專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種制備具有低漏電流和低極化疲勞性能的電器件的方法
背景技術(shù)：
：1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種使用金屬氧化物，例如鈣鈦礦和類(lèi)鈣鈦礦層狀超晶格材料，制備集成電路的方法，具體地說(shuō)，涉及在制備用于集成電路的這類(lèi)材料時(shí)使用紫外(“UV”)輻射。2.現(xiàn)有技術(shù)描述鐵電類(lèi)鈣鈦礦層狀材料是已知的，被認(rèn)為是表象珍品。術(shù)語(yǔ)“類(lèi)鈣鈦礦”通常是指許多相互連接的氧八面體。主晶胞典型地由立方體內(nèi)的氧八面體形成，立方體由氧原子占據(jù)立方體平面中心的大A位金屬和占據(jù)立方體中心的B位元素所限定。在某些情況中，氧八面體可以保持沒(méi)有A位元素。據(jù)報(bào)道，這些材料的退火溫度通常超過(guò)1100℃，甚至達(dá)到1300℃，這就妨礙了它們?cè)谠S多集成電路中的應(yīng)用。鐵電材料可以用在電子存儲(chǔ)器中。通過(guò)用鐵電材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)DRAM電容電路的介質(zhì)電容器材料，其相應(yīng)的正負(fù)極化狀態(tài)可以用來(lái)存儲(chǔ)信息。此外，鐵電存儲(chǔ)密度受可從鐵電材料中獲得的極化度的限制。以前，薄膜鐵電材料通常具有高極化疲勞率，這使得它們?cè)陂L(zhǎng)期使用中不可靠，因?yàn)殡S著使用極化度會(huì)下降。甚至與已知鐵電材料聯(lián)系在一起的控制邏輯不能讀取材料的疲勞極化狀態(tài)，因此不能儲(chǔ)存或恢復(fù)信息單元。以前，層狀超晶格材料通常具有高的介電常數(shù)，可以用作傳統(tǒng)的介質(zhì)材料。雖然如此，高漏電使得這些材料不適于用作高密度介質(zhì)存儲(chǔ)器，因?yàn)榻橘|(zhì)電容電路的充電或未充電狀態(tài)必須頻繁地檢測(cè)和更新。高漏電流和長(zhǎng)期不可靠在尋求集成電路存儲(chǔ)器密化方面經(jīng)常表現(xiàn)出明顯的障礙。旋涂液淀積(spin-onliquiddeposition)方法過(guò)去已用來(lái)制造集成電路的絕緣體，如旋涂玻璃(SOG)，還已用于制備鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，請(qǐng)參看G.MVest和S.Singaram的”Synthesisof“Metallo-organicCompoundsForMODPowdersandFilms”，MaterialsResearchSocietySymposiumProceedings，Vol.60，1986，pp.35-42；IEEETransactionsOnUltrasonics，F(xiàn)erroelectrics，andFrequencyControl，Vol35，No.6，November1988，pp.711-717，以及“MetalorganicDeposition(MOD)ANonvacuum，Spin-on，Liquid-BasedThinFilmMethod”MaterialsResearchSocietyBulletinOctober1989，pp.48-53。然而，以這些方法制備的薄膜質(zhì)量太差，不能用在集成電路上。紫外輻射已用作能源，在薄膜的汽相淀積中離解羥基鍵。請(qǐng)參看本發(fā)明人的US5,119,760。在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有暗示說(shuō)明UV輻射的使用可以解決金屬氧化物介質(zhì)，如鈦酸鍶，的高漏電問(wèn)題。此外，也沒(méi)有暗示說(shuō)明UV輻射可以用來(lái)提高抗疲勞性或可從具有特定化學(xué)計(jì)算量組成的金屬氧化物材料中獲得的極化度。3.發(fā)明概述本發(fā)明克服了電子存儲(chǔ)器，如DRAMs中的高疲勞度和高漏電問(wèn)題。這一改進(jìn)是通過(guò)使用UV輻射以使晶體顆粒定向和降低薄膜金屬氧化物中的碳含量的方法得到的。該方法得到的金屬氧化物具有優(yōu)越的漏電和極化疲勞性能。廣義地說(shuō)，制造方法包括以下步驟提供基片和液體前體溶液，將前體涂布到基片上以形成一層液體薄膜，處理液體薄膜以形成固體金屬氧化物薄膜。處理步驟包括使用UV輻射，它降低了最終金屬氧化物中的碳含量，同時(shí)使金屬氧化物顆粒沿給定的軸取向。金屬氧化物材料最好由相應(yīng)的液體前體溶液形成，溶液包括有效量的多種聚烷氧基金屬物質(zhì)，其量能產(chǎn)生具有前體溶液熱處理所需化學(xué)計(jì)算量的金屬氧化物材料。金屬氧化物可以包括鈣鈦礦，更優(yōu)選地，包括具有由相應(yīng)層數(shù)的氧化鉍分開(kāi)的氧八面體層的類(lèi)鈣鈦礦層狀超晶格材料。最優(yōu)選的層狀超晶格材料包括具有不同類(lèi)型的由相應(yīng)層數(shù)的氧化鉍層分開(kāi)的氧八面體層。例如，不同類(lèi)型氧八面體層可以包括具有一個(gè)八面體厚度的層和具有兩個(gè)八面體厚度的層。用來(lái)形成薄膜的液體前體含有聚烷氧基金屬?gòu)?fù)合物，如用兼容溶劑稀釋到所需粘度或摩爾濃度的金屬醇鹽、金屬羧酸鹽、或金屬烷氧基羧酸鹽。由于在第一次退火之前，在溶液中形成至少50％的金屬-氧鍵，這些鍵將存在于最終金屬氧化物材料中，所以使用金屬的烷氧基羧酸鹽是優(yōu)選的。由于其抗水解性，也優(yōu)選使用金屬烷氧基羧酸鹽。優(yōu)選的制備本發(fā)明前體溶液的方法包括使金屬，如鋇、鍶、鉭、或鈦與醇(如2-甲氧基乙醇)反應(yīng)以形成金屬醇鹽，使金屬醇鹽與羧酸(如2-乙基己酸)反應(yīng)以形成如下通式中一個(gè)的金屬烷氧基羧酸鹽或金屬醇鹽(1)(R′-COO-)aM(-O-R)n′或(2)(R′-COO-)aM(-O-M′(-O-C-R″)b-1)n′其中M是價(jià)態(tài)為(a+n)的金屬，M′是價(jià)態(tài)為b的金屬，M和M′優(yōu)選選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、釩、錳、鐵、鈷、鎳、鎂、鉬、鍶、鋇、鈦和鋅；R′是優(yōu)選具有4-9個(gè)碳原子的烷基，R是優(yōu)選具有3-8個(gè)碳原子的烷基。前體最好在使用前用二甲苯溶劑稀釋?zhuān)蝗欢?，也可以使用其它溶劑，如乙酸正丁酯或過(guò)量2-乙基己酸。當(dāng)然，就象單獨(dú)使用金屬醇鹽或金屬羧酸鹽一樣，也可以接受金屬醇鹽、金屬羧酸鹽和金屬烷氧基羧酸鹽的混合物用作前體溶液。優(yōu)選地，前體溶液在大氣壓下蒸餾到超過(guò)115℃，更優(yōu)選地超過(guò)120℃，最優(yōu)選地超過(guò)約123℃。這一蒸餾使前體溶液不含水、醚、輕醇、和其它揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)除引起溶液的不必要聚合外，還導(dǎo)致金屬氧化物材料的裂解。處理步驟可以包括使液體薄膜暴露于真空、烘烤、退火或這些操作的結(jié)合。這一處理步驟最優(yōu)選地包括在約200-500℃的中等溫度下烘烤薄膜以使之干燥，然后，在約500-1000℃的溫度下使前體退火。最優(yōu)選的方法是烘烤或干燥步驟結(jié)合UV曝光與烘烤基片和液體前體以干燥前體。使用UV輻射穩(wěn)定了鐵電性質(zhì)，并減少了漏電流。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的各種特點(diǎn)、目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明了。附圖簡(jiǎn)述圖1描述了本發(fā)明的集成電路電容的橫截面圖；圖2描述了制備1所示金屬氧化物電容器的方法的工藝流程圖；圖3描述了漏電流密度對(duì)電壓的曲線，比較標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍電容器與另一種薄膜由UV烘烤的鉭酸鍶鉍電容器，標(biāo)準(zhǔn)方法的電容器的其薄膜是在熱板上烘烤而不是用UV輻射烘烤的；圖4描述了類(lèi)似于圖4的曲線，但包括具有不同于圖3材料的化學(xué)計(jì)算量組成的鉭酸鍶鉍樣品的比較漏電流密度數(shù)據(jù)；圖5描述了類(lèi)似于圖3和4的曲線，但包括從另一化學(xué)計(jì)算量的鉭酸鍶鉍樣品中獲得的比較數(shù)據(jù)；圖6描述了以極化對(duì)所施電場(chǎng)表示的標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍材料的極化滯后曲線；圖7描述了圖6的標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍材料的剩余極化值對(duì)所施電壓的曲線；圖8描述了圖6的標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍材料的矯頑電場(chǎng)對(duì)有關(guān)電壓的曲線；圖9描述了類(lèi)似于圖6的極化滯后曲線，但包括從UV取向的具有與圖6樣品相同化學(xué)計(jì)算量的鉭酸鍶鉍樣品中獲得的數(shù)據(jù)；圖10描述了圖9的UV取向鉭酸鍶鉍材料的剩余極化值對(duì)所施電壓的曲線；圖11描述了UV取向的圖9的鉭酸鍶鉍材料的矯頑電場(chǎng)對(duì)有關(guān)電壓的曲線；圖12描述了從標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍材料獲得的、以電流對(duì)時(shí)間表示的正上負(fù)下(positiveupnegtivedown)(PUND)轉(zhuǎn)換測(cè)定值；圖13描述了類(lèi)似于圖12的曲線，但包括具有與圖12樣品相同化學(xué)計(jì)算量的，UV取向的鉭酸鍶鉍材料的PUND轉(zhuǎn)換值；圖14描述了從標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍材料獲得的、以飽和極化對(duì)PUND轉(zhuǎn)換循環(huán)次數(shù)表示的，耐極化疲勞度；圖15描述了類(lèi)似于圖14的PUND曲線，但包括從UV取向的、與圖14樣品具有相同化學(xué)計(jì)算量的樣品獲得的極化疲勞測(cè)定值；圖16描述了類(lèi)似于圖14和15的PUND曲線，但包括從與具有不同于圖14和15樣品化學(xué)計(jì)算量的標(biāo)準(zhǔn)方法鉭酸鍶鉍材料獲得的極化疲勞數(shù)據(jù)；圖17描述了類(lèi)似于圖14、15和16的PUND曲線，但包括從與圖16樣品具有相同化學(xué)計(jì)算量的UV取向樣品獲得的數(shù)據(jù)；圖18描述了鉭酸鍶鉍材料的X射線衍射分析圖，以每秒計(jì)數(shù)的強(qiáng)度對(duì)兩倍布喇格角表示；圖19描述了類(lèi)似于圖18的X射線衍射圖，但包括從在加工過(guò)程中經(jīng)受不同UV光條件的、相同化學(xué)計(jì)算量鉭酸鍶鉍材料獲得的數(shù)據(jù)；圖20描述了類(lèi)似于圖18和19的X射線衍射圖，但包括從在加工過(guò)程中經(jīng)受另一不同UV光條件的、相同化學(xué)計(jì)算量鉭酸鍶鉍材料獲得的數(shù)據(jù)；圖21描述了類(lèi)似于圖18、19和20的X射線衍射圖，但包括從在加工過(guò)程中經(jīng)受再一不同UV光條件的、相同化學(xué)計(jì)算量鉭酸鍶鉍材料獲得的數(shù)據(jù)；圖22描述了類(lèi)似于圖18、19、20和21的X射線衍射圖，但包括從在加工過(guò)程中經(jīng)受還一不同UV光條件的相同化學(xué)計(jì)算量鉭酸鍶鉍材料獲得的數(shù)據(jù)；圖23描述了具有相同化學(xué)計(jì)算量、但在不同UV光條件下加工的兩種鉭酸鍶鉍樣品的早期區(qū)域矯頑電場(chǎng)曲線；圖24描述了標(biāo)準(zhǔn)方法的鉭酸鍶鉍樣品的電容對(duì)電壓曲線；圖25描述了類(lèi)似于圖23的電容曲線，但包括從具有與圖23品相同化學(xué)計(jì)算量的、UV取向的鉭酸鍶鉍樣品獲得的數(shù)據(jù)。優(yōu)選實(shí)例的詳細(xì)描述圖1描述了一個(gè)在基片上形成的薄膜電容器10，基片包括傳統(tǒng)單晶硅晶片11，具有由傳統(tǒng)氧化法形成的二氧化硅厚層12。在層12之上形成任選的鈦粘結(jié)層13，接下來(lái)是第一電極鉑層14。層13的厚度優(yōu)選為100-200。層14的厚度優(yōu)選為1000-2000。層13和層14優(yōu)選由傳統(tǒng)原子濺射技術(shù)形成，如DC磁控濺射或射頻濺射。薄膜金屬氧化物層15由具有介電和/或鐵電性質(zhì)的金屬氧化物形成。層15按下面詳細(xì)描述的方法制造，其厚度優(yōu)選小于約4000，最好約2000。層15可以是鈣鈦礦，如鈦酸鋇鍶或鈦酸鍶。層15優(yōu)選為層狀超晶格材料，最好混合層狀超晶格材料。在這里，術(shù)語(yǔ)“鈣鈦礦”包括已知的通式為ABO3的材料，A和B是陽(yáng)離子而O是氧陰離子組分。這一術(shù)語(yǔ)包括A和B是多重元素(multipeelements)的材料；如包括通式為A′A″BO3、AB′B″O3和A′A″B′B″O3的材料，其中A′、A″、B′和B″是不同的金屬元素。優(yōu)選地，A、A′、A″是選自Ba、Bi、Sr、Pb、Ca和La的金屬，B、B′、B″是選自Ti、Zr、Ta、Mo、W和Nb的金屬。術(shù)語(yǔ)A位和B位是指在鈣鈦礦氧八面體晶格中的特定位置。層狀超晶格材料具有多個(gè)由相應(yīng)層數(shù)的氧化鉍層分開(kāi)的類(lèi)鈣鈦礦氧八面體層。盡管不是所有這類(lèi)材料在室溫下都具有鐵電形為，但層狀超晶格材料是典型的鐵電材料。這些材料通常具有高的介電常數(shù)，不管它們是不是鐵電材料，在高介電常數(shù)電容器上都是有用的。特別優(yōu)選的層狀超晶格材料包括混合層狀類(lèi)鈣鈦礦材料，具有不同類(lèi)型的氧八面體結(jié)構(gòu)。例如，具有一個(gè)八面體的厚度的第一氧八面體層可以通過(guò)氧化鉍層與具有兩個(gè)八面體厚度的氧八面體層分開(kāi)?；旌喜牧线€可以包括具有相應(yīng)厚度的兩個(gè)和三個(gè)八面體，或三個(gè)和四個(gè)八面體層的混合物。層狀超晶格材料的所有類(lèi)型通常歸納為如下經(jīng)驗(yàn)式A1w1-a1A2w2+a2···Ajwj+ajS1x1+s1S2x2+s2···Skxk+skB1y1+b1B2y1+b1···Bly1+b1Qz-2]]>(3)經(jīng)驗(yàn)式(3)是指超晶格形成物質(zhì)的化學(xué)計(jì)算平衡式。經(jīng)驗(yàn)式(3)不代表晶胞的結(jié)構(gòu)，也不試圖將組分位到相應(yīng)的層。在經(jīng)驗(yàn)式(3)中，A1、A2…Aj代表類(lèi)鈣鈦礦八面體結(jié)構(gòu)中的A位元素，這些元素包括鍶、鈣、鋇、鉍、鉛和其混合物，以及類(lèi)似離子半徑的其它金屬。S1、S2…Sk代表超晶格母點(diǎn)元素，優(yōu)選地只包括鉍，但是也可以包括三價(jià)材料，如釔、鈧、鑭、銻鉻和鉈。B1、B2…B1代表類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中的B位元素，可以是如鈦、鉭、鉿、鎢、鎳、釩、鋯和其它元素，Q代表陰離子，優(yōu)選是氧，但也可以是其它元素，如氟、氯和它們的混合，如氟氧化物和氯氧化物等。經(jīng)驗(yàn)式(3)的上標(biāo)表示元素的價(jià)態(tài)，下標(biāo)表示經(jīng)驗(yàn)式化合物中特定元素的原子數(shù)。對(duì)于晶胞，下標(biāo)表示晶胞中元素的平均原子數(shù)。該下標(biāo)可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。也就是說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)式(3)包括晶胞可以在整個(gè)材料中變化的情況，如在Sr.75Ba.25Bi2Ta2O9中，平均有75％的Sr是A位原子，而25％的Ba是A位原子。如果在化合物中只有一個(gè)A位元素，則由“A1”元素代表，w2…wj都是零。如果在化合物中只有一個(gè)B位元素，則由“B1”元素代表，y2…y1都是零，超晶格母點(diǎn)元素也類(lèi)似。盡管經(jīng)驗(yàn)式(3)寫(xiě)成了更普通的形式，通常的情況是有一個(gè)A位元素，一個(gè)超晶格母點(diǎn)元素，一個(gè)或兩個(gè)B位元素，因?yàn)楸景l(fā)明包括A和B位以及超晶格母點(diǎn)可以是多元素的情況。z的值由下式求出(4)(a1w1+a2w2…+ajwj)+(s1x1+s2x2…+skxk)+(b1y1+b2y2…+bjyj)＝2z。層狀超晶格材料不包括可以滿(mǎn)足通式(3)的所有材料，只包括能在結(jié)晶過(guò)程中自發(fā)形成清晰晶層的組成。這一自發(fā)結(jié)晶通常通過(guò)由組成混合物熱處理或退火來(lái)輔助。提高的溫度有利于形成超晶格的物質(zhì)有序成為熱力學(xué)有利的結(jié)構(gòu)，如類(lèi)鈣鈦礦八面體。術(shù)語(yǔ)“超晶格母點(diǎn)元素”，對(duì)于S1，S2…Sk，是指這些元素在插入兩類(lèi)鈣鈦礦層之間的集中金屬氧化物層的形式是特別穩(wěn)定的，與超晶格母點(diǎn)元素在整個(gè)混合層狀鈣鈦礦材料中的均勻無(wú)序分布相反。特別地，鉍具有這樣的離子半徑，允許它既可以作為A位材料，又可以作為超晶格母點(diǎn)，但如果鉍的量小于極限化學(xué)計(jì)算比例，則會(huì)自發(fā)集中作為非類(lèi)鈣鈦礦鉍氧化物層。在這里，術(shù)語(yǔ)層狀超晶格材料也指摻雜層狀超晶格材料。也就是說(shuō)，任何包括在經(jīng)驗(yàn)式(3)中的材料可以摻雜各種其它材料，如硅、鍺、鈾、鋯、錫、鉻、鏑或鉿。經(jīng)驗(yàn)式(3)至少包括所有三種Smolenskii-型鐵電層狀超晶格材料，也就是說(shuō)，具有以下經(jīng)驗(yàn)式的那些(5)Am-1S2BmO3m+3；(6)Am+1BmO3m+1；和(7)AmBmO3m+2，其中A是類(lèi)鈣鈦礦超晶格中的A位金屬，B是是類(lèi)鈣鈦礦超晶格中的B位金屬，S是如鉍和鉈的三價(jià)超晶格母點(diǎn)金屬，m是一個(gè)足以平衡總通式電荷的數(shù)。當(dāng)m是分?jǐn)?shù)時(shí)，總的平均經(jīng)驗(yàn)式提供了多個(gè)不同的或混合的類(lèi)鈣鈦礦層。通式(7)是優(yōu)選的。在這里，最優(yōu)選的層狀類(lèi)鈣鈦礦材料是“混合層狀超晶格材料”。引入這一術(shù)語(yǔ)是因?yàn)闆](méi)有合適的詞或詞語(yǔ)來(lái)描述這些材料。混合層狀超晶格材料在這里包括具有至少三個(gè)相互連接層的金屬氧化物，各層皆具有相應(yīng)的離子電荷，(1)第一層(“A/B層”)可以含有A位金屬，B位金屬，或A位金屬和B位金屬，A/B層可具有或不具有類(lèi)鈣鈦礦氧八面體晶格；(2)超晶格母點(diǎn)層；(3)第三層(“AB層”)含有A位金屬和B位金屬，AB層具有不同于A/B層晶格的類(lèi)鈣鈦礦氧八面體晶格。這些材料的有用特點(diǎn)是形成超晶格金屬的無(wú)定形溶液或無(wú)序單一混合物，當(dāng)在氧氣中被加熱時(shí)，將自發(fā)產(chǎn)生熱力學(xué)有利的層狀超晶格?；旌蠈訝畛Ц癫牧习ㄖ辽偃N不同類(lèi)型的離子層。最簡(jiǎn)單的一種是有一種超晶格母點(diǎn)層G和兩種不同的氧八面體層，即L1和L2(A/B和AB層)。八面體層被超晶格母點(diǎn)層分開(kāi)。因此可以觀察到有序類(lèi)鈣鈦礦層之間插入了G層的無(wú)序排列，如(8)GL1GL1GL2GL1GL2GL2G.在相應(yīng)層的構(gòu)成單元的亞晶胞結(jié)構(gòu)中L1不同于L2。L1-結(jié)構(gòu)(A/B)層類(lèi)形成了鈣鈦礦層總數(shù)的百分比。這一百分比可以看作插入在兩G層之間的給定類(lèi)型的L層濃度導(dǎo)出的可能性δ。總的δ可能性等于1，對(duì)于給定層這些可能性是相互排斥的。L1和L2層也可以具有多個(gè)結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于A位的部分或多個(gè)相當(dāng)于B位的部分。例如，L1和L2層可以包兩個(gè)結(jié)構(gòu)上相當(dāng)?shù)腂位金屬，B和B′，它們具有類(lèi)似的離子半徑和價(jià)態(tài)。因此，B′元素在層L1和L2的平均經(jīng)驗(yàn)通式中構(gòu)成了總B位元素的百分比。對(duì)每一層的平均經(jīng)驗(yàn)通式中的每一種金屬都有給定通式部分α。其中L1和L2層是相同的，層狀超晶格材料具有非混合的類(lèi)型。更一般地，離子層可以在總的超晶格中按平均重復(fù)結(jié)構(gòu)式自我重復(fù)(9)G{[(L1δ1)(∑i＝1JMiαi)][(L2δ2)(∑i＝1JMiαi)…[(Lkδk)(∑i＝1JMiαi)]}G…，其中G是具有三價(jià)金屬的超晶格母點(diǎn)層；L含有A位和/或B位有與其它由相應(yīng)整數(shù)下標(biāo)1，2，和K表示的L層相比不同晶格材料的層；δ是找到形成特定晶格結(jié)構(gòu)的層L的相互排斥可能性；αi是相應(yīng)L層的平均經(jīng)驗(yàn)式中的給定金屬M(fèi)i的經(jīng)驗(yàn)式部分；J是一個(gè)等于相應(yīng)L層中金屬M(fèi)i總數(shù)的整數(shù)。整個(gè)平均通式(9)包括多個(gè)不同的L層，由離子亞晶胞形成。A/B層最好是能具有A/B層平均經(jīng)驗(yàn)式(10)的L層類(lèi)型，(10)(Am-1BmOc)v，其中A是適用于A/B亞晶胞的A位金屬；B是適用于A/B亞晶胞的B位金屬；O是氧；m是其值至少為1的數(shù)；c是選自(3m+1)，(3m+0.5)和(3m)的值；S是三價(jià)超晶格母點(diǎn)元素；V中選自1+、1-、2-和3-的A/B層電荷。A/B層可以具有類(lèi)鈣鈦礦八面體結(jié)構(gòu)；然而，也可以包括以非鈣鈦礦結(jié)構(gòu)排列的A位金屬和/或B位金屬。也就是說(shuō)，上面的“A位金屬”和“B位金屬”是指具有適當(dāng)離子半徑以用于鈣鈦礦晶格中的金屬陽(yáng)離子，但是這些陽(yáng)離子不需占據(jù)類(lèi)鈣鈦礦晶格中的A位和B位位置。例如，(m＝1)材料不是類(lèi)鈣鈦礦，因?yàn)樗鼈儧](méi)有A位元素，(m＝1)材料仍然包括在通式(11)內(nèi)。合適的A位金屬通常具有約0.9-約1.3的離子半徑，而合適的B位金屬通常具有約0.5-約0.8的離子半徑。類(lèi)鈣鈦礦AB層是優(yōu)選包括經(jīng)驗(yàn)式(11)的L層型(11)(A′n-1B′nO3n+1)v′，其中A′是類(lèi)鈣鈦礦AB離子亞晶胞中的A位原子；B′是類(lèi)鈣鈦礦AB離子亞晶胞中的B位原子；O是氧；n是其值為大于1的數(shù)；V′是選自1+、1-、2-和3-的第二通式電荷，優(yōu)選為2-。在通式(11)中，A′、B′和n中至少一個(gè)不同于混合層狀超晶格材料經(jīng)驗(yàn)式(10)中的A/B層的A、B和m，特別優(yōu)選的是n不同于m。超晶格母點(diǎn)層最好具有經(jīng)驗(yàn)式(12)(S2O2)2+，其中S是三價(jià)超晶格母點(diǎn)元素鉍和鉈。相應(yīng)于通式(11)的層按根據(jù)通式(9)和(10)平均各層的電荷的需要自我重復(fù)。通常地，對(duì)于每一相應(yīng)于通式(9)的L層和每一相應(yīng)于通式(10)的L層有一個(gè)相應(yīng)于通式(11)的層。第二極16也優(yōu)選由鉑形成，厚度約為1000-2000，也通過(guò)傳統(tǒng)的原子濺射技術(shù)在層15之上形成。在集成電路技術(shù)中，硅晶層11通常是作為“基片”。這里，術(shù)語(yǔ)“基片”更通俗一點(diǎn)講是為另一層提供支撐的任何層或?qū)拥慕Y(jié)合。例如，介電層15的基片18直接是鉑第一電極14，但也可以廣義地解釋包括層11、12和13。我們出稱(chēng)完成的各個(gè)狀態(tài)下的器件為晶片20，它包括此時(shí)已完成的所有層。正如現(xiàn)有技術(shù)中所知，電容器10可以包括其它常用的層，例如擴(kuò)散阻擋層。許多其它材料可以用作前面討論過(guò)的任何層，如氮化硅可用途絕緣層12，砷化鎵、銻化銦、氧化鎂、鉭酸鍶、藍(lán)寶石或石英可以作為基片11，以及許多其它的粘結(jié)層、阻擋層、和電極材料。此外，應(yīng)當(dāng)理解圖1不是指一個(gè)實(shí)際電子器件的任何特定部分的實(shí)際橫截面圖，而僅僅是一個(gè)理想化的代表，以用來(lái)比其它可能的方式更清楚和全面地說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法。例如，各層的相對(duì)厚度未按比例表示，因?yàn)?，否則某些層，如基片11會(huì)太厚以致圖中不能畫(huà)出。電容器10最好形成集成電路儲(chǔ)存器19的一部分，正如現(xiàn)有技術(shù)中所已知的，它包括其它電子器件，如晶體管、其它電容器等。其它器件未示出。例如，在DRAM中，儲(chǔ)存器19可以包括一個(gè)含有行和列的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列組件，每一個(gè)存儲(chǔ)單元包括一個(gè)可操作地與電容器10聯(lián)接的晶體管。此外，本發(fā)明方法制造的介電層15可以結(jié)合到其它器件中，如鐵電FETs和電容器。圖2描述了制造電容器10的工藝流程圖。為了便于討論，我們考慮在圖2的方法中在步驟P28中未使用UV輻射。步驟P28中不使用UV的圖2方法在這里稱(chēng)之為“標(biāo)準(zhǔn)方法”，因?yàn)檫@一方法用來(lái)制造“標(biāo)準(zhǔn)”金屬氧化物電容器10以作為與按本發(fā)明方法制造的電容器10比較的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)方法和本發(fā)明的UV方法都以圖1的實(shí)施例進(jìn)行討論，但正好與根據(jù)具有鐵電或介電電容器器件的任何集成電路器件的討論一樣。在步驟P22中提供并制備基片18。這一基片最好包括硅晶體11，其上用傳統(tǒng)方法生長(zhǎng)二氧化硅層12，如在擴(kuò)散爐中在氧氣氯下加熱晶體11到約1100℃的溫度。粘結(jié)層13(圖1)選擇地濺射在層12，接著濺射第一鉑電極14。在步驟P24中，制備原料金屬氧化物前體溶液。這一步驟可以在淀積金屬氧化物介質(zhì)15之前進(jìn)行，但通常是預(yù)先制備好。溶液的制備步驟優(yōu)選在惰性氬氣或氮?dú)饴认逻M(jìn)行，或至少在干燥的空氣中進(jìn)行。優(yōu)選的反應(yīng)包括使金屬烷氧基羧酸鹽與金屬醇鹽或金屬羧酸鹽反應(yīng)在以提供具有中心-O-M-O-M-O-結(jié)構(gòu)的反應(yīng)產(chǎn)品，如(13)(14)其中M和M′是金屬；R和R′的定義與上面相同；R″是一個(gè)烷基，優(yōu)選具有約0-16個(gè)碳原子；a、b和x是表示相應(yīng)基團(tuán)的相對(duì)量的整數(shù)，滿(mǎn)足M和M′的相應(yīng)價(jià)態(tài)。通常反應(yīng)式(13)是主要的。因此，形成了具有低沸點(diǎn)的醚。從前體中沸騰而出的這些醚離開(kāi)了最終產(chǎn)品，最終產(chǎn)品具有減少的有機(jī)物含量，部分形成了最終所要求的金屬氧化物的金屬-氧-金屬鍵。如果加熱充分，也會(huì)發(fā)生一些(14)的反應(yīng)，產(chǎn)生金屬-氧-金屬鍵和酯。酯具有較高的沸點(diǎn)，殘留在溶液中。在最終前體涂布到基片之后，這些高沸點(diǎn)有機(jī)物進(jìn)行緩慢地干燥處理，這樣能減少破裂和缺陷；因此，在每一情況下，形成了金屬-氧-金屬鍵并最終前體性能得到了改進(jìn)。如果將金屬羧酸鹽添加到金屬烷氧基羧酸鹽中，加熱混合物，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)(15)其中R-COOOC-R′是一種酸酐，這一術(shù)語(yǔ)的定義與上面相同。這一反應(yīng)需要比上面的反應(yīng)(13)和(14)多很多的熱量，進(jìn)行的速度也慢得多?？梢杂眠^(guò)量的羧酸來(lái)加熱式(13)-(15)的反應(yīng)產(chǎn)物，以用羧酸配位體來(lái)取代烷氧化物配位體，所以了減少了羧化產(chǎn)物水解的可能性，延長(zhǎng)了前體的貯存壽命。以在涂布到基片上之前前體中金屬的量為基準(zhǔn)，溶液的摩爾濃度優(yōu)選調(diào)節(jié)到0.1-0.5摩爾Bi2標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)金屬氧化物通式。在步驟P26中，前體溶液被涂布到基片18上，優(yōu)選以1300RPM-2000RMP的速度旋轉(zhuǎn)晶片約20-60秒。旋涂通常消耗約3ml前體溶液，最好在1500rpm下進(jìn)行。作為選擇，步驟P26可以包括使用噴霧淀積方法，這一技術(shù)公開(kāi)在共同待審的申請(qǐng)07/993,380中。步驟P28包括烘烤前體，優(yōu)選在空氣或干燥的氮?dú)庵?，并?yōu)選在約120℃-500℃烘烤足夠長(zhǎng)的時(shí)間以從液體薄膜中基本除去所有有機(jī)物，以產(chǎn)生固體金屬氧化物薄膜15。可以預(yù)料，在烘烤過(guò)程之后，由于殘留有機(jī)組分的焙燒，在最終金屬氧化物產(chǎn)品中會(huì)有少量的碳?xì)堄辔?。例如，步驟P28可以在400℃下在空氣中進(jìn)行2分鐘。步驟P28可以再分為連續(xù)的加熱步驟，每一步的溫度都比前面高。這種分步烘烤方法減少了對(duì)前體的熱振蕩，這種熱振蕩可能導(dǎo)致前體膜的起泡和破裂。分步烘烤方法包括以下連續(xù)步驟(1)在溫度為120-160℃的熱板上在空氣中將基片烘烤1-5分鐘；(2)在溫度為240-280℃的熱板上在空氣中將基片烘烤2-6分鐘；和(3)將基片暴露于電磁輻射源(不是UV)，可以將基片表面溫度提高到至少約700℃，優(yōu)選經(jīng)最長(zhǎng)40秒的時(shí)間。上述步驟(3)例如可以通過(guò)使用鎢-鹵燈(可見(jiàn)光譜)以在30秒內(nèi)達(dá)到725℃的溫度，包括以100℃/秒的速度從室溫達(dá)到725℃。在步驟P30中，如果所得到的干燥膜不具有所需的厚度，則可以重復(fù)步驟P26和P28，直至獲得了所需厚度。步驟P32包括使干燥的前體退火，以形成晶體金屬氧化物層15。第一次退火優(yōu)選在500℃-1000℃的溫度下，在氧中進(jìn)行30分鐘到2小時(shí)。步驟P32優(yōu)選在700℃-850℃，在氧氣氛中以推拉法進(jìn)行30-90分鐘，包括5分鐘推入擴(kuò)散爐中和5分鐘從爐中拉出。最優(yōu)選的退火溫度是800℃，80分鐘。在P34中，器件用傳統(tǒng)方法構(gòu)圖。第二電極16被濺射到工作區(qū)。器件通過(guò)涂布負(fù)或正抗蝕劑，然后通過(guò)離子刻蝕并除去抗蝕劑來(lái)構(gòu)圖。步驟P36包括使構(gòu)圖好的器件退火以除去構(gòu)圖缺陷。第二次退火優(yōu)選達(dá)到第一次退火的最高溫度50度內(nèi)的最高溫度。以降低中中間層的熱應(yīng)力。例如，在第一次在800℃下退火后，優(yōu)選在800℃下進(jìn)行30分鐘的第二次退火。步驟P38包括，如果必要的話，通過(guò)添加附加層和進(jìn)一步的退火完成該器件。在上面的討論中，省略了應(yīng)用UV輻射。紫外光優(yōu)選作為步驟P28的一部分使用，但是，也可以作為步驟P24和P32的一部分使用，其效果較少。UV光譜的波長(zhǎng)為約4-400納米(“nm”)。用于本發(fā)明的特別優(yōu)選的UV輻射段具有約180-300nm的波長(zhǎng)，最優(yōu)選約220-約260nm的波長(zhǎng)。選擇的這一波長(zhǎng)是針對(duì)前體中的C-O鍵的離解。在步驟P28中優(yōu)選通過(guò)可調(diào)準(zhǔn)分子激光器來(lái)應(yīng)用UV輻射，然而，出可以使用其它可接受的激光源，如DanielsonUV光源或氘(D2O)燈。步驟P28的UV曝光技術(shù)包括在長(zhǎng)至約10分鐘內(nèi)，在5-20mW/cm2的強(qiáng)度下曝光。特別優(yōu)選的紫外波長(zhǎng)用來(lái)離解前體溶液中的碳氧δ鍵，離解的有機(jī)配位體和其它組分可以從基片中以蒸汽的形式除去。與在未用集中UV輻射時(shí)形成的“標(biāo)準(zhǔn)”金屬氧化物比較，這一UV誘導(dǎo)離解提供了具有減少了碳含量的金屬氧化物。UV輻射還影響按本方法生產(chǎn)的金屬氧化物材料的晶粒形成，正如在X射線衍射強(qiáng)度峰值中通過(guò)c-軸取向的差別所證實(shí)的。這一UV影響的晶體形成的特征還在于明顯改變了金屬氧化物的電學(xué)性質(zhì)，即極化疲勞和漏電得到了改進(jìn)。下面的非限制性實(shí)施例描述了實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選材料和方法。實(shí)施例1-7用來(lái)描述提供可以用在步驟P24中的原料前體溶液的優(yōu)選方法。實(shí)施例1制備鉭酸鍶鉍液體前體溶液表1的前體組分從指定的市場(chǎng)獲得，并細(xì)分以獲得所示的部分。在下表中，“FW”表示分子量，“g”表示克，“mmoles”表示毫摩爾，“Equiv”表示溶液中的當(dāng)量數(shù)。表1</tables>將五丁氧基鉭和2-乙基己酸放入盛有40ml二甲苯的250ml的錐形燒瓶中，即每100mmol鉭約50ml二甲苯。燒瓶上蓋一50ml的燒杯以輔助回流并隔絕空氣中的水份。該混合物在160℃的熱板上用磁棒攪拌48小時(shí)并回流，以形成基本均勻的含有丁醇和2-乙基己酸鉭的溶液。應(yīng)當(dāng)理解，溶液中的丁氧基部分幾乎完全被2-乙基己酸所取代，但是在該實(shí)施例的加熱參數(shù)中并不完全取代。在48小時(shí)屆滿(mǎn)后，移開(kāi)50ml的燒杯，熱板溫度升高到200℃以蒸餾丁醇、水和醚組分，從溶液中除去這些組分。當(dāng)溶液第一次達(dá)到124℃時(shí)，表示基本所有的丁醇、水和醚已從溶液中除去，從熱板上移開(kāi)燒瓶。燒瓶和其內(nèi)容物冷卻到室溫。向燒瓶?jī)?nèi)的冷卻混合物中加入鍶和50ml2-甲氧基乙醇溶劑，以及100ml二甲苯溶劑。將燒瓶和其內(nèi)容物返回到200℃的熱板上，再用50ml的燒杯蓋上，回流5小時(shí)，按反應(yīng)式(13)和(14)形成鉭-鍶的烷氧基羧酸鹽復(fù)合物。移開(kāi)燒杯，允許溶液溫度上升到125℃以從中除去2-甲氧基乙醇溶液，以及溶液中的任何醚、醇或水。從熱源上移開(kāi)后，燒瓶冷卻到室溫。將三-2-乙基己酸鉍加入到冷卻的溶液中，并用二甲苯進(jìn)一步稀釋到200ml以形成預(yù)前體溶液，這一溶液每升可以形成0.002摩爾的SrBi2.1Ta2O9.15沒(méi)有鉍的揮發(fā)。設(shè)計(jì)前體配方以補(bǔ)償在固體金屬氧化物的制造中預(yù)計(jì)從液體前中揮發(fā)的鉍。相對(duì)于通式(5)，Bi2.10部分包括過(guò)量的約5％(0.10)鉍?？紤]到在接下來(lái)的退火步驟中預(yù)計(jì)鉍的揮發(fā)后，可以預(yù)料到預(yù)前體溶液能產(chǎn)生按通式(3)的化學(xué)計(jì)算為n＝2的材料，即0.2摩爾的SrBi2Ta2O9/升溶液。實(shí)施例2制備含有2-乙基己酸鉭的二甲苯溶液的預(yù)前體表2中的組分是從市場(chǎng)購(gòu)得的，細(xì)分以獲得所示的部分。表2</tables>將五丁氧基鉭和2-乙基己酸放入盛有30ml二甲苯的250ml的錐形燒瓶中，燒瓶上蓋一50ml的燒杯以輔助回流并隔絕空氣中的水份。這一混合物在160℃的熱板上用磁棒攪拌48小時(shí)并回流，形成基本均勻的含有丁醇和2-乙基己酸鉭的溶液。溶液中的丁氧基部分幾乎完全被2-乙基己酸所取代，但是在該實(shí)施例的加熱參數(shù)中并不完全取代。在48小時(shí)屆滿(mǎn)后，移開(kāi)50ml的燒杯，熱板溫度升高到200℃以蒸餾除去溶液中所有的丁醇。當(dāng)溶液第一次達(dá)到124℃時(shí)，從熱板上移開(kāi)燒瓶。燒瓶和其內(nèi)容物冷卻到室溫。向熱溶液中添加二甲苯稀釋到摩爾濃度0.4mmol鉭/克溶液，溶液從熱源上移開(kāi)冷卻到室溫。實(shí)施例3制備含有2-乙基己酸鉍的二甲苯和石腦油溶液的預(yù)前體表3中的組分是從市場(chǎng)購(gòu)得的，細(xì)分以獲得所示的部分。表3</tables>三-2-乙基己酸鉍的石腦油溶液注入到250ml的燒瓶中與二甲苯混合，得到0.4毫摩爾鉍/克的溶液。振蕩燒瓶中的溶液使之基本均勻。由于鉍原子和其相應(yīng)的羧酸根配位體之間的鍵會(huì)斷裂，所以不必補(bǔ)充加熱。實(shí)施例4制備含有2-乙基己酸鈮的二甲苯溶液的預(yù)前體表4</tables>五-2-乙基己酸鈮的二甲苯溶液注入到250ml的燒瓶中與另外的二甲苯混合，得到0.4毫摩爾濃度/克的溶液。振蕩燒瓶中的溶液使之基本均勻，且不需加熱。實(shí)施例5制備所設(shè)計(jì)的鉭酸鍶鉍液體前體溶液以用于形成混合排列的L1和L2層狀超晶格材料使用前述實(shí)施例中的預(yù)前體溶液可以制備鉭酸鍶鉍前體溶液，該前體溶液包括能形成83％鉭酸鍶L2和17％鉭酸鹽L1金屬氧化物部分的相對(duì)比例組分。將2ml等份的實(shí)施例1的0.200M的前體溶液放入250ml的燒瓶中，即可以以產(chǎn)生0.4毫摩爾SrBi2Ta2O9的足量前體溶液。將0.210g等份的實(shí)施例3的2-乙基己酸鉍溶液(0.4毫摩爾Bi3+/g)加入到燒瓶中，再將0.100g等份的實(shí)施例2的2-乙基己酸鉭溶液(0.4毫摩爾Ta5+/g)加入到燒瓶中。振蕩燒瓶?jī)?nèi)的組分至均勻狀態(tài)。應(yīng)注意到通過(guò)使用普通的二甲苯溶劑從各實(shí)施例得到的前體溶液的混合是很便利的。考慮到在下面的為生產(chǎn)固體金屬氧化物的高溫退火過(guò)程中鉍的揮發(fā)，所得到的混合物包括5％過(guò)量的鉍。通過(guò)對(duì)干燥的前體殘留物退火，可以設(shè)計(jì)前體溶液中組分的相對(duì)比例，以生產(chǎn)出具有經(jīng)驗(yàn)式Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417的層狀超晶格材料。這一材料包括多個(gè)排列的層L1、L2和G，也就是說(shuō)，按通式(12)的(Bi2O2)2+的超晶格母點(diǎn)層，按通式(11)的83％的(SrTa2O7)2-的L2層，按通式(10)的17％的(TaO3.5)2-的L1層。這些通式不計(jì)入過(guò)量的鉍部分，因?yàn)檫^(guò)量的鉍部分用于在700-850℃的退火中補(bǔ)償鉍的揮發(fā)損失。當(dāng)然，由于在溶液中有5％過(guò)量的鉍部分，在形成固體金屬氧化物的過(guò)程中當(dāng)沒(méi)有鉍揮發(fā)時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)式。剩余的過(guò)量鉍與過(guò)量的鉭B位原子一起用作A位材料。其它混合層狀超晶格前體溶液可以按以下關(guān)系形成(16)為了比較，通過(guò)將每一下標(biāo)乘以{2/(2+2X)}，下標(biāo)歸上化到Bi2的值。實(shí)施例6用于形成混合晶體的L1和L2層狀超晶格材料的鉭酸鍶鉍鈮液體前體溶液通過(guò)使用前述實(shí)施例的預(yù)前體溶液，制備包括相對(duì)比例組分的能形成17∶83的L1(m＝1)和L2(n＝2)金屬氧化物層部分混合物的鉭酸鍶鉍鈮前體溶液。將2ml等份的0.200M的實(shí)施例1的前體溶液放入250ml的燒瓶中。將0.200g等份的實(shí)施例3的2-乙基己酸鉍溶液(0.4毫摩爾Bi3+/g)添加到燒瓶中，再將0.100g等份的實(shí)施例4的2-乙基己酸鈮溶液(0.4毫摩爾Nb5+/g)添加到燒瓶中。振蕩燒瓶中的混合組分至均勻狀態(tài)。通過(guò)使用普通的二甲苯溶劑，各實(shí)施例中的前體溶液的混合是便利的。通過(guò)對(duì)干燥的前體殘留物退火，可以設(shè)計(jì)前體溶液中組分的相對(duì)比例，以生產(chǎn)出具有通式Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417的層狀超晶格材料。這一材料包括按通式(9)排列的混合L1、L2材料層。前體設(shè)計(jì)允許在整個(gè)L1和L2材料中等量取代五價(jià)B位原子Ta5+(離子半徑0.68)和Nb5+(離子半徑0.69)。根據(jù)化學(xué)計(jì)算平衡的17∶83L1和L2鈮酸鍶鉍鉭材料混合物，G是通式(12)的(Bi2O2)2+。L1代表具有按通式(10)的經(jīng)驗(yàn)式(Nb0.091Ta0.909O3.5)2-的17％的L層。L2包括雙八面體金屬組的厚度，具有按通式(11)的經(jīng)驗(yàn)式(SrNb0.182Ta1.818O7)2-?；谔砑拥腖1(鈮)材料量(0.2/(1+0.2)＝0.17)，δ1是0.17。對(duì)于L2層，δ2是0.83。對(duì)于L1層部分，基于添加的鈮量，M1α1是0.091，基于添加的鉭量，M2α2是0.909。對(duì)于L2層部分，對(duì)于鍶A位金屬，M1α1是1.0，對(duì)于鈮B位金屬，M2α2是0.182；對(duì)于鉭B位金屬，M2α2是1.818。實(shí)施例7制備鈦酸鍶液體前體溶液用于制造ABO3鈣鈦礦鈦酸鍶的前體溶液是使用表5中的組分制備的，這些組分都是從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的。鍶和50ml2-甲氧基乙醇放入2-乙基己酸中。攪拌溶液，并加熱到最大溫度115℃，以蒸發(fā)掉所有輕烴和水，并生產(chǎn)鍶的烷氧基羧酸鹽。異丙氧基鈦(titaniumisoproporide)溶解在50ml甲氧基乙醇中，攪拌并加熱到115℃，以蒸發(fā)掉異丙醇和水。混合鍶和鈦的溶液，并攪拌加熱到最大溫度125℃以蒸發(fā)到體積為60.0ml。表5形成前體的反應(yīng)劑</tables>所得前體的濃度是每升0.533摩爾SrTiO3。就在使用前，通過(guò)向5ml上述SrTiO3溶液中加入25ml二甲苯進(jìn)行交換，并攪拌和加熱到最大溫度128℃，以蒸發(fā)出7ml，得到體積為23ml的濃度為每升0.116摩爾SrTiO3的最終溶液。實(shí)施例8示范性的層狀超晶格材料用與實(shí)施例1-6類(lèi)似的方法生產(chǎn)可以產(chǎn)生列于下表6的層狀超晶格材料的前體。應(yīng)注意的是前體優(yōu)選含有過(guò)量5％的鉍，但過(guò)量的鉍并未反映在表6中。在表6中，術(shù)語(yǔ)“X值”是指通式(16)中的變量X。表7根據(jù)以下通式形成混合L1和L2層狀超晶格材料的前體G{[(L1δ1)(Σi=1jMii)][(L2δ2)(Σi=1jMiα1)]...]]>[(Lkδk)(Σi=1jMiαi)]}G,]]>*G是(Bi2O2)2+，**這些式未考慮相應(yīng)前體該液中5％的過(guò)量鉍。實(shí)施例9不用UV方法生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)金屬氧化物樣品使用實(shí)施例1的鉭酸鍶鉍進(jìn)行圖2的制造方法。制備常規(guī)4英寸多晶晶片以接受實(shí)施例1的SrBi2Ta2O9溶液。制備過(guò)程包括在1100℃下，在氧氣中按傳統(tǒng)方法擴(kuò)散爐烘烤，以產(chǎn)生一層厚的二氧化硅敷層12(參看圖1)。包括氧化物12的基片冷卻到室溫，插入到真空室進(jìn)行傳統(tǒng)DC磁控濺射。使用的放電電壓為95伏，電流為0.53安培，濺射壓力為0.0081乇，在氧化物層12上濺射160厚的鈦金屬。然后，使用放電電壓130伏，電流為0.53安培，在鈦金屬之上濺射厚度為2200的鉑?；?包括鈦和鉑金屬)在擴(kuò)散爐中，在氮?dú)夥罩校?50℃下退火2小時(shí)10分鐘。這一時(shí)間包括5分鐘推入爐中和5分鐘從爐中拉出。所得結(jié)構(gòu)包括圖1中的層13和14。在步驟P24中，2ml實(shí)施例1的0.2M的SrBi2Ta2O9前體用1.08ml乙酸正丁酯調(diào)節(jié)到0.13M，并通過(guò)0.2μm過(guò)濾器。基片在傳統(tǒng)的旋涂機(jī)中以1500rpm旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時(shí)，用滴眼器(eyedroper)將前體溶液涂布到基片上，時(shí)間為30秒。涂布了前體的基片從旋涂機(jī)中移出，在空氣中，在140℃的熱板上干燥2分鐘?；诹硪?60℃的熱板上再干燥4分鐘?；谘鯕庵性?25℃下，使用從AG-associatesInc.購(gòu)得的HEATPULSE410鎢-鹵燈設(shè)備作為熱源再干燥30秒。鎢鹵燈泡包括八個(gè)J208V燈泡(從日本的Ushio購(gòu)得)，總功率為1200W。加熱曲線包括以100℃/秒的速度從室溫升溫到725℃。旋涂和干燥重復(fù)兩次以增加層15的總厚度。在這一實(shí)施例中，在連續(xù)的三個(gè)烘烤步驟中，基片都不暴露于UV輻射。在層15位置處的包括干燥前體材料的基片在氧氣氛中(O2)中，在800℃下，在擴(kuò)散爐中退火80分鐘。這一時(shí)間包括5分鐘推入爐中，5分鐘從爐中拉出。與前面一樣，使用DC磁控濺射2200厚的金屬鉑。基片使用傳統(tǒng)的負(fù)抗蝕劑掩膜和氬離子刻蝕構(gòu)圖。在除去抗蝕劑后，器件在氧氣氛下在800℃下退火40分鐘，包括5分鐘推入爐中，5分鐘從爐中拉出。這一方法可以選擇其它前體形成表6中所列的任何一種金屬氧化物材料。實(shí)施例10使用UV方法生產(chǎn)一種取向金屬氧化物樣品使用實(shí)施例1的前體，按同樣方式重復(fù)實(shí)施例9的制造技術(shù)，例外的是在步驟P28中進(jìn)一步包括在150℃的熱板和在270℃的熱板烘烤的整個(gè)時(shí)間內(nèi)將基片暴露于UV輻射。所用的UV源是Danielson燈，該燈能產(chǎn)生180nm-約300nm的光譜，其強(qiáng)度在220nm為9mW/CM2，在260nm為15mW/CM2。當(dāng)基片暴露于鎢鹵燈時(shí)不暴露于UV輻射。這一方法可以選擇其它前體形成表6中所列的任何一種金屬氧化物材料。實(shí)施例11漏電流測(cè)定的比較含有按實(shí)施例9標(biāo)準(zhǔn)方法的Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品的電容器10可操作地連接到HewlitPackard4145A半導(dǎo)體分析儀(皮安)上以測(cè)定漏電流。按實(shí)施例10制各的包括UV輻射取向的Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品的電容器10也進(jìn)行同樣的測(cè)定。圖3為所獲得的數(shù)值的曲線圖，包括以每cm2安培計(jì)(對(duì)數(shù))的電流對(duì)縱坐標(biāo)電壓的曲線。數(shù)據(jù)點(diǎn)是在0-10V的范圍內(nèi)以0.05V的增量獲得的。在1V-8V內(nèi)兩種樣品的漏電流密度都在10-7-10-8內(nèi)變動(dòng)。較直間隔線部分表示在2-8V內(nèi)由單一電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理主導(dǎo)。標(biāo)準(zhǔn)樣品(由虛線表示)比UV取向樣品基本上大一半。因此，可以看出，在干燥過(guò)程中的UV處理在鉭酸鍶鉍材料中具有較低(較好)的漏電流密度。按實(shí)施例9制備的標(biāo)準(zhǔn)Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品進(jìn)行漏電流測(cè)定，同時(shí)，按實(shí)施例10制備的UV取向Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品也進(jìn)行漏電流測(cè)定，圖4描述了其漏電流密度的log(安培/cm2)對(duì)電壓的曲線。同樣，UV取向樣品具有較低的漏電流密度，在1-10伏內(nèi)比標(biāo)準(zhǔn)樣品小0.5-0.25個(gè)數(shù)量級(jí)。與UV取向樣品比較，對(duì)按實(shí)施例9制備的標(biāo)準(zhǔn)SrBi2Ta2O9品進(jìn)行漏電流測(cè)定。圖5描述了其結(jié)果。同樣，UV取向樣品的漏電流密度比標(biāo)準(zhǔn)樣品小0.2-0.5個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)施例12極化比較測(cè)定在包括HewlitPackard3314A振蕩器和HewlitPackard54502A數(shù)字化示波器的未補(bǔ)償?shù)腟awyer-Tower電路中，對(duì)包括厚度為1600的標(biāo)準(zhǔn)Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682材料的電容10進(jìn)行極化滯后測(cè)定。在20℃使用正弦波函數(shù)從薄膜獲得了測(cè)定結(jié)果，正弦波的頻率為10,000Hz，電壓振幅為0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0和7.0伏。圖6描述了所獲得的每一振幅下的極化滯后曲線。X軸是單位為KV/cm的電場(chǎng)，Y軸是觀察到的剩余極化，單位為μC/cm2。在電壓大于約5伏后剩余極化值(2Pr)上升到約21μC/cm2，滯后曲線上的急劇上升的、準(zhǔn)矩形的、方框性質(zhì)說(shuō)明良好的鐵電存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換性能。圖7是圖6中每一滯后環(huán)的剩余極化對(duì)施加電壓的曲線，說(shuō)明施加的電壓大于2V時(shí)標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品完全轉(zhuǎn)換。圖8是圖6的每一極化環(huán)中矯頑電場(chǎng)對(duì)施加電壓的曲線，說(shuō)明為轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)方法樣品需要約54.4KV/cm的矯頑電場(chǎng)。為了比較，UV取向Sr0.909Bi2Ta1.9093O8.682樣品進(jìn)行相同的滯后測(cè)定。圖9類(lèi)似于圖6的極化滯后曲線，說(shuō)明對(duì)于UV取向樣品，在電壓超過(guò)約5V時(shí)，2Pr極化下降到11.5μC/cm2。圖10是圖9的每一滯后環(huán)中剩余極化對(duì)施加電場(chǎng)的曲線，說(shuō)明在施加的電場(chǎng)大于約2V時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品完全轉(zhuǎn)換，圖11是圖9的每一極化環(huán)路中矯頑電場(chǎng)對(duì)施加電壓的曲線，說(shuō)明為轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)樣品需要約70KV/cm的矯頑電場(chǎng)。使用較小的電壓增量0.13V對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法和UV取向樣品Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682重復(fù)進(jìn)行極化測(cè)定。圖23描述了兩種樣品的結(jié)果，用來(lái)比較極化曲線的初始區(qū)域。在早期施加0.3-1.0V電壓時(shí)，UV取向樣品具有較陡的上升。在曲線的這一區(qū)域內(nèi)較陡的上升是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方法樣品的性能改進(jìn)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)方法材料的上升越平緩使這一材料對(duì)噪聲誘導(dǎo)的部分極化轉(zhuǎn)換越敏感。UV取向樣品更抗電噪聲的影響。實(shí)施例13PUND轉(zhuǎn)換測(cè)定為進(jìn)行PUND轉(zhuǎn)換測(cè)定，將標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品與HewlitPackard8115A雙通道脈沖發(fā)生器、HewlitPackard54502A數(shù)字化示波器，以及50歐姆電阻負(fù)載連接。PUND轉(zhuǎn)換曲線以毫微秒對(duì)電流安培縱坐標(biāo)表示。PUND曲線是由已知方法產(chǎn)生的，先用一負(fù)向使樣品初始化，然后，在一組四個(gè)電壓脈沖下測(cè)定流過(guò)電阻負(fù)載的電流，四個(gè)脈沖是一個(gè)正(P)脈沖，第二個(gè)正或上脈沖(U)，一個(gè)負(fù)脈沖(N)，和另一個(gè)負(fù)或下脈沖(D)。所有脈沖都具有相同的絕對(duì)幅度。第一負(fù)脈沖確保材料開(kāi)始時(shí)有負(fù)極化。第一正脈沖，“P”，使材料向正極化轉(zhuǎn)換。因?yàn)闃悠芬颜龢O化，第二脈沖，或“U”，測(cè)定了正向的剩余極化與飽和極化之間的變化。類(lèi)似地，“N”脈沖測(cè)定了負(fù)向轉(zhuǎn)換電流，而“D”脈沖測(cè)定了負(fù)向的剩余極化與飽和極化之間的變化。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)(不是所有的結(jié)構(gòu)))，PUND曲線說(shuō)明了材料在非揮發(fā)鐵電轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器應(yīng)用上的適用性。通常要求“P”和“N”曲線與“U”和“D”曲線很好地分開(kāi)，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生大的信號(hào)。還要求所有曲線快速下降到低值，曲線的迅速下降說(shuō)明材料接通電流(completecurrent)，迅速地產(chǎn)生了信號(hào)。這就是所謂的“快速轉(zhuǎn)換”材料。在這一測(cè)試中，轉(zhuǎn)換時(shí)間通常是下落到最大幅度的10％時(shí)所用的時(shí)間，因?yàn)?0％的水平通常是在典型的集成電路的噪聲范圍內(nèi)。圖12包括標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682L1和2混合樣品的PUND轉(zhuǎn)換曲線，是一電流安對(duì)時(shí)間毫微秒的曲線。測(cè)定值是用方波振蕩頻率10,000Hz，用電壓幅度5V獲得的。這些曲線說(shuō)明鐵電材料具有短的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換時(shí)間，在小于約60毫微秒內(nèi)實(shí)際上已完成了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換，即使是在負(fù)向轉(zhuǎn)換曲線中也是這樣的。UV取向Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品也進(jìn)行比較PUND轉(zhuǎn)換測(cè)定。圖13描述了PUND結(jié)果。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換時(shí)間非常短，即使是負(fù)向轉(zhuǎn)換周期也在小于65秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換。對(duì)于兩種樣品，都觀察到轉(zhuǎn)換時(shí)間很好地下落入了能用于集成電路存儲(chǔ)器的可接受的極限范圍內(nèi)。實(shí)施例14比較耐疲勞測(cè)定對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法和UV取向的SrBi2Ta2O9和Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682材料，分別重復(fù)實(shí)施例13的PUND轉(zhuǎn)換測(cè)定109次循環(huán)。圖14是飽和極化度μC/cm2對(duì)轉(zhuǎn)換循環(huán)對(duì)數(shù)值的圖，描述了從標(biāo)準(zhǔn)方法SrBi2Ta2O9樣品獲得的數(shù)據(jù)。四根標(biāo)有p、u、n或d曲線表示得到相應(yīng)曲線的PUND轉(zhuǎn)換循環(huán)的相應(yīng)部分。p和n曲線表明在109次循環(huán)中大約下降12％和7％。這一疲勞水平說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)樣方法品的極化在轉(zhuǎn)換條件下非常不穩(wěn)定，如果這些條件在使用環(huán)境下經(jīng)常發(fā)生的話，則不適宜用作存儲(chǔ)器材料。圖15是類(lèi)似于圖14的耐疲勞性的圖，但描述了從UV取向SrBi2Ta2O9樣品獲得的結(jié)果。圖15說(shuō)明，UV取向樣品在109次循環(huán)中基本沒(méi)有發(fā)生疲勞。因此UV取向樣品適合于在普通條件下用作存儲(chǔ)器材料。圖16是類(lèi)似于圖14和15的圖，但描述了從標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品獲得的數(shù)據(jù)。曲線表明，在109次循環(huán)后p曲線下降約11％，n曲線下降約14％。因此，這一材料不適合于在普通條件下用作存儲(chǔ)器材料。圖17是類(lèi)似于圖14、15和16的圖，但描述了從UV取向Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品獲得的數(shù)據(jù)。在循環(huán)后，在實(shí)驗(yàn)精度極限內(nèi)，p和n曲線基本不出現(xiàn)疲勞。因此，這些材料適合于在普通條件下用作存儲(chǔ)器材料。實(shí)施例15在不同方法步驟中進(jìn)行UV退火的影響按實(shí)施例9制備各種SrBi2Ta2O9樣品，但步驟P28的干燥和UV曝光條件按以下描述改變。這些方法生產(chǎn)的不同樣品分別標(biāo)記為MS1-N、MS1-L、MS2-N、MS2-L、MS3-N、MS3-L、MS4-N和MS4-L。要沒(méi)有鉍的揮發(fā)時(shí)，所有樣品都由同一具有足以生產(chǎn)平均通式為SrBi2.18Ta2.0O927的金屬氧化物的金屬組分的前體溶液制造。步驟P28的工藝條件如表7所述。例如，MS1-N和MS1-L樣品都經(jīng)UV光照5分鐘，同時(shí)在150℃和/或270℃下干燥。MS2-N和MS2-L樣品都在270℃下干燥5分鐘期間經(jīng)UV光照。MS1-L樣品在第一次退火前也經(jīng)UV光照，如MS*-L樣品的剩余物一樣。這些工藝條件取代了實(shí)施例9中步驟P28的條件。表7P28的變化</tables>*UV光照在旋轉(zhuǎn)前施加到前體上(5分鐘，150℃)對(duì)最終樣品進(jìn)行測(cè)定，以確定其厚度、薄層的介電常數(shù)、在約3伏下的2Pr極化、以及在約3伏下的2Ec。這些結(jié)果列于下表3中。表3</tables>*UV光照在旋轉(zhuǎn)前施加到前體上(5分鐘，150℃)MS1-N和MS1-L樣品的介電常數(shù)只有各MS2、MS3以及MS4樣品的一半。這些樣品與其它樣品比較，具有明顯較低的介電常數(shù)和較高的2Ec。因此，可以看出，在步驟P28的金屬氧化物形成的前期干燥階段中應(yīng)用UV的效果比在其它階段應(yīng)用大。實(shí)施例16X射線衍射測(cè)定實(shí)施例15的各SrBi2.18Ta2.0O9.27“MS”樣品進(jìn)行傳統(tǒng)的X射線衍射分析，其結(jié)果示于圖18-22中。圖18-22中的每一幅都描述了由沖擊輻射的光電二極管計(jì)數(shù)的每秒的數(shù)量(CPS)的X射線強(qiáng)度對(duì)二倍Bragg角的關(guān)系。X軸表示BraggX射線分光儀的圓周距離，被轉(zhuǎn)化為二倍Bragg角(2Θ)。每一峰值都標(biāo)有相應(yīng)于2Θ值的距離，每秒的計(jì)數(shù)強(qiáng)度和晶格點(diǎn)的確定(在括號(hào)內(nèi))，它們都是按本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以理解的傳統(tǒng)方法確定的。圖18和19描述了MS1-N和MS1-L樣品的結(jié)果，它們基本上相同。類(lèi)似地說(shuō)明，當(dāng)在退火前在干燥步驟中已經(jīng)施用了紫外輻射后接著進(jìn)行UV輻射時(shí)，在樣品退火前進(jìn)行紫外輻射的形為基本不會(huì)產(chǎn)生超晶格材料中晶體的再取向。圖20(MS2-N)、21(MS3-N)和22(MS4-N)描述了與MS1樣品比較的明顯差異。特別地，MS2-N、MS3-N和MS4-N樣品非常相似，與MS1樣品比較，其峰值強(qiáng)度有明顯的差異。例如，(006)、(008)和(0010)晶格點(diǎn)在MS1-N(圖18)中具有比在MS3-N(圖21)中較大的強(qiáng)度值；如，峰(006)在MS1-N中的強(qiáng)度值是887，而在MS3-N中峰強(qiáng)度值是170。圖18還表明峰(020)的強(qiáng)度為207，圖21表明峰(020)的強(qiáng)度為1087。887/207(圖18)的量與170/1087(圖21)的量比較，說(shuō)明相對(duì)于在圖18中的晶格點(diǎn)(020)晶格點(diǎn)(006)具有較大的相對(duì)豐度(abundance)。因此，UV輻射已在這些具有相同化學(xué)計(jì)算量的材料中誘導(dǎo)了晶格的改變。類(lèi)似的相對(duì)豐度的不同也出現(xiàn)在峰(008)和(0010)中。這些值表明MS1樣品在直角坐標(biāo)系(abc)中具有較大的c-軸晶粒取向。圖18-21的結(jié)構(gòu)因子的數(shù)學(xué)分析說(shuō)明MS1-N和MS1-L樣品沿c-軸具有明顯的再取向。這一分析是可能的，因?yàn)橛扇肷涞脚c具有適當(dāng)?shù)腂ragg角的平面(HPL)上所致的衍射輻射強(qiáng)度，可以通過(guò)傳統(tǒng)的方式作為結(jié)構(gòu)因子的平方計(jì)算出來(lái)。UV誘導(dǎo)取向傾向于c-軸的這一觀察結(jié)果被以下事實(shí)所證實(shí)Millet指數(shù)值(111)、(113)、(020)和(135)峰強(qiáng)度在樣品MS1-N中比在不接受UV輻射的MS3-N中豐度小。結(jié)合這些鐵電材料在介電常數(shù)、極化度、和場(chǎng)強(qiáng)的巨大差異，及晶體沿c-軸再取向的證據(jù)，表明晶粒中的鐵電疇也在晶體結(jié)構(gòu)中再取向，因此，與具有相同平均配方的非UV加工的或“標(biāo)準(zhǔn)”樣品相比，提供了具有明顯不同電學(xué)性質(zhì)的UV加工鐵電材料。實(shí)施例17除去碳雜質(zhì)實(shí)施例15的MS1-N和MS3-N樣品經(jīng)受X射線光電光譜(XPS)分析，以確定在最終樣品中是否有任何碳雜質(zhì)存在。應(yīng)當(dāng)理解，XPS技術(shù)的精度僅在20％內(nèi)。結(jié)果表明，MS1樣品的平均通式是C4SrBi2.3Ta3.4O11.5，MS3-N樣品的平均通式是C9.6SrBi2.4Ta3.4O10.7。MS1-N和MS3-N材料分別用作在基片上光DC磁控濺射淀積的靶。濺射后，MS1-N樣品的平均通式是SrBi1.5Ta2.9O9.5，MS3-N樣品的平均通式是C9.5SrBi2.3Ta3.3O9.8。這一結(jié)果表明，初始樣品含有碳雜質(zhì)，這些雜質(zhì)來(lái)自干燥和退火步驟中的有機(jī)物質(zhì)的燒結(jié)。XPS技術(shù)僅能用于分析材料的表面，所以，對(duì)確定初始產(chǎn)品的內(nèi)部碳含量，濺射是必要的。濺射可以減少M(fèi)S1-N樣品中的碳含量，它是UV干燥的起始材料。相反，濺射不能從MS3-N樣品中除去碳，它不暴露于UV輻射處理。因此，高碳含量彌漫了MS3-N樣品的整個(gè)結(jié)構(gòu)，正如濺射材料中的碳含量所反映的。與之相反，MS1-N樣品相對(duì)地不含碳。提高M(jìn)S3-N樣品的碳含量，可相應(yīng)地提高M(jìn)S3-N樣品的極化度，這一點(diǎn)是已知的。然而，在超晶格中的高濃度雜質(zhì)，如碳，在極化狀態(tài)重復(fù)轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)加速不可逆疲勞損害的點(diǎn)缺陷。實(shí)施例13的疲勞測(cè)定證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楹刑茧s質(zhì)的樣品具有低的耐疲勞性。因此，可以看出，UV輻射在從超晶格中除去碳是成功的。實(shí)施例18電容測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品可操作連接地到HewletPackard4275ALCR計(jì)上以在20℃下進(jìn)行電容對(duì)電壓的測(cè)定。根據(jù)偏置電壓-5～5V增量0.200V，調(diào)制頻率為100,000Hz振幅為0.026V的正弦波函數(shù)。圖24描述了電容F/μm2與偏置電壓的關(guān)系。在0V附近峰值電容超過(guò)約1.25×10-14F/μm2。在5V范圍內(nèi)下降到約7.5×10-15F/μm2。這一結(jié)果表示薄膜材料具有非常高的電容。為了比較，UV取向Sr0.909Bi2Ta1.909O8.682樣品也進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)方法樣品相同的測(cè)定。圖25描述了其結(jié)果。在0V附近峰值電容超過(guò)約7×10-15F/μm2。在5V范圍內(nèi)下降到約5.3×10-15F/μm2。UV取向樣品的相對(duì)較低的電容在DRAM電路及類(lèi)似電路中具有特殊的優(yōu)點(diǎn)。例如，DRAM讀出放大器可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)到幾個(gè)DRAM作為共漏極的畢特線(bitline)。電容器通常將畢特線與地連接，寄生電容的其它例子存在于相關(guān)電路中。這些電容需要DRAM電路必須在相對(duì)高電壓(相應(yīng)于操作溫度)下操作，以克服這些電容。使用低電容的UV取向樣品具有降低所需操作電壓的優(yōu)點(diǎn)。這里已描述了使用紫外輻射以制造用于數(shù)字存儲(chǔ)器，如DAM的金屬氧化物集成電路電容器的方法。應(yīng)當(dāng)理解，在附圖中示出的和在說(shuō)明書(shū)描述的具體實(shí)例是示例性的，而不是用來(lái)限定本發(fā)明的。此外，很明顯，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在不離開(kāi)本發(fā)明概念的情況下，可以對(duì)所述實(shí)例作出許多利用和改動(dòng)。這些結(jié)構(gòu)和方法可以與許多其它不同的結(jié)構(gòu)和方法結(jié)合?？梢允褂玫韧牟牧稀⒉煌牟牧虾穸?、淀積基片的其它方法和電極層。還有一點(diǎn)也是很明顯的，即列舉的加工步驟在實(shí)例中可以不同的順序進(jìn)行，或等同結(jié)構(gòu)和方法可以替換所描述的結(jié)構(gòu)和方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，上面描述的優(yōu)選方案可以在不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神的情況下作明顯的改動(dòng)。因此，本發(fā)明者在這里聲明，為了保護(hù)他們?cè)诒景l(fā)明內(nèi)的所有權(quán)利，他們的發(fā)明依賴(lài)等同物規(guī)則。權(quán)利要求1.一種制造低漏電流、薄膜金屬氧化物電學(xué)器件(20)的方法，所述方法包括以下步驟提供基片(11，12，13，14)和一種含有多種金屬物質(zhì)的液體前體，其量足以由于所述前體退火產(chǎn)生固體金屬氧化物(15)；和將所述液體前體涂布到所述基片上，在所述基片上形成液體薄膜；和在足以形成干燥金屬氧化物薄膜的條件下干燥所述基片上的所述液體薄膜；所述方法的特征在于以下步驟將所述前體、所述液體薄膜、和所述干燥氧化物薄膜的至少一種暴露于紫外輻射源，紫外輻射源具有足以使所述金屬氧化物薄膜中的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變；此后將所述干燥的金屬氧化物薄膜退火。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述紫外輻射的波長(zhǎng)為約180nm-約300nm。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，所述紫外輻射的強(qiáng)度在220nm時(shí)至少約9mW/cm2而在260nm時(shí)至少約15mW/cm2。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述曝光步驟與所述基片和所述液體薄膜的烘烤步驟在約120℃-約500℃下同時(shí)進(jìn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述提供步驟包括以聚烷氧基化金屬?gòu)?fù)合物的形式供應(yīng)所述前體。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述聚烷氧基化金屬?gòu)?fù)合物具有如下通式(R′-COO-)aM(-O-M′(-O-C-R″)b-1)n，其中M是外價(jià)態(tài)(outervalence)為(a+n)的金屬，M′是外價(jià)態(tài)為b的金屬，M和M′優(yōu)選分別選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、釩、錳、鐵、鈷、鎳、鎂、鉬、鍶、鋇、鈦、和鋅；R′是優(yōu)選具有4-9個(gè)碳原子的烷基；R是優(yōu)選具有3-8個(gè)碳原子的烷基。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述提供步驟包括混合所述有效量的所述金屬以形成所述金屬氧化物的層狀超晶格材料。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述層狀超晶格材料是混合層狀超晶格材料。9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述層狀超晶格材料包括鉭酸鍶鉍。10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述層狀超晶格材料包括鉭酸鍶鉍鈮。11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述曝光步驟包括向所述液體前體施用紫外輻射。12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述曝光步驟包括在約120℃-500℃的溫度下烘烤所述液體薄膜。13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述曝光步驟包括在約400℃下在空氣中烘烤約12分鐘。14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述曝光步驟包括在約120℃-500℃的溫度下第一次烘烤所述液體薄膜，然后對(duì)所述固體薄膜進(jìn)行UV輻射。15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述第一次烘烤是在干燥的氮?dú)饣蚩諝庵性?20℃-160℃下進(jìn)行的。16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述曝光步驟進(jìn)一步包括在所述涂敷步驟后在約240℃-280℃下進(jìn)行第二次烘烤。17.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述曝光步驟進(jìn)一步包括在所述第二次烘烤步驟后進(jìn)行第二次紫外輻射步驟。18.一種用于薄膜電容器、集成電路等的金屬氧化物晶體材料，包括紫外輻射處理過(guò)的具有第一通式的液體淀積金屬氧化物，所述輻射處理過(guò)的金屬氧化物形成具有第一極化度和沿晶軸的第一晶體取向的第一晶體材料；所述第一極化度和所述第一晶體取向不同于第二極化度和第二晶體取向，所述第二極化度和第二晶體取向是從具有與第一通式相同的第二通式、但在沒(méi)有足夠的紫外光條件下處理以影響電學(xué)和晶體性質(zhì)的比較樣品確定的。19.根據(jù)權(quán)利要求18的材料，與所述第二晶體材料比較，所述第一晶體材料具有降低了的碳含量。全文摘要由溶劑中的液體聚烷氧基化的金屬?gòu)?fù)合物形成的前體溶液(P22)被涂布到基片上形成金屬氧化物薄膜(P26)。液體薄膜在空氣中在高至500℃的溫度下烘烤(P28),同時(shí)用波長(zhǎng)為180nm－300nm的UV進(jìn)行輻射。薄膜在提高的溫度下二次烘烤,同時(shí)在一次或二次烘烤進(jìn)行UV輻射。然后,薄膜在700℃—850℃的溫度下退火(P32)以產(chǎn)生薄膜固體金屬產(chǎn)品。或者,對(duì)液體前體進(jìn)行UV輻射,薄膜可以用UV輻射退火,或?qū)η绑w、在烘烤之前或之后對(duì)薄膜結(jié)合使用UV輻射和/或UV退火。文檔編號(hào)H01L27/115GK1179231SQ96192611公開(kāi)日1998年4月15日申請(qǐng)日期1996年3月14日優(yōu)先權(quán)日1995年3月17日發(fā)明者吾妻正道,拉里·D·麥克米蘭,卡洛斯·A·帕斯·德·阿勞約,邁克爾·C·斯科特申請(qǐng)人:塞姆特里克斯公司,松下電子工業(yè)株式會(huì)社