專利名稱：鐵電薄膜的制造方法、鐵電電容器、鐵電存儲(chǔ)器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵電薄膜的制造方法、鐵電電容器及鐵電存儲(chǔ)單元。特別涉及可用作鐵電存儲(chǔ)器的電容絕緣膜的鐵電薄膜的制造方法。
近年來，為了實(shí)現(xiàn)低電壓動(dòng)作、高速寫入的非易失性存儲(chǔ)器的實(shí)用化，一直投入大量精力研究開發(fā)具有自發(fā)極化特性的鐵電薄膜。鐵電材料當(dāng)中，包含鉛或鉍的低熔點(diǎn)金屬氧化物的研究比較廣泛，具有層狀結(jié)構(gòu)的鐵電體，尤其是鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電體備受人們關(guān)注。
層狀結(jié)構(gòu)鐵電體的基本結(jié)構(gòu)如下式(Ⅰ)(S2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-…式(Ⅰ)式(Ⅰ)中，在S處可以代入能夠形成層狀結(jié)構(gòu)的Bi(鉍)、Tl(鉈)等的三價(jià)陽離子或這些陽離子的組合。在A處可以代入Na(鈉)、Sr(鍶)、Pb(鉛)、Bi(鉍)、Ba(鋇)、Ca(鈣)、La(鑭)等的一價(jià)到三價(jià)的陽離子或這些陽離子的組合。在B處可以代入Ti(鈦)、Ta(鉭)、Nb(鈮)、Zr(鋯)、Mo(鉬)、W(鎢)等的四價(jià)或五價(jià)的陽離子或者這些陽離子的組合。一般說來，m是1到5的整數(shù)。但是，有時(shí)也特意地將不同m值下所形成的層狀結(jié)構(gòu)任意地組合起來以改善其特性。例如，通過把m=3時(shí)的和m=1時(shí)的組合起來，便能任意地改變?yōu)閷訝罱Y(jié)構(gòu)的每一層間的距離(層狀間距離)。
由于上述的層狀結(jié)構(gòu)鐵電體具有層狀結(jié)構(gòu)，所以起因于極性反轉(zhuǎn)的劣化少，且能在低電壓下動(dòng)作，因此，可利用該優(yōu)良特性來作存儲(chǔ)器的電容膜。特別是在S處代入了Bi的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電體中存在有低熔點(diǎn)金屬的鉍，所以能夠在較低的溫度下進(jìn)行成膜，例如，通常對(duì)SrBi2Ta2O9進(jìn)行800℃左右的熱處理?？墒?，為了使半導(dǎo)體工藝過程進(jìn)一步微細(xì)化，就必須使熱處理進(jìn)一步低溫化。例如，為了制成兆比特以上的高集成存儲(chǔ)器，不得不實(shí)現(xiàn)疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，在要實(shí)現(xiàn)所述疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的情況下，從用以阻止電極與插塞反應(yīng)的阻擋層(例如，氧化銥層)的耐熱性的觀點(diǎn)來看，必須在650～700℃的低溫下進(jìn)行熱處理。
熱分解法或者應(yīng)用溶膠-凝膠(sol gel)法的旋涂法被作為鐵電薄膜的形成方法而得以廣泛使用。其中，主要依靠化學(xué)反應(yīng)的溶膠-凝膠法是一種可實(shí)現(xiàn)低溫化的很有前途的方法。所述溶膠-凝膠法的工藝原理是，使用包含反應(yīng)性強(qiáng)的金屬醇鹽的溶液，經(jīng)過水解作用所引起的縮聚反應(yīng)讓它結(jié)晶化，這樣來形成薄膜，所以，能夠在低溫下形成薄膜。
然而，若采用上述以往的溶膠-凝膠法來形成鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜，所制得的大部分膜最后會(huì)取向于c軸。通常，鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜在a、b軸平面上有極化成分，而在c軸方向則僅有很小的極化成分或者為0。因此，在使用這樣的取向于c軸的鐵電薄膜來制造電容元件(鐵電電容器)時(shí)，得不到足夠的自發(fā)極化來保證它作為非易失性存儲(chǔ)器時(shí)的動(dòng)作。
本發(fā)明是為了解決上述幾個(gè)問題而想出來的，主要目的在于提供一種使用溶膠-凝膠法而能制造出非c軸取向的層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜的制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的鐵電薄膜的制造方法包括至少其表面成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的所述表面上，形成具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜的工序。
所述鐵電薄膜形成工序最好包括將包含金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液供到所述導(dǎo)電層的所述表面上并將它燒結(jié)起來的工序。
所述金屬有機(jī)化合物最好是在它的一個(gè)分子中包含二個(gè)以上的金屬原子。
最好在700℃以下的狀態(tài)下進(jìn)行所述鐵電薄膜形成工序。在650℃以下的溫度下進(jìn)行更加理想。
上述具有層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜最好是具有鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜。
所述具有鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜也可以包含少量的至少從Mn、La、Ce和Dy所構(gòu)成的組中選出的一種元素。
本發(fā)明的鐵電電容器包括至少其表面成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上的電容絕緣膜。所述電容絕緣膜是由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成的，該鐵電薄膜是通過將含有在它的一個(gè)分子中包含兩個(gè)以上金屬原子的金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液供到所述下部電極的所述表面上并將它燒結(jié)而得到的。
本發(fā)明的另一鐵電電容器包括至少其表面成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上的電容絕緣膜。所述電容絕緣膜是在所述下部電極的溫度為700℃以下的狀態(tài)下形成，且由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成。
本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器包括形成有半導(dǎo)體集成電路的基板；和形成在所述基板上的鐵電電容器，其中，所述鐵電電容器具有至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上，且由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成的電容絕緣膜，所述鐵電電容器為疊層型結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器的制造方法包括至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的所述表面上，形成具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜的工序。
下面對(duì)附圖做簡要說明。


圖1(a)～(c)是用來說明本發(fā)明的第一實(shí)施例所涉及的鐵電薄膜的制造工序的剖面圖。
圖2是用來比較第一實(shí)施例的鐵電薄膜13和現(xiàn)有例的鐵電薄膜的特性的圖。
圖3(a)和(b)是用來說明鐵電薄膜的晶體生長的示意圖。
圖4(a)是疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，圖4(b)是阻擋層32及其周邊部分的放大圖。
圖5是表示平面型鐵電電容器的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
本案發(fā)明人在利用溶膠-凝膠法在具有球狀晶體結(jié)構(gòu)的白金電極上形成鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜的時(shí)候，吃驚地發(fā)現(xiàn)可得到非c軸取向的不規(guī)則取向鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜，本發(fā)明就這樣誕生了。
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。在下面的附圖中，為了方便說明，用同一個(gè)符號(hào)來表示實(shí)質(zhì)功能相同的構(gòu)成元件。需提一下，本發(fā)明并不僅限于下述實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)下面，邊參考圖1(a)～(c)邊說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1(a)～(c)是用來說明本實(shí)施例中的鐵電薄膜的制造工序的剖面圖。
首先，如圖1(a)所示，放好支撐基板11。本實(shí)施例中，使用在表面上依次形成熱氧化層(100nm)及氧化鈦層(100nm)的硅基板來作支撐基板。
其次，如圖1(b)所示，通過濺射法來形成白金電極(導(dǎo)電層)12。白金電極12是至少其表面構(gòu)成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層(一般是球狀晶體結(jié)構(gòu)均布在該層中的導(dǎo)電層)。
一般情況為在氬氣氣氛中進(jìn)行濺射來形成白金電極12。但是，本實(shí)施例是在在氬氣中加入4％氧氣而成的活性氣體氣氛中，氣壓為12mTorr(1.6Pa)、基板溫度為室溫的條件下進(jìn)行濺射的。通過在這樣的條件下進(jìn)行濺射法，便能得到具有球狀晶體結(jié)構(gòu)的白金電極12。也就是說，若在形成白金電極12時(shí)使用氧氣，由于氧氣被取入白金電極12中并析出在粒界上，所以，能夠阻止柱狀白金晶體的生長，從而形成平均粒徑在20nm以下的小晶粒。本實(shí)施例中的白金電極12的平均粒徑為10nm左右，白金電極12的厚度約300nm左右。此外，本案發(fā)明人發(fā)現(xiàn)白金的成膜速度慢比較理想，于是，本實(shí)施例中，在約15nm/分的成膜速度下進(jìn)行白金的成膜。
另外，本實(shí)施例中的白金電極12的表面凹凸平均值為3nm左右。該平均值等于利用以往的不加入氧氣的濺射法，在氣壓8mTorr的條件下形成白金電極膜時(shí)所得到的值。因此，從耐壓性的觀點(diǎn)來看，本實(shí)施例的白金電極12的表面所產(chǎn)生的凹凸(平均大小為3nm左右)實(shí)用上沒有什么問題，能夠在白金電極12的表面上良好地形成其他層。另一方面，如果在以往的濺射法中將氣壓從通常的8mTorr升高到20mTorr，能得到表面有凹凸的柱狀晶體(不是球狀晶體)的白金電極，可是，此時(shí)表面凹凸的平均值則為6nm左右，從耐壓性的觀點(diǎn)來看，實(shí)用上有問題。
接下來，如圖1(c)所示，將包含金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液供到白金電極12的表面上并將其燒結(jié)起來，這樣形成鐵電薄膜13。也就是說，用溶膠-凝膠法形成鐵電薄膜13。由于使用溶膠-凝膠法，便能在基板溫度(或者白金電極12的溫度)700℃以下的狀態(tài)下形成鐵電薄膜13。為促進(jìn)在低溫下的結(jié)晶作用，用于溶膠-凝膠法的前驅(qū)體溶液所包含的金屬有機(jī)化合物，最好是一種在它的一個(gè)分子中包含兩個(gè)以上金屬原子的金屬有機(jī)化合物。本實(shí)施例中，在白金電極12的表面上涂敷Sr、Bi、Ta的金屬醇鹽溶液(前驅(qū)體溶液)并使其干燥后，在基板溫度650℃的條件下進(jìn)行熱處理，以形成鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜13。例如，可用包含Sr-Bi-Ta聚烷氧化物的溶液作金屬醇鹽溶液。作為包含Sr-Bi-Ta聚烷氧化物的溶液，可以使用日本國專利公開公報(bào)特開平11-80181號(hào)中所揭示的那種。本實(shí)施例中所使用的Sr-Bi-Ta聚烷氧化物溶液是先讓Sr醇鹽(例如，Sr(OC2H4OCH3)2)在乙醇(例如，甲氧基乙醇)中與Bi醇鹽(例如，Bi(OC2H5)2)起反應(yīng)，生成Sr-Bi復(fù)醇鹽(例如，Sr-[Bi(OR)4]2)，接著，再讓它與Ta醇鹽(例如，Ta(OC2H5)5)反應(yīng)而制得的。
下面，敘述利用X射線衍射(XRD)法所測得的用本實(shí)施例的制造方法而得到的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13的c軸取向度的結(jié)果。為簡化對(duì)c軸取向度的解釋，給出了平行于c軸方向的(0010)面的反射強(qiáng)度I(0010)和最密面(115)的反射強(qiáng)度I(115)的強(qiáng)度比I(0010)/(115)。本實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)的強(qiáng)度此(及各種條件)的比較結(jié)果如下表所示 從上表可以看出，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，所得的強(qiáng)度比I為30％左右，這意味著有相當(dāng)一部分取向于c軸。因此，即使采用按現(xiàn)有方法制造出的鐵電薄膜，也只能顯示出很小的滯后。另一方面，本發(fā)明中，強(qiáng)度比I為8％。該值幾乎等于它在粉末狀態(tài)下的數(shù)值，由此可知，按本實(shí)施例而制成的鐵電薄膜13的取向不規(guī)則，即是非c軸取向的膜。因此，可以這樣來理解如果使用本實(shí)施例的鐵電薄膜13，即使進(jìn)行低溫(例如，700℃以下)處理，所顯示的滯后也很大。
圖2示出按本實(shí)施例所得到的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13的滯后曲線。圖中的黑圈表示將本實(shí)施例的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13形成在基板上時(shí)的特性，白圈表示將現(xiàn)有技術(shù)的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜形成在基板上時(shí)的特性，用它來和黑圈所表示的作比較。由圖2可知，按照現(xiàn)有技術(shù)(白圈)，受到不加強(qiáng)極化的c軸取向晶體的影響，剩余極化(2Pr)降低；按照本實(shí)施例(黑圈)，不受c軸取向晶體的影響，所以能得到很大的剩余極化(2Pr)。
關(guān)于本實(shí)施例的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13的取向不規(guī)則的理由，本案發(fā)明人之推斷如下。圖3(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)下的晶體生長機(jī)理的示意圖，圖3(b)是表示本發(fā)明的晶體生長機(jī)理的示意圖。需提一下，該圖中，形成在白金電極上的薄膜20是由前驅(qū)體溶液(金屬醇鹽溶液)形成的膜。
一般說來，使用溶膠-凝膠法時(shí)，薄膜的晶化機(jī)理有以下兩種從產(chǎn)生于界面的晶核21開始結(jié)晶的界面晶體生長；和從產(chǎn)生于膜中的晶核22開始結(jié)晶的膜中晶體生長。
如圖3(a)所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般在平均粒徑為100nm以上的大柱狀晶體結(jié)構(gòu)的白金電極12a上形成鐵電薄膜。于是，首先，在電極界面的白金晶體的平坦部分上產(chǎn)生鐵電晶核21，再以此為本進(jìn)行鐵電體的結(jié)晶化。因此，是以界面晶體生長機(jī)理為主。由于產(chǎn)生于白金晶體的平坦部分的鉍層的晶核21易于沿和基板平行的c軸方向取向，因此，最后得到的膜的大部分也取向于c軸。
另一方面，如圖3(b)所示，本實(shí)施例中，在平均晶粒尺寸為20nm以下的球狀晶體結(jié)構(gòu)的白金電極12b上形成鐵電薄膜。此時(shí)，由于在電極界面，白金晶體12b的平坦部分的面積小，因此難以產(chǎn)生鐵電晶核。因此，是以膜中晶體生長為主。由于產(chǎn)生于膜中的晶核22的取向不規(guī)則，所以最后得到的膜的取向也不規(guī)則。
由于在本實(shí)施例中是采用溶膠-凝膠法在具有球狀晶體結(jié)構(gòu)的白金電極(導(dǎo)電層)12上形成鐵電薄膜的，所以能夠制造出具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13。
值得一提的是，本實(shí)施例中，將含有金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液涂敷在白金電極12的表面上，再將其放入火爐中，在650～700℃的溫度下燒結(jié)起來，但是，在涂敷后進(jìn)爐前進(jìn)行快速熱處理(Rapid Thermal Processing，以下稱此為“RTP”)也是完全可以的。所謂的RTP是將紅外線照射到基板(例如，晶片)上的處理。若進(jìn)行RTP，一般可得到鐵電薄膜的極化特性提高的好處，但在組合進(jìn)行溶膠-凝膠法和RTP的情況下，反而出現(xiàn)鐵電薄膜的c軸取向度增強(qiáng)的問題?？墒?，若按照本發(fā)明的制造方法，即使在組合進(jìn)行溶膠-凝膠法和RTP的情況下，也可避免c軸取向度增強(qiáng)。于是，若用RTP，本發(fā)明的制造方法可發(fā)揮出更好的效果。在要把RTP應(yīng)用到本實(shí)施例的制造方法中的情況下，具體地說，將含有金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液涂敷在白金電極12的表面上，緊接著進(jìn)行RTP之后，再將其放入火爐中進(jìn)行燒結(jié)處理即可。RTP條件例如為升溫速度10～100℃/秒(最好為50℃/秒)；處理溫度650～700℃；氣氛為含氧氣氛；處理時(shí)間為30秒～30分(最好為10分)。
本實(shí)施例中，在白金的濺射工藝?yán)锸褂脷鍤庾鞫栊詺怏w，但是，也可以使用氦等其他惰性氣體。再就是，作為濺射條件之一，設(shè)氧氣分壓比為4％，但是它在1％以上即可。還有，設(shè)基板溫度為室溫，但它也可以高于室溫。但是，最好在約200℃以下。其理由是若超過200℃，氧氣就被從粒界中排除，而易于形成柱狀晶體。
還有，本實(shí)施例所采用的氣壓為12mTorr(1.6Pa)，但是只要在1mTorr～20mTorr(0.13～2.7Pa)左右即可。因?yàn)槿粼?mTorr以上，可防止在基板上出現(xiàn)由于濺射所引起的損傷；若在20mTorr以下，可防止白金金屬的形態(tài)劣化而凹凸不平。
在本實(shí)施例中，以SrBi2Ta2O9為例，對(duì)層狀結(jié)構(gòu)鐵電體13進(jìn)行了說明。但是，當(dāng)然完全可以使用其他的層狀結(jié)構(gòu)鐵電體來作層狀結(jié)構(gòu)鐵電體13。例如，可以使用SrBi2Nb2O9、SrBi2Ti2O9、SrBi2(TaxNb(1-x))2O9、Bi4Ti3O12等。另外，為了改善極化特性和漏電特性，及為了更有效地進(jìn)行低溫成膜，也可以加入少量的Mn、La、Ce、Dy等。
再就是，本實(shí)施例中，為了說明原來c軸取向程度較大的溶膠-凝膠法中的問題是可以解決的，在鐵電薄膜13的形成工序里使用了溶膠-凝膠法。但是，也可以采用用金屬羰基化物溶液等的金屬有機(jī)物熱分解法。采用金屬有機(jī)物熱分解法，也可同樣地獲得取向不規(guī)則的鐵電薄膜13。
(第二實(shí)施例)下面，參照?qǐng)D4和圖5說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。為了簡化對(duì)本實(shí)施例的說明，主要說明和第一實(shí)施例不同之處，而不說明或簡單地說明和第一實(shí)施例相同之處。
以用上述第一實(shí)施例的制造方法而得到的層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜13作電容絕緣膜，以白金電極12作下部電極，并在該電容絕緣膜上形成上部電極，就可制得鐵電電容器。若使用形成有半導(dǎo)體集成電路的基板來作所述鐵電電容器的支撐基板，便能構(gòu)成鐵電存儲(chǔ)器。除了起電容絕緣膜作用的層狀結(jié)構(gòu)鐵電體13的形成工序以外，其他工序可以用已知的方法來進(jìn)行，以制造鐵電電容器和鐵電存儲(chǔ)器。
圖4(a)是具有疊層型結(jié)構(gòu)的鐵電電容器100的示意圖。鐵電電容器100是鐵電存儲(chǔ)器的構(gòu)成元件之一，它是在形成有半導(dǎo)體集成電路的基板50(例如，硅基板)上形成的。鐵電電容器100是依次層疊下部電極(阻擋層)32、由上述第一實(shí)施例的鐵電薄膜13構(gòu)成的電容絕緣膜33、和上部電極34而構(gòu)成的。下部電極(阻擋層)32通過例如由多晶硅構(gòu)成的插塞35與晶體管40(擴(kuò)散層42)進(jìn)行電連接，晶體管40與布線44進(jìn)行電連接。基板50的一部分表面形成元件隔離用氧化膜(場氧化膜)52，在基板50上形成可覆蓋鐵電電容器100和晶體管40的絕緣膜46。
本實(shí)施例中的鐵電電容器100中的電容絕緣膜33是由雖然用的是溶膠-凝膠法但形成的卻是取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜13構(gòu)成的，所以它具有足夠的自發(fā)極化來保證它作為非易失性存儲(chǔ)器時(shí)的動(dòng)作。再就是，由于鐵電電容器100是在700℃以下(例如700℃～650℃左右，最好為650℃左右)的低溫?zé)崽幚頎顟B(tài)下制出的，所以所形成的疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)良好。換句話說，在要制造疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的情況下，從阻擋層32(例如，氧化銥層)的耐熱性的觀點(diǎn)來看，要求在650～700℃的低溫下進(jìn)行熱處理，正好又能夠在650℃左右的熱處理?xiàng)l件下制造出鐵電電容器100的電容絕緣膜33，因此所形成的疊層型存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)良好。
在要實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的情況下，如圖4(b)這一放大圖所示，先形成平均晶粒尺寸為20nm以下的球狀晶體結(jié)構(gòu)的白金層(例如，厚度50nm)作阻擋層32的最高層，再用上述方法在該白金層上形成鐵電薄膜，就這樣得到由鐵電薄膜13構(gòu)成的電容絕緣膜33。
本實(shí)施例的下部電極(阻擋層)32具有由第1阻擋層66和第2阻擋層68構(gòu)成的雙重阻擋結(jié)構(gòu)，其中第1阻擋層66由Ti層61和TiAlN層62構(gòu)成，第2阻擋層68由Ir層63、IrO2層64和具有球狀晶體結(jié)構(gòu)的Pt層65構(gòu)成。就是說，下部電極32具有由下而上依次層疊Ti層61、TiAlN層62、Ir層63、IrO2層64、Pt層65的疊層結(jié)構(gòu)。第1阻擋層66的Ti層61被硅化可用作接觸件，TiAlN層62用以防止Ir與Si反應(yīng)形成硅化物。另外，第2阻擋層68的Ir層63和IrO2層64用以阻止氧氣的擴(kuò)散，Pt層65可用作電極。
另一方面，在圖5所示的平面型結(jié)構(gòu)的情況下，可在800℃左右的溫度下進(jìn)行熱處理，因此不需要對(duì)它進(jìn)行對(duì)圖4所示的疊層型結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的低溫?zé)崽幚?。但是，此時(shí)，也可以按照上述第一實(shí)施例的制造方法來制造鐵電電容器200。
需提一下，本實(shí)施例中，設(shè)鐵電存儲(chǔ)單元的熱處理溫度為650℃，不言而喻，熱處理溫度在層狀結(jié)構(gòu)鐵電體能結(jié)晶的400℃以上的溫度范圍即可。
若根據(jù)本發(fā)明，由于在至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的表面上形成取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜，所以能夠制造出具有足夠的自發(fā)極化來保證它作為非易失性存儲(chǔ)器時(shí)的動(dòng)作的鐵電薄膜。并且，也可用該鐵電薄膜來提供鐵電電容器和鐵電存儲(chǔ)器。
權(quán)利要求
1．一種鐵電薄膜的制造方法，其特征在于包括至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的所述表面上，形成具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜的工序。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵電薄膜的制造方法，其中所述鐵電薄膜形成工序包括將包含金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液供到所述導(dǎo)電層的所述表面上并將它燒結(jié)起來的工序。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵電薄膜的制造方法，其中所述金屬有機(jī)化合物在一個(gè)分子中包含二個(gè)以上的金屬原子。
4．根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的鐵電薄膜的制造方法，其中所述鐵電薄膜形成工序是在700℃以下的狀態(tài)下進(jìn)行的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵電薄膜的制造方法，其中上述具有層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜是一具有鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵電薄膜的制造方法，其中所述具有鉍層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜包含少量的至少從Mn、La、Ce和Dy所構(gòu)成的組中選出的一種元素。
7．一種鐵電電容器，其特征在于包括至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上的電容絕緣膜，所述電容絕緣膜是由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成的，該鐵電薄膜是通過將含有在它的一個(gè)分子中包含兩個(gè)以上金屬原子的金屬有機(jī)化合物的前驅(qū)體溶液供到所述下部電極的所述表面上并將它燒結(jié)起來而得到的。
8．一種鐵電電容器，其特征在于包括至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上的電容絕緣膜，所述電容絕緣膜是在所述下部電極的溫度為700℃以下的狀態(tài)下形成，且由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成。
9．一種鐵電存儲(chǔ)器，其包括形成有半導(dǎo)體集成電路的基板；和形成在所述基板上的鐵電電容器，其特征在于所述鐵電電容器具有至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的下部電極；和形成在所述下部電極的所述表面上，且由具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜構(gòu)成的電容絕緣膜，所述鐵電電容器為疊層型結(jié)構(gòu)。
10．一種鐵電存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于包括至少其表面形成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的所述表面上，形成具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非c軸取向的層狀結(jié)構(gòu)鐵電薄膜的制造方法,其中包括:至少其表面成為球狀晶體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層12的表面上,形成具有取向不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜13的工序。
文檔編號(hào)H01L21/8246GK1285617SQ00121579
公開日2001年2月28日 申請(qǐng)日期2000年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月18日
發(fā)明者那須徹, 林慎一郎 申請(qǐng)人:松下電子工業(yè)株式會(huì)社