半導体装置
【構成】 基板（１）上に酸化膜（２）を介して電極（３）が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜（４）が積層されてなる半導体装置（５）において、電極（３）が鉛を含有する白金よりなる半導体装置。
【効果】 アニール処理時にＰＺＴ膜（４）からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面で不足していたＰｂを、鉛を含有する白金電極（３）によって電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面に供給することができ、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜（４）を作製することができる。従って、信頼性の高いＰＺＴ膜を形成することが可能となる。
【効果】 アニール処理時にＰＺＴ膜（４）からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面で不足していたＰｂを、鉛を含有する白金電極（３）によって電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面に供給することができ、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜（４）を作製することができる。従って、信頼性の高いＰＺＴ膜を形成することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、より詳細には強誘電体膜であるＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＺＴ(Pb-Zr-TiO3)は一般式ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト構造を有しており、外部電界に対するヒステリシス効果を有する。また、非常に高い誘電率を有するので、近年、ＰＺＴの応用分野として、強誘電体膜であるＰＺＴ膜を用いて大容量ＤＲＯＭのキャパシタ絶縁膜や不揮発性メモリーデバイス等の半導体装置を作製する技術が活発に開発されている。
【０００３】従来のＰＺＴ膜を用いた半導体装置である不揮発性メモリーデバイスを図面に基づいて説明する。図２（ｃ）に示した半導体装置（８）において、（１）はシリコン基板を示しており、シリコン基板（１）上には酸化膜としてＳｉＯ2 膜（２）が形成されている。ＳｉＯ2 膜（２）上には電極（７）として白金薄膜が積層されており、さらに電極（７）上にはＰＺＴ膜（６）が積層されている。
【０００４】次にこのように構成された半導体装置（８）の製造方法について説明する。まず、シリコン基板（１）上にシリコンのハロゲン化物または水素化物の加水分解や酸化により、あるいは有機オキシシランの熱分解法によりＳｉＯ2 膜（２）を形成する。その後、ＳｉＯ2 膜（２）上に電極（７）として白金ターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタ法により膜厚１０００〜２０００Å程度の白金薄膜を積層させる（図２（ａ））。
【０００５】次に、減圧下、Ａｒ／０2 のプラズマガスを用いてＴｉ：Ｚｒ：Ｐｂ＝０．５：０．５：１．１５であるＰＺＴの焼結ターゲットのＲＦスパッタリングにより、膜厚２０００〜３０００Å程度のＰＺＴ膜（４）を積層させる（図２（ｂ））。ついで、ＳｉＯ2 膜（２）、電極（７）及びＰＺＴ膜（４）が積層されたシリコン基板（１）を酸素雰囲気下、５５０〜６５０℃の温度範囲で３０分〜１時間アニール処理を行うことにより半導体装置（８）が得られる（図２（ｃ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した半導体装置（８）においては、下地電極（７）として白金が用いられており、この電極（７）上にＰＺＴ膜（４）を積層した後にアニール処理を施すことにより半導体装置（８）を作製しているが、ＰＺＴ膜（４）積層後のアニール処理によりＰＺＴ膜（４）中のＰｂＯが揮発しやすくなり、特に電極（７）／ＰＺＴ膜（４）界面ではＰｂが不足したＰＺＴ膜（６）が形成されることとなる。従って、電極（７）／ＰＺＴ膜（６）界面に空間電荷領域が形成されることによりＰＺＴ膜（６）の信頼性等が劣化するという課題があった。
【０００７】本発明はこのような課題を鑑みなされたものであり、アニール処理後も深さ方向で組成の均一なＰＺＴ膜を有する半導体装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記記載の課題を解決するために本発明によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなることを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記した構成によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなるため、アニール処理時に前記ＰＺＴ膜からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極／ＰＺＴ膜界面で不足していたＰｂが、前記鉛を含有する白金電極によって前記電極／ＰＺＴ膜界面に供給されることとなり、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜が作製される。
【００１０】
【実施例】本発明に係る半導体装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお、従来例と同一の機能を有する構成部品においては同一の符号を付すこととする。図１（ｃ）に示した半導体装置（５）において、（１）はシリコン基板を示しており、シリコン基板（１）上には酸化膜としてＳｉＯ2 膜（２）が形成されている。ＳｉＯ2 膜（２）上にはＰｔ／Ｐｂ電極（３）が積層されており、さらにＰｔ／Ｐｂ電極（３）上にはＰＺＴ膜（４）が積層されている。
【００１１】次にこのように構成された半導体装置（５）の製造方法について説明する。まず、シリコン基板（１）上にシリコンのハロゲン化物または水素化物の加水分解や酸化により、あるいは有機オキシシランの熱分解法によりＳｉＯ2 膜（２）を形成する。その後、ＳｉＯ2 膜（２）上に１０〜２０％の鉛を含有した白金をターゲットとしてＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０００〜２０００Å程度のＰｔ／Ｐｂ電極（３）を積層させる（図１（ａ））。
【００１２】次に、減圧下、Ａｒ／０2 のプラズマイオンを用いてＴｉ：Ｚｒ：Ｐｂ＝０．５：０．５：１．１５のＰＺＴの焼結ターゲットのＲＦスパッタリングにより、膜厚２０００〜３０００Å程度のＰＺＴ膜（４）を積層させる（図２（ｂ））。ついで、ＳｉＯ2 膜（２）、Ｐｔ／Ｐｂ電極（３）及びＰＺＴ膜（４）が積層されたシリコン基板（１）を酸素雰囲気下、５５０〜６５０℃の温度範囲で３０分〜１時間アニール処理を行うことにより半導体装置（５）が得られる（図２（ｃ））。
【００１３】このように作製された半導体装置（５）は、従来方法においてアニール処理時にＰＴＺ膜（４）からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極（図２中（７））／ＰＺＴ膜（４）界面で不足していたＰｂを、鉛を含有する白金電極（３）によって電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面に供給することができ、深さ方向に対して均一な組成を有するＰＺＴ膜（４）を作製することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなるので、従来方法においてアニール処理時に前記ＰＺＴ膜からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極／ＰＺＴ膜界面で不足していたＰｂを、前記鉛を含有する白金電極によって前記電極／ＰＺＴ膜界面に供給することができ、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜を作製することができる。従って、信頼性の高いＰＺＴ膜を形成することが可能となるとともに、前記ＰＺＴ膜を種々の半導体装置に応用することが可能となり、大容量ＤＲＯＭや不揮発性メモリ等の高機能半導体装置を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 酸化膜
３ 電極
４ ＰＺＴ膜
７ 半導体装置
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、より詳細には強誘電体膜であるＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＺＴ(Pb-Zr-TiO3)は一般式ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト構造を有しており、外部電界に対するヒステリシス効果を有する。また、非常に高い誘電率を有するので、近年、ＰＺＴの応用分野として、強誘電体膜であるＰＺＴ膜を用いて大容量ＤＲＯＭのキャパシタ絶縁膜や不揮発性メモリーデバイス等の半導体装置を作製する技術が活発に開発されている。
【０００３】従来のＰＺＴ膜を用いた半導体装置である不揮発性メモリーデバイスを図面に基づいて説明する。図２（ｃ）に示した半導体装置（８）において、（１）はシリコン基板を示しており、シリコン基板（１）上には酸化膜としてＳｉＯ2 膜（２）が形成されている。ＳｉＯ2 膜（２）上には電極（７）として白金薄膜が積層されており、さらに電極（７）上にはＰＺＴ膜（６）が積層されている。
【０００４】次にこのように構成された半導体装置（８）の製造方法について説明する。まず、シリコン基板（１）上にシリコンのハロゲン化物または水素化物の加水分解や酸化により、あるいは有機オキシシランの熱分解法によりＳｉＯ2 膜（２）を形成する。その後、ＳｉＯ2 膜（２）上に電極（７）として白金ターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタ法により膜厚１０００〜２０００Å程度の白金薄膜を積層させる（図２（ａ））。
【０００５】次に、減圧下、Ａｒ／０2 のプラズマガスを用いてＴｉ：Ｚｒ：Ｐｂ＝０．５：０．５：１．１５であるＰＺＴの焼結ターゲットのＲＦスパッタリングにより、膜厚２０００〜３０００Å程度のＰＺＴ膜（４）を積層させる（図２（ｂ））。ついで、ＳｉＯ2 膜（２）、電極（７）及びＰＺＴ膜（４）が積層されたシリコン基板（１）を酸素雰囲気下、５５０〜６５０℃の温度範囲で３０分〜１時間アニール処理を行うことにより半導体装置（８）が得られる（図２（ｃ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した半導体装置（８）においては、下地電極（７）として白金が用いられており、この電極（７）上にＰＺＴ膜（４）を積層した後にアニール処理を施すことにより半導体装置（８）を作製しているが、ＰＺＴ膜（４）積層後のアニール処理によりＰＺＴ膜（４）中のＰｂＯが揮発しやすくなり、特に電極（７）／ＰＺＴ膜（４）界面ではＰｂが不足したＰＺＴ膜（６）が形成されることとなる。従って、電極（７）／ＰＺＴ膜（６）界面に空間電荷領域が形成されることによりＰＺＴ膜（６）の信頼性等が劣化するという課題があった。
【０００７】本発明はこのような課題を鑑みなされたものであり、アニール処理後も深さ方向で組成の均一なＰＺＴ膜を有する半導体装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記記載の課題を解決するために本発明によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなることを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記した構成によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなるため、アニール処理時に前記ＰＺＴ膜からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極／ＰＺＴ膜界面で不足していたＰｂが、前記鉛を含有する白金電極によって前記電極／ＰＺＴ膜界面に供給されることとなり、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜が作製される。
【００１０】
【実施例】本発明に係る半導体装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお、従来例と同一の機能を有する構成部品においては同一の符号を付すこととする。図１（ｃ）に示した半導体装置（５）において、（１）はシリコン基板を示しており、シリコン基板（１）上には酸化膜としてＳｉＯ2 膜（２）が形成されている。ＳｉＯ2 膜（２）上にはＰｔ／Ｐｂ電極（３）が積層されており、さらにＰｔ／Ｐｂ電極（３）上にはＰＺＴ膜（４）が積層されている。
【００１１】次にこのように構成された半導体装置（５）の製造方法について説明する。まず、シリコン基板（１）上にシリコンのハロゲン化物または水素化物の加水分解や酸化により、あるいは有機オキシシランの熱分解法によりＳｉＯ2 膜（２）を形成する。その後、ＳｉＯ2 膜（２）上に１０〜２０％の鉛を含有した白金をターゲットとしてＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０００〜２０００Å程度のＰｔ／Ｐｂ電極（３）を積層させる（図１（ａ））。
【００１２】次に、減圧下、Ａｒ／０2 のプラズマイオンを用いてＴｉ：Ｚｒ：Ｐｂ＝０．５：０．５：１．１５のＰＺＴの焼結ターゲットのＲＦスパッタリングにより、膜厚２０００〜３０００Å程度のＰＺＴ膜（４）を積層させる（図２（ｂ））。ついで、ＳｉＯ2 膜（２）、Ｐｔ／Ｐｂ電極（３）及びＰＺＴ膜（４）が積層されたシリコン基板（１）を酸素雰囲気下、５５０〜６５０℃の温度範囲で３０分〜１時間アニール処理を行うことにより半導体装置（５）が得られる（図２（ｃ））。
【００１３】このように作製された半導体装置（５）は、従来方法においてアニール処理時にＰＴＺ膜（４）からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極（図２中（７））／ＰＺＴ膜（４）界面で不足していたＰｂを、鉛を含有する白金電極（３）によって電極（３）／ＰＺＴ膜（４）界面に供給することができ、深さ方向に対して均一な組成を有するＰＺＴ膜（４）を作製することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなるので、従来方法においてアニール処理時に前記ＰＺＴ膜からＰｂＯの状態で揮発し、特に電極／ＰＺＴ膜界面で不足していたＰｂを、前記鉛を含有する白金電極によって前記電極／ＰＺＴ膜界面に供給することができ、深さ方向に対して組成の均一なＰＺＴ膜を作製することができる。従って、信頼性の高いＰＺＴ膜を形成することが可能となるとともに、前記ＰＺＴ膜を種々の半導体装置に応用することが可能となり、大容量ＤＲＯＭや不揮発性メモリ等の高機能半導体装置を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 酸化膜
３ 電極
４ ＰＺＴ膜
７ 半導体装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】 基板上に酸化膜を介して電極が積層され、さらにその上にＰＺＴ膜が積層されてなる半導体装置において、前記電極が鉛を含有する白金よりなることを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開平５−６３２０５
【公開日】平成５年（１９９３）３月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２２２９２８
【出願日】平成３年（１９９１）９月３日
【出願人】（０００００５０４９）シヤープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成５年（１９９３）３月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）９月３日
【出願人】（０００００５０４９）シヤープ株式会社 (33,933)
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