶装置について説明をする。図３は強誘電体膜を使用する半導体記憶装置の構造例を示す図である。
【００３３】
図３（ａ）に示される構造は、半導体基板２１のソース領域２２およびドレイン領域２３で挟まれたチャネル領域２６の表面に、強誘電体膜２７が直接成膜され、その上にゲート電極２８が設けられたＭＦＳ構造の半導体記憶装置の例である。この構造の半導体記憶装置に本発明の強誘電体膜を用いると、強誘電体膜と半導体基板との接触部分の自然酸化膜を還元し、強誘電体膜に効果的に電圧を印加することができるため、とくに好ましい。
【００３４】
図３（ｂ）に示される構造は、（ａ）と同様に半導体基板２１のチャネル領域２６上に通常のＳｉＯ2などからなるゲート絶縁膜２５を介して強誘電体膜２７およびゲート電極２８が設けられたＭＦＩＳ構造の半導体記憶装置の例である。この構造では、とくに本発明の強誘電体膜２７がＲＥＭｎＯ3を基本構造とするもので、比誘電率が２０程度と小さいため、ゲート電極２８に印加される電圧の大部分がゲート絶縁膜２５で消耗されることがなく、強誘電体膜２７にも充分に電圧が分配され、書込み時に電圧を必要以上に高くしなくても済み好ましい。
【００３５】
図３（ｃ）に示される構造は、半導体基板２１のチャネル領域２６上に通常のＳｉＯ2などからなるゲート絶縁膜２５を介してフローティングゲート２４が設けられ、その上に強誘電体膜２７とゲート電極２８とが設けられたＭＦＭＩＳ構造の例である。この構造では、フローティングゲート２４に３価の元素をドーピングしたＺｎＯを用いることができ、ＺｎＯは様々な基板上に容易にｃ軸配向して形成されるため、その上に成膜されるＲＥＭｎＯ3を基本構造とする強誘電体膜の結晶性が良く、優れた強誘電特性の強誘電体膜を得やすくて好ましい。
【００３６】
前述の各半導体記憶装置を製造するには、通常の半導体プロセスを用いて製造することができ、強誘電体膜を成膜するときに、前述のいずれかの方法を採用することにより製造することができる。なお、強誘電体膜のパターニングは、成膜後にＲＩＥ法などにより行ってもよいし、リフトオフ法によりパターニングすることもできる。また、ＦＥＴのソース、ドレイン領域は、強誘電体膜を成膜する前に不純物を導入しておいてもよいし、強誘電体膜およびゲート電極を形成した後にセルフアライメントで行ってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の強誘電体材料の製法によれば、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換した材料が得られるため、ＲＥＭｎＯ3の欠点であるリーク電流を減少させることができ、本来のＲＥＭｎＯ3の特徴を充分に生かした高特性の強誘電体膜を成膜することができる。その結果、半導体記憶装置や薄膜コンデンサなどの強誘電体膜を使用する電子部品を高特性で安価に得ることができる。
【００３８】
さらに本発明の強誘電体材料の製法によれば、真空蒸着、レーザアブレーション、またはスパッタリングの方法により得られ、真空蒸着による場合は、ソース源にＬａのソース源を加えることにより、レーザアブレーションまたはスパッタリングによる場合は、ＲＥとＭｎからなるターゲットにさらにＬａを添加したターゲットを用いることにより、ＲＥの一部がＬａと置換された基本構造がＲＥＭｎＯ3の強誘電体材料を得ることができる。この場合、通常の酸化物の成膜条件より成長室内の酸素分圧を低くし、成膜する基板の表面にのみ酸素やオゾンなどの酸化源を吹き付けながら成膜することにより、ＲＥＭｎＯ3以外の酸化物の形成を抑制し、ソース源やターゲットの酸化もしくは組成ずれを防止し安定した成長を行うことができる。その結果、非晶質などが現れず、結晶構造の優れた良質の強誘電体膜を得ることができ、半導体記憶装置や薄膜コンデンサなどの強誘電体膜に強誘電体特性の優れた基本構造がＲＥＭｎＯ3の強誘電体膜を用いることができる。
【００３９】
また、本発明の半導体記憶装置によれば、基本構造がＲＥＭｎＯ3で、さらにＲＥの一部がＬａと置換した材料からなる強誘電体膜を使用しているため、誘電特性が優れ、誘電率が小さく、途中に絶縁膜を介しても強誘電体膜に充分に電圧を印加することができる。さらに、パターニングの困難な強誘電体膜を絶縁膜上に形成することができる。その結果、高特性の半導体記憶装置が安価に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の強誘電体膜を成膜する方法で用いる真空蒸着装置の模式的説明図である。
【図２】  本発明のレーザアブレーションにより強誘電体膜を成膜する模式的説明図である。
【図３】  本発明により得られる強誘電体材料を応用する半導体記憶装置の構造例を示す図である。
【図４】  従来の強誘電体膜を用いた半導体記憶装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１    真空チャンバ
２、３    ソース源
４    基板
６    酸化源供給路
７    ターゲット
８    レーザビーム
１０    ソース源
【図１】
0003966928.tif 000002
【図２】
0003966928.tif 000003
【図３】
0003966928.tif 000004
【図４】
0003966928.tif 000005