JP2003301262A - Ferroelectric thin film and sputtering target material for producing ferroelectric thin film - Google Patents
Ferroelectric thin film and sputtering target material for producing ferroelectric thin filmInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 100nm以下で、結晶粒径がそろい、均一
でリーク電流が小さいPZT薄膜とそれを得るための強
誘電体薄膜作成用スパッタリングターゲットの提供を課
題とする。
【解決手段】 鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び
酸素から構成され、(Pb 1-XLax)(ZryTiz)O3でxが、0
以上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物と
PbOと金属シリケートの混合物であり、(Pb1-XLax)(Z
ryTiz)O3を1モルとしたときに、PbOが0.02〜0.30モ
ル、金属シリケートが0.05〜0.20モルであるターゲット
材料を用いて、鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び
酸素から構成され、(Pb1-xLax)(ZryTiz)O3でxが、0
以上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物と
金属シリケートの混合物として形成され、該金属シリケ
ートが化学式La2SiO5で表され、これを含む誘電体薄膜
の組成が((Pb1-xLax)(ZryTiz)O3)1-a(La2SiO5)
aであり、aが0.05〜0.20である誘電体薄膜を得る。(57) [Summary]
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a uniform and uniform crystal grain size at 100 nm or less.
PZT thin film with low leakage current and strength for obtaining it
Provision of sputtering target for dielectric thin film production
The title.
SOLUTION: Lead, zircon, titanium, lanthanum, and
Composed of oxygen, (Pb 1-XLax) (ZryTiz) OThreeAnd x is 0
Above, 0.10 or less, and a compound in which (y + z) is represented by 0.95 to 1.0
A mixture of PbO and metal silicate, (Pb1-XLax) (Z
ryTiz) OThreeIs 1 mol, PbO is 0.02-0.30 moles
Target with a metal silicate content of 0.05 to 0.20 mol
Using materials, lead, zircon, titanium, lanthanum, and
Composed of oxygen, (Pb1-xLax) (ZryTiz) OThreeAnd x is 0
Above, 0.10 or less, and a compound in which (y + z) is represented by 0.95 to 1.0
Formed as a mixture of metal silicates,
The chemical formula is LaTwoSiOFiveAnd a dielectric thin film containing this
The composition of ((Pb1-xLax) (ZryTiz) OThree)1-a(LaTwoSiOFive)
aTo obtain a dielectric thin film in which a is 0.05 to 0.20.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体メモリや
圧電アクチエーターなどに使用される、強誘電体膜及び
それを得るためのスパッタリングターゲット材料に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric film used for a ferroelectric memory, a piezoelectric actuator, etc., and a sputtering target material for obtaining the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】チタン酸ジルコン酸鉛(以下、「PZ
T」と示す。)やSrBi2Ta2O9(以下SBTと略す)な
どのY1化合物の強誘電体膜を不揮発メモリ、ダイナミ
ックランダムアクセスメモリのキャパシタ、圧電素子、
光素子等への適用が検討され、すでに強誘電体メモリ用
としての用途が実現している。そして、こうした強誘電
体膜はスパッタリング法、ゾルゲル法、CVD法等によ
り形成されているが、簡便さ等からスパッタリング法に
より作成することが推奨されている。2. Description of the Related Art Lead zirconate titanate (hereinafter referred to as "PZ
"T". ) Or SrBi2Ta2O9 (hereinafter abbreviated as SBT) ferroelectric film of Y1 compound such as non-volatile memory, dynamic random access memory capacitor, piezoelectric element,
Its application to optical devices has been studied, and its use as a ferroelectric memory has already been realized. Although such a ferroelectric film is formed by a sputtering method, a sol-gel method, a CVD method or the like, it is recommended to form it by the sputtering method because of its simplicity.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、PZT薄膜
を用いた強誘電体メモリでは、必ずしも低電圧で作動さ
せ得ないという問題がある。これは大きな強誘電性を示
すものの抗電界が大きいというPZTの特徴による。よ
って、PZT薄膜の膜厚を薄くして、実効的に印可され
る電界強度を大きくすれば、低電圧で該強誘電体メモリ
を作動させることが可能と推定できる。By the way, the ferroelectric memory using the PZT thin film has a problem that it cannot always be operated at a low voltage. This is due to the characteristic of PZT, which has a large ferroelectricity but a large coercive electric field. Therefore, it can be estimated that the ferroelectric memory can be operated at a low voltage by reducing the thickness of the PZT thin film and increasing the effective electric field strength.
【0004】しかし、100nm以下のPZT薄膜をスパッ
タリング法で形成しようとすると以下のような問題が発
生することが知られている。1. 得られるPZT薄膜は
多結晶膜となるが、該多結晶膜を構成する結晶の粒径が
不揃 いとなり強誘電性が劣化する。2.100nm程度の膜
圧の場合、得られる膜厚が不均一となりやすく、リーク
電流が大きく なりやすい。However, it is known that the following problems occur when a PZT thin film of 100 nm or less is formed by a sputtering method. 1. The obtained PZT thin film becomes a polycrystalline film, but the grain sizes of the crystals that make up the polycrystalline film become uneven, and the ferroelectricity deteriorates. When the film pressure is about 2.100 nm, the obtained film thickness is likely to be non-uniform and the leak current tends to be large.
【0005】本発明は、こうした欠点を生じさせない強
誘電体薄膜と該薄膜を得るための強誘電体薄膜作成用ス
パッタリングターゲット材料の提供を課題とする。An object of the present invention is to provide a ferroelectric thin film which does not cause such a defect and a sputtering target material for preparing a ferroelectric thin film for obtaining the thin film.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本第
1の発明は、鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び酸
素から構成され、(Pb1-xLax)(ZryTiz)O3でxが、0以
上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物と金
属シリケートの混合物として形成され、その厚さが100n
m以下であることを特徴とする強誘電体薄膜である。そ
して、好ましくは該金属シリケートが化学式La2SiO5で
表され、これを含む誘電体薄膜の組成が((Pb1-xLax)
(ZryTiz)O3)1-a(La2SiO5)aであり、aが0.05〜0.20
であることを特徴とするものである。The first invention for solving the above-mentioned problems is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen, and (Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ) O In 3 , x is 0 or more, 0.10 or less, (y + z) is formed as a mixture of a compound represented by 0.95 to 1.0 and a metal silicate, and the thickness thereof is 100 n.
It is a ferroelectric thin film characterized by having a thickness of m or less. And, preferably, the metal silicate is represented by the chemical formula La 2 SiO 5 , and the composition of the dielectric thin film containing this is ((Pb 1-x La x ).
(Zr y Ti z ) O 3 ) 1-a (La 2 SiO 5 ) a , where a is 0.05 to 0.20
It is characterized by being.
【0007】また、上記課題を解決する本第二の発明は
上記第一の発明の薄膜を得るためのターゲットであり、
鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び酸素から構成さ
れ、(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3でxが、0以上、0.10以
下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物とPbOと金属シ
リケートの混合物であり、(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3を
1モルとしたときに、PbOが0.02〜0.30モル、金属シリ
ケートが0.05〜0.20モルであることを特徴とする強誘電
体薄膜作成用ターゲット材料である。The second invention for solving the above problems is a target for obtaining the thin film of the first invention,
It is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen. In (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 , x is 0 or more and 0.10 or less, and (y + z) is 0.95 to 1.0. It is a mixture of the represented compound, PbO, and a metal silicate, and when (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 is 1 mol, PbO is 0.02 to 0.30 mol and the metal silicate is 0.05 to It is a target material for forming a ferroelectric thin film, which has a content of 0.20 mol.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明者らは上記目的を達成すべ
く種々の検討を行った。その結果、鉛、ジルコン、チタ
ン、ランタン、及び酸素から構成され、(Pb1-xLax)
(ZryTiz)O3でxが、0以上、0.10以下、(y+z)が0.95〜
1.0で現される化合物と金属シリケートの混合物との混
合物として構成される強誘電体膜が、特に金属シリケー
トとしてLa 2SiO5を用いたものが薄膜化に有効であるこ
とを見いだして本発明に至った。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors should achieve the above object.
Various studies were conducted. As a result, lead, zircon, chita
It is composed of oxygen, lanthanum, and oxygen.1-xLax)
(ZryTiz) O3X is 0 or more, 0.10 or less, (y + z) is 0.95 ~
Mixing the compound represented by 1.0 with a mixture of metal silicates
The ferroelectric film formed as a compound is especially
La as a 2SiOFiveIs effective for thinning.
The present invention has been accomplished by finding out that.
【0009】すなわち、本第一の発明の誘電体薄膜は、
鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び酸素から構成さ
れ、(Pb1-xLax)(ZryTiz)O3でxが、0以上、0.10以
下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物と金属シリケー
トの混合物として形成される事を特徴とする強誘電体薄
膜である。そして、好ましくは該金属シリケートが化学
式La2SiO5で表され、これを含む誘電体薄膜の組成が
((Pb1-xLax)(ZryTiz)O 3)1-a(La2SiO5)aであ
り、aが0.05〜0.20であることを特徴とするものであ
る。本発明においてLaを添加するのは抗電界を低下さ
せるためであるが、上記組成式においてxが0.10を超え
ると強誘電性が劣化する。なお、本発明においてxは0を
含む。ZrとTiの比は薄膜の用途に依って異なる組成を選
択する事が可能である。強誘電体メモリ用としてはZr:T
iが4:6〜7:3程度が好ましい。(Pb1-xLax)(ZryTiz)O
3において、y+zは0.95〜1.0とする。y+zが0.95未満では
Pbが多すぎ、焼結時に十分鉛が揮発せずに薄膜内に鉛
として残存し、リーク電流を高くする恐れがあるばかり
か、揮発した鉛が焼結炉内壁面に付着し装置の管理が煩
雑になり、1.0より大きいと強誘電性が劣化するからで
ある。That is, the dielectric thin film of the first invention is
Consists of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen
, (Pb1-xLax) (ZryTiz) O3X is 0 or more, 0.10 or less
Below, the compounds and metal silicates with (y + z) of 0.95 to 1.0
Ferroelectric thin film characterized by being formed as a mixture of
It is a film. And, preferably the metal silicate is chemically
Expression La2SiOFiveAnd the composition of the dielectric thin film containing this is
((Pb1-xLax) (ZryTiz) O 3)1-a(La2SiOFive)aAnd
And a is 0.05 to 0.20.
It In the present invention, adding La reduces the coercive electric field.
However, x exceeds 0.10 in the above composition formula.
Then, the ferroelectricity deteriorates. In the present invention, x is 0
Including. The composition ratio of Zr and Ti is different depending on the application of the thin film.
It is possible to choose. Zr: T for ferroelectric memory
i is preferably about 4: 6 to 7: 3. (Pb1-xLax) (ZryTiz) O
3In, y + z is 0.95 to 1.0. When y + z is less than 0.95
There is too much Pb, lead does not volatilize sufficiently during sintering, and lead in the thin film
As a residual current, which may increase the leakage current.
Alternatively, volatilized lead adheres to the inner wall surface of the sintering furnace and the equipment management is complicated.
It becomes coarse, and if it exceeds 1.0, the ferroelectricity will deteriorate.
is there.
【0010】また、(Pb1-xLax)(ZryTiz)と金属シリ
ケートの比は、(Pb1-xLax)(ZryTiz)1-a(La2SiO5)
aにおいてaが0.05より小さいと薄膜化の効果が無く、0.
20より大きいと強誘電性が劣化する。次に、本第二の発
明について述べる。本第二の発明は、本第一の発明の膜
を得るためのターゲットである。このターゲットとして
は、スパッタリングに依ってターゲット組成に比べ得ら
れる膜はPbが減少することから、薄膜の組成に比べてP
bOを過剰に加える事が必要となる。このため、鉛、ジ
ルコン、チタン、ランタン、及び酸素から構成され、
(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3でxが、0以上、0.10以下、(y
+z)が0.95〜1.0で現される化合物とPbOと金属シリケー
トの混合物とする。すなわち、(Pb1-XLax)(ZryTiz)
O3を1モルとし金属シリケートが0.05〜0.20モルとした
ときに、PbOを0.02〜0.30モルとする。得られる薄膜と
ターゲットの組成ずれはスパッタリング条件により変化
するが、PbOが0.02モル未満では膜中のPbが少なくなり
ペロブスカイトが形成され難くなり、0.30モルを越える
と膜中のPbが多くなりすぎて所望の薄膜組成を得るこ
とができない。なお、本発明の検討は以下のように行っ
た。まず、酸化ランタンとSiO2を混合、溶融、冷却して
La2SiO5の多結晶体を作成、それを粉砕して粉末を作成
した。La2SiO5は生成する温度が高いため単相では無く
複数の酸化物の混合体であった。PbZrO3とPbTiO3とLa2O
3を適量混合し700℃〜1000℃で仮焼してPZTやPLZTの仮
焼粉末を作成した。このPZTやPLZTの仮焼粉末と、La2Si
O5と酸化鉛とを適量採り、ボールミルで混合し、加圧プ
レス成型した後、得られた成形体を900℃〜1200℃で焼
結して焼結体(スパッタリングターゲット材料)を作製
した。次に得られたスパッタリングターゲット材料の外
面を(成形し)研削し、バッキングプレートに取り付け
てターゲットとし、このターゲットを用いて下に示す手
順でスパッタリング法により強誘電体薄膜を作成し、強
誘電体テスタを用いて得られた各膜の特性を求めた。
1)Siウエハー上に熱酸化法によって500nmのSiO2層を形
成し、その上に密着層として Ti、TiOx又はTiNを形成
し、その上に電極膜としてPt層を形成した。なお、密着
層 と電極膜とはスパッタリング法によって形成した。
密着層は2nmより薄いとSiO2と Ptの密着性が向上せ
ず、5nmより厚いとPt表面の凹凸が大きくなるため2〜5n
mとし 、Ptは電極膜としての耐久性と抵抗値等から50
〜200nmとした。
2) 次に、この様な構成の電極上に、純Arガスを用い
てRfマグネトロンスパッタ法により膜厚50nmの強誘電
体膜を作製した。
3) スパッタ法で得られた薄膜は、管状炉で600℃30分、
大気中の条件でアニールして結晶化させた。4) 膜の結
晶化後、上部電極としてPtをスパッタリングして100nm
のPt膜を得、その後Ptスパッタリングによる生じた強誘
電体膜のダメージを回復するために、大気中で400℃以
上、10〜30分間のアニールを行った。アニール温度が40
0℃未満ではダメージの回復が遅く、アニール温度の上
限は結晶化アニールと同じであるが、サンプルの取り扱
い等を考えると600℃以下で行う事が望ましい。最適ア
ニール時間は、アニール温度により異なるが10分以下で
はダメージが回復せず、550℃のアニール温度では、30
分間程度の処理でダメージの回復が飽和することが分か
った。
5) 特性評価をする。The ratio of (Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ) to the metal silicate is (Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ) 1-a (La 2 SiO 5 ).
In a , if a is smaller than 0.05, there is no thinning effect, and 0.
If it is larger than 20, the ferroelectric property is deteriorated. Next, the second invention will be described. The second invention of the present invention is a target for obtaining the film of the first invention. As for this target, the Pb of the film obtained by sputtering is lower than that of the target composition.
It is necessary to add bO in excess. Therefore, it is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen,
(Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 where x is 0 or more and 0.10 or less, (y
+ z) is a compound represented by 0.95 to 1.0, a mixture of PbO and a metal silicate. That is, (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ).
When O 3 is 1 mol and the metal silicate is 0.05 to 0.20 mol, PbO is 0.02 to 0.30 mol. The composition difference between the obtained thin film and the target changes depending on the sputtering conditions, but if PbO is less than 0.02 mol, the Pb in the film is small and perovskite is difficult to form, and if it exceeds 0.30 mol, the Pb in the film is too much. A desired thin film composition cannot be obtained. The study of the present invention was conducted as follows. First, lanthanum oxide and SiO 2 are mixed, melted and cooled.
A polycrystal of La 2 SiO 5 was prepared and crushed to prepare a powder. Since La 2 SiO 5 was formed at a high temperature, it was not a single phase but a mixture of multiple oxides. PbZrO 3 and PbTiO 3 and La 2 O
3 was mixed in an appropriate amount and calcined at 700 ℃ ~ 1000 ℃ to prepare calcined powder of PZT and PLZT. This PZT or PLZT calcined powder and La 2 Si
O 5 and lead oxide were taken in appropriate amounts, mixed in a ball mill, pressure-pressed, and the resulting compact was sintered at 900 ° C. to 1200 ° C. to produce a sintered body (sputtering target material). Next, the outer surface of the obtained sputtering target material is (molded ) ground , attached to a backing plate as a target, and using this target, a ferroelectric thin film is created by the sputtering method according to the procedure shown below. The characteristics of each film obtained by using a tester were obtained. 1) A 500 nm SiO 2 layer was formed on a Si wafer by a thermal oxidation method, Ti, TiO x or TiN was formed thereon as an adhesion layer, and a Pt layer was formed thereon as an electrode film. The adhesion layer and the electrode film were formed by the sputtering method.
If the adhesion layer is thinner than 2 nm, the adhesion between SiO 2 and Pt will not be improved, and if it is thicker than 5 nm, the unevenness of the Pt surface will become large, so that
m and Pt is 50 because of the durability of the electrode film and the resistance value.
It was set to ~ 200 nm. 2) Next, a ferroelectric film having a film thickness of 50 nm was formed on the electrode having such a structure by an Rf magnetron sputtering method using pure Ar gas. 3) The thin film obtained by the sputtering method is 600 ° C for 30 minutes in a tubular furnace.
It was annealed and crystallized under atmospheric conditions. 4) After crystallization of the film, Pt was sputtered as the upper electrode to 100 nm.
The Pt film was obtained, and thereafter, in order to recover the damage of the ferroelectric film caused by Pt sputtering, annealing was performed in air at 400 ℃ or more for 10 to 30 minutes. Annealing temperature is 40
If the temperature is lower than 0 ° C, the damage recovery is slow, and the upper limit of the annealing temperature is the same as that of the crystallization annealing. However, considering the handling of the sample, it is preferable to perform the annealing at 600 ° C or lower. The optimum annealing time depends on the annealing temperature, but damage does not recover in 10 minutes or less, and 30 minutes at an annealing temperature of 550 ° C.
It was found that the damage recovery was saturated after about a minute of processing. 5) Characterize.
【0011】[0011]
【実施例】以下本発明の実施例と比較例とを示し、本発
明を具体的に説明する。
(実施例1〜6)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.02、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が、0.05モル(実施例1〜3)、
0.07モル(実施例4〜6)、0.15モル(実施例7〜
9)、0.20モル(実施例10〜12)となるセラミックスタ
ーゲットを作製した。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚50n
m、80nmと100nmの強誘電体膜を作製した。EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention. (Example 1-6) target for creating the study example and in the same manner as (Pb 1-X La x) (Zr y Ti z) O 3
x = 0.02, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
1-x La x ) (Zr y Ti z ) 1 mol, PbO becomes 0.15 mol excess, and (La 2 SiO 5 ) is 0.05 mol (Examples 1 to 3),
0.07 mol (Examples 4 to 6), 0.15 mol (Example 7 to
9) and 0.20 mol (Examples 10 to 12) of ceramic targets were prepared.・ Ferroelectric film formation 50n film thickness by sputter deposition method using the above target
Ferroelectric films with m, 80 nm and 100 nm were prepared.
【0012】用いた基板はSiウエハー上に熱酸化法によ
って500nmのSiO2層を形成し、その上に密着層としてTi
を15nm、その上に電極膜としてPtを200nm形成したもの
を用いた。The substrate used was a 500 nm SiO 2 layer formed on a Si wafer by a thermal oxidation method, and a Ti 2 layer as an adhesion layer was formed on the SiO 2 layer.
Of 15 nm and Pt of 200 nm formed as an electrode film thereon.
【0013】スパッタ法としてはRFスパッタリング法
を用い、条件としてはターゲット−サンプル間距離を60
mmとし、Arガス圧を3.0Paとした。また、RFパワーは200
Wとした。RF sputtering is used as the sputtering method, and the condition is a target-sample distance of 60.
mm and Ar gas pressure was 3.0 Pa. RF power is 200
W.
【0014】得られた膜は、管状炉を用いて酸素フロー
中で600℃、30分の結晶化アニールを行った。その後、
メタルマスクを用いて直径0.5mmの円形上部電極としてP
tをスパッタ法で100nm成膜した。上部電極スパッタによ
る誘電体膜のダメージを回復するためセカンドアニール
として酸素フロー中600℃、30分のアニールを行った。The obtained film was subjected to crystallization annealing at 600 ° C. for 30 minutes in an oxygen flow using a tubular furnace. afterwards,
P as a circular upper electrode with a diameter of 0.5 mm using a metal mask
A film having a thickness of 100 nm was formed by sputtering. In order to recover the damage to the dielectric film caused by the upper electrode sputtering, the second annealing was performed at 600 ° C for 30 minutes in an oxygen flow.
【0015】・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性はaixACCT社製強誘電測定装置TF200
0FEを用いて電界に対する分極のヒステリシスループを
測定した。印可電圧は最大5V、100Hzの条件で行っ
た。ヒステリシスカーブの電界0での分極値を残留分極
(Pr)と言い、強誘電性の大きさを示す量として上下2
つの残留分極の差2Prが用いられる。また分極値が0と
なる電界強度を抗電界と呼び、分極反転の起こり易さを
示す量である。抗電界はヒステリシスの形状が左右対称
でないので正負の抗電界の和を2Ecとして求めた。2P
rと抗電界、0.8V印可時の残留分極値の測定結果を表
1に示した。Measurement and evaluation of the ferroelectric properties of the film The ferroelectric properties of the film are the ferroelectric measurement device TF200 manufactured by aixACCT.
The hysteresis loop of polarization with respect to the electric field was measured using 0FE. The applied voltage was 5 V at maximum and 100 Hz. The polarization value at the electric field 0 of the hysteresis curve is called remanent polarization (Pr), and it is used as an amount that indicates the magnitude of ferroelectricity.
Two remanent polarization differences 2Pr are used. Further, the electric field strength at which the polarization value becomes 0 is called a coercive electric field, and is a quantity indicating the likelihood of polarization reversal. Since the coercive electric field does not have a symmetrical shape of hysteresis, the sum of positive and negative coercive electric fields was calculated as 2Ec. 2P
Table 1 shows the measurement results of r, the coercive electric field, and the residual polarization value when 0.8 V was applied.
【0016】(比較例1〜6)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.02、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.02モル(比較例1〜3)、0.4
0モル(比較例4〜6)となるセラミックスターゲット
を作製した。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚50n
m、80nmと100nmの強誘電体膜を作製した以外は実施例1
と同様にして強誘電体膜を得た。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表1に合わせて示した。(Comparative Examples 1 to 6) Preparation of Target In the same manner as in the above-mentioned study example, (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 was used.
x = 0.02, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
1-x La x ) (Zr y Ti z ) 1 mol, PbO becomes 0.15 mol excess, (La 2 SiO 5 ) 0.02 mol (Comparative Examples 1 to 3), 0.4
A ceramic target having 0 mol (Comparative Examples 4 to 6) was produced.・ Ferroelectric film formation 50n film thickness by sputter deposition method using the above target
Example 1 except that ferroelectric films of m, 80 nm and 100 nm were prepared
A ferroelectric film was obtained in the same manner as in. -Measurement and Evaluation of Ferroelectric Property of Film The measurement and evaluation of ferroelectric property of the film were performed in the same manner as in the example. The obtained results are also shown in Table 1.
【0017】(比較例7〜12)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.02、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.02モル(比較例7)、0.05モ
ル(比較例8)、0.07モル(比較例9)、0.15モル(比
較例10)、0.20モル(比較例11)、0.40モル(比較例1
2)となるセラミックスターゲットを作製した。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚150n
mの強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして
強誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(ZryTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表1に合わせて示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表1に合わせて示した。(Comparative Examples 7 to 12) Preparation of Target In the same manner as in the above-mentioned examination example, (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 was used.
x = 0.02, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
0.15 mol excess of PbO per 1 mol of 1-x La x ) (Zr y Ti z ), 0.02 mol (Comparative Example 7), 0.05 mol (Comparative Example 8), 0.07 mol (La 2 SiO 5 ) Comparative Example 9), 0.15 mol (Comparative Example 10), 0.20 mol (Comparative Example 11), 0.40 mol (Comparative Example 1)
A ceramic target for 2) was prepared.・ Preparation of ferroelectric film 150n thick by sputtering film formation method using the above target
A ferroelectric film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a ferroelectric film of m was prepared. Obtained ((Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ).
The O 3 ) 1-a (La 2 SiO 5 ) a film composition was determined. The x, y, z, and a of each film are also shown in Table 1. -Measurement and Evaluation of Ferroelectric Property of Film The measurement and evaluation of ferroelectric property of the film were performed in the same manner as in the example. The obtained results are also shown in Table 1.
【0018】
表1
(La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考
2Pr 2Ec 可時の残 x y z a
留分極値
(2Pr)
モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2
0.02 50 -- --- -- 0.02 0.50 0.50 0.02 比較例1
0.02 80 45 300 0.02 0.51 0.49 0.02 比較例2
0.02 100 51 231 11 0.02 0.50 0.50 0.02 比較例3
0.02 150 60 197 12 0.02 0.50 0.50 0.02 比較例7
0.05 50 40 251 27 0.02 0.51 0.49 0.06 実施例1
0.05 80 47 242 24 0.02 0.51 0.49 0.06 実施例2
0.05 100 51 237 22 0.02 0.51 0.49 0.06 実施例3
0.05 150 55 233 10 0.02 0.51 0.49 0.06 比較例8
0.07 50 39 251 28 0.02 0.51 0.49 0.07 実施例4
0.07 80 43 239 26 0.02 0.50 0.50 0.07 実施例5
0.07 100 48 234 23 0.02 0.50 0.50 0.07 実施例6
0.07 150 55 233 10 0.02 0.50 0.50 0.07 比較例9
0.15 50 35 242 32 0.02 0.50 0.50 0.14 実施例7
0.15 80 42 237 24 0.02 0.51 0.49 0.14 実施例8
0.15 100 48 233 22 0.02 0.51 0.49 0.14 実施例9
0.15 150 51 231 8 0.02 0.50 0.50 0.14 比較例10
0.20 50 36 244 28 0.02 0.51 0.49 0.19 実施例10
0.20 80 40 242 23 0.02 0.51 0.49 0.18 実施例11
0.20 100 44 240 19 0.02 0.51 0.49 0.19 実施例12
0.20 150 48 235 7 0.02 0.50 0.50 0.19 比較例11
0.40 50 25 303 8 0.02 0.51 0.49 0.38 比較例4
0.40 80 27 281 12 0.02 0.51 0.49 0.39 比較例5
0.40 100 15 274 10 0.02 0.51 0.49 0.39 比較例6
0.40 150 15 274 10 0.02 0.51 0.49 0.39 比較例12
表1からLa2SiO5を添加した本発明の強誘電体薄膜は、
印可電圧1V以下で残留分極値(2Pr)が20μC/cm2以上
の値を示し、低電圧での動作が可能であることが分か
る。Table 1 (La 2 SiO 5 ) Membrane pressure 5 V applied 0.8 V membrane composition Remarks 2 Pr 2 Ec residual x yz a Dipole polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.02 50 ----- --0.02 0.50 0.50 0.02 Comparative Example 1 0.02 80 45 300 0.02 0.51 0.49 0.02 Comparative Example 2 0.02 100 51 231 11 0.02 0.50 0.50 0.02 Comparative Example 3 0.02 150 60 197 12 0.02 0.50 0.50 0.02 Comparative Example 7 0.05 50 40 251 27 0.02 0.51 0.49 0.06 Example 1 0.05 80 47 242 24 0.02 0.51 0.49 0.06 Example 2 0.05 100 51 237 22 0.02 0.51 0.49 0.06 Example 3 0.05 150 55 233 10 0.02 0.51 0.49 0.06 Comparison Example 8 0.07 50 39 251 28 0.02 0.51 0.49 0.07 Example 4 0.07 80 43 239 26 0.02 0.50 0.50 0.07 Example 5 0.07 100 48 234 23 0.02 0.50 0.50 0.07 Example 6 0.07 150 55 233 10 0.02 0.50 0.50 0.07 Comparative Example 9 0.15 50 35 242 32 0.02 0.50 0.50 0.14 Example 7 0.15 80 42 237 24 0.02 0.51 0.49 0.14 Example 8 0.15 100 48 233 22 0.02 0.51 0.49 0.14 Example 9 0.15 150 51 231 8 0.02 0.50 0.50 0.14 Comparative Example 10 0.20 50 36 244 28 0.02 0.51 0.49 0.19 Example 10 0.20 80 40 242 23 0.02 0.51 0.49 0.18 Example 11 0.20 100 44 240 19 0.02 0.51 0.49 0.19 Example 12 0.20 150 48 235 7 0.02 0.50 0.50 0.19 Comparative Example 11 0.40 50 25 303 8 0.02 0.51 0.49 0.38 Comparative Example 4 0.40 80 27 281 12 0.02 0.51 0.49 0.39 Comparative Example 5 0.40 100 15 274 10 0.02 0.51 0.49 0.39 Comparative Example 6 0.40 150 15 274 10 0.02 0.51 0.49 0.39 Comparative Example 12 From Table 1, the ferroelectric thin film of the present invention to which La2SiO5 is added is
When the applied voltage is 1 V or less, the remanent polarization value (2Pr) shows a value of 20 μC / cm 2 or more, which shows that the device can operate at a low voltage.
【0019】強誘電体メモリとして使うには印可電圧1
V以下での2Prは大きいほど良いが18μC/cm2が実用上
望ましい。また、本発明の膜組成であっても膜厚が100n
mを越えると印可電圧1V以下では良好な強誘電体特性は
得られない。Applied voltage 1 for use as a ferroelectric memory
The larger 2Pr below V is, the better, but 18 μC / cm 2 is practically desirable. Even with the film composition of the present invention, the film thickness is 100 n
If m is exceeded, good ferroelectric characteristics cannot be obtained at an applied voltage of 1 V or less.
【0020】(比較例13)過剰なPbOを加えない以外は
実施例1と同じ方法でターゲットと強誘電体膜を作成し
強誘電性を評価した。何れの試料も強誘電性は示さなか
った。Comparative Example 13 A target and a ferroelectric film were prepared in the same manner as in Example 1 except that excess PbO was not added, and the ferroelectricity was evaluated. None of the samples showed ferroelectricity.
【0021】(比較例14)過剰なPbOを0.4とした以外は
実施例1と同じ方法でターゲットと強誘電体膜を作成し
強誘電性を評価した。何れの試料もリーク電流が大きく
強誘電性は測定できなかった。Comparative Example 14 A target and a ferroelectric film were prepared in the same manner as in Example 1 except that the excess PbO was 0.4, and the ferroelectricity was evaluated. All samples had a large leak current and the ferroelectricity could not be measured.
【0022】(実施例13〜14)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0、y+Z=0.98 、y:z=52:48、そして(Pb1-xL
ax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰とな
り、(La2SiO5)が0.07モル(実施例13)、0.15モル
(実施例14)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表2に示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表2に示した。(Examples 13 to 14)
・ Create target
(Pb1-XLax) (ZryTiz) O3so
x = 0, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb1-xL
ax) (ZryTiz) 0.15 mol excess of PbO per mol
, (La2SiOFive) Is 0.07 mol (Example 13), 0.15 mol
(Example 14) A ceramic target to be the
It was
・ Creation of ferroelectric film
A film thickness of 80 nm is formed by the sputtering film formation method using the above target.
A ferroelectric film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ferroelectric film of
A dielectric film was obtained. Obtained ((Pb1-xLax) (Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiOFive)aThe film composition was determined. Of each membrane
Table 2 shows x, y, z, and a.
・ Measurement and evaluation of ferroelectric properties of film
The measurement and evaluation of the ferroelectric properties of the film were performed in the same manner as in the example.
It was The obtained results are shown in Table 2.
【0023】 表2 (La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考 2Pr 2Ec 可時の残 x y z a 留分極値 (2Pr) モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2 0.07 80 44 245 23 0.0 0.51 0.49 0.07 実施例13 0.15 80 43 248 21 0.0 0.51 0.49 0.14 実施例14Table 2 (La 2 SiO 5 ) Film pressure 5 V applied 0.8 V film composition Remarks 2Pr 2Ec residual x yz a Dielectric polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.07 80 44 245 23 0.0 0.51 0.49 0.07 Example 13 0.15 80 43 248 21 0.0 0.51 0.49 0.14 Example 14
【0024】(実施例15〜16)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.06、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.07モル(実施例15)、0.15モ
ル(実施例16)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(ZryTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表3に示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表3に示した。(Examples 15 to 16) -Preparation of target By using (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 in the same manner as in the above-mentioned study example.
x = 0.06, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
1-x La x ) (Zr y Ti z ) 1 mol of PbO is 0.15 mol excess, and (La 2 SiO 5 ) is 0.07 mol (Example 15) and 0.15 mol (Example 16). Was produced.・ Preparation of ferroelectric film 80nm thickness by sputter deposition method using the above target
A ferroelectric film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above ferroelectric film was prepared. Obtained ((Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ).
The O 3 ) 1-a (La 2 SiO 5 ) a film composition was determined. Table 3 shows x, y, z, and a of each film. -Measurement and Evaluation of Ferroelectric Property of Film The measurement and evaluation of ferroelectric property of the film were performed in the same manner as in the example. The results obtained are shown in Table 3.
【0025】 表3 (La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考 2Pr 2Ec 可時の残 x y z a 留分極値 (2Pr) モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2 0.07 80 41 219 25 0.06 0.51 0.49 0.07 実施例15 0.15 80 40 223 23 0.06 0.51 0.49 0.14 実施例16Table 3 (La 2 SiO 5 ) Membrane pressure 5 V 0.8 V membrane composition Remarks 2Pr 2 Ec residual x yz a Dielectric polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.07 80 41 219 25 0.06 0.51 0.49 0.07 Example 15 0.15 80 40 223 23 0.06 0.51 0.49 0.14 Example 16
【0026】(実施例17〜18)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.10、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.07モル(実施例15)、0.15モ
ル(実施例16)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表4に示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表4に示した。(Examples 17 to 18)
・ Create target
(Pb1-XLax) (ZryTiz) O3so
x = 0.10, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
1-xLax) (ZryTiz) 0.15 mol excess of PbO per mol
Next to (La2SiOFive) Is 0.07 mol (Example 15), 0.15 mol
A ceramic target to be a (Example 16)
It was
・ Creation of ferroelectric film
A film thickness of 80 nm is formed by the sputtering film formation method using the above target.
A ferroelectric film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ferroelectric film of
A dielectric film was obtained. Obtained ((Pb1-xLax) (Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiOFive)aThe film composition was determined. Of each membrane
Table 4 shows x, y, z, and a.
・ Measurement and evaluation of ferroelectric properties of film
The measurement and evaluation of the ferroelectric properties of the film were performed in the same manner as in the example.
It was The obtained results are shown in Table 4.
【0027】 表4 (La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考 2Pr 2Ec 可時の残 x y z a 留分極値 (2Pr) モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2 0.07 80 37 197 24 0.10 0.50 0.50 0.07 実施例17 0.15 80 34 201 22 0.10 0.50 0.50 0.15 実施例18Table 4 Composition of (La 2 SiO 5 ) membrane pressure of 5V 0.8V membrane composition Remarks 2Pr 2Ec residual xyz a Dipole polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.07 80 37 197 24 0.10 0.50 0.50 0.07 Example 17 0.15 80 34 201 22 0.10 0.50 0.50 0.15 Example 18
【0028】(比較例15〜16)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.12、y+Z=0.98、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.07モル(実施例15)、0.15モ
ル(実施例16)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表5に示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表5に示した。(Comparative Examples 15 to 16)
・ Create target
(Pb1-XLax) (ZryTiz) O3so
x = 0.12, y + Z = 0.98, y: z = 52: 48, and (Pb
1-xLax) (ZryTiz) 0.15 mol excess of PbO per mol
Next to (La2SiOFive) Is 0.07 mol (Example 15), 0.15 mol
A ceramic target to be a (Example 16)
It was
・ Creation of ferroelectric film
A film thickness of 80 nm is formed by the sputtering film formation method using the above target.
A ferroelectric film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ferroelectric film of
A dielectric film was obtained. Obtained ((Pb1-xLax) (Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiOFive)aThe film composition was determined. Of each membrane
Table 5 shows x, y, z, and a.
・ Measurement and evaluation of ferroelectric properties of film
The measurement and evaluation of the ferroelectric properties of the film were performed in the same manner as in the example.
It was The results obtained are shown in Table 5.
【0029】 表5 (La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考 2Pr 2Ec 可時の残 x y z a 留分極値 (2Pr) モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2 0.07 80 29 189 15 0.12 0.51 0.49 0.07 比較例15 0.15 80 27 195 12 0.12 0.51 0.49 0.14 比較例16Table 5 (La 2 SiO 5 ) Film pressure 5 V applied 0.8 V film composition Remarks 2Pr 2 Ec residual x yz a Dielectric polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.07 80 29 189 15 0.12 0.51 0.49 0.07 Comparative example 15 0.15 80 27 195 12 0.12 0.51 0.49 0.14 Comparative example 16
【0030】(比較例17〜18)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.02、y+Z=1.2、y:z=52:48、そして(Pb1-x
Lax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰とな
り、(La2SiO5)が0.07モル(実施例17)、0.15モル
(実施例18)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。得られた((Pb1-xLax)(Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiO5)a膜組成を求めた。それぞれの膜の
x、y、z、aを表6に示した。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。得られた結果を表6に示した。(Comparative Examples 17-18)
・ Create target
(Pb1-XLax) (ZryTiz) O3so
x = 0.02, y + Z = 1.2, y: z = 52: 48, and (Pb1-x
Lax) (ZryTiz) 0.15 mol excess of PbO per mol
, (La2SiOFive) Is 0.07 mol (Example 17), 0.15 mol
(Example 18) A ceramic target to be the
It was
・ Creation of ferroelectric film
A film thickness of 80 nm is formed by the sputtering film formation method using the above target.
A ferroelectric film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ferroelectric film of
A dielectric film was obtained. Obtained ((Pb1-xLax) (Zr yTiz)
O3)1-a(La2SiOFive)aThe film composition was determined. Of each membrane
Table 6 shows x, y, z, and a.
・ Measurement and evaluation of ferroelectric properties of film
The measurement and evaluation of the ferroelectric properties of the film were performed in the same manner as in the example.
It was The obtained results are shown in Table 6.
【0031】 表6 (La2SiO5)膜圧 5V印可時 0.8V印 膜 組 成 備 考 2Pr 2Ec 可時の残 x y z a 留分極値 (2Pr) モル nm μC/cm2 kV/cm μC/cm2 0.07 80 20 331 2 0.02 0.61 0.59 0.07 比較例17 0.15 80 15 351 2 0.12 0.61 0.58 0.15 比較例18Table 6 (La 2 SiO 5 ) Membrane pressure 5 V applied 0.8 V applied film composition Remarks 2Pr 2Ec remaining residue x yz a Dipole polarization value (2Pr) mol nm μC / cm 2 kV / cm μC / cm 2 0.07 80 20 331 2 0.02 0.61 0.59 0.07 Comparative Example 17 0.15 80 15 351 2 0.12 0.61 0.58 0.15 Comparative Example 18
【0032】(比較例19〜20)
・ターゲットの作成
上記検討例と同様にして(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3で
x=0.02、y+Z=0.90、y:z=52:48、そして(Pb
1-xLax)(ZryTiz)1モルに対してPbOが0.15モル過剰
となり、(La2SiO5)が0.07モル(実施例17)、0.15モ
ル(実施例18)となるセラミックスターゲットを作製し
た。
・強誘電体膜の作成
上記ターゲットを用いてスパッタ成膜法により膜厚80nm
の強誘電体膜を作製した以外は実施例1と同様にして強
誘電体膜を得た。
・膜の強誘電体特性の測定と評価
膜の強誘電特性の測定と評価は実施例と同様にして行っ
た。何れの試料もリーク電流が大きく強誘電性は測定で
きなかった。(Comparative Examples 19 to 20) -Preparation of Target By using (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 in the same manner as in the above-described study example.
x = 0.02, y + Z = 0.90, y: z = 52: 48, and (Pb
1-x La x ) (Zr y Ti z ) 1 mol of PbO is 0.15 mol excess, and (La 2 SiO 5 ) is 0.07 mol (Example 17) and 0.15 mol (Example 18). Was produced.・ Preparation of ferroelectric film 80nm thickness by sputter deposition method using the above target
A ferroelectric film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above ferroelectric film was prepared. -Measurement and Evaluation of Ferroelectric Property of Film The measurement and evaluation of ferroelectric property of the film were performed in the same manner as in the example. All samples had a large leak current and the ferroelectricity could not be measured.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上記したように、鉛、ジルコン、チタ
ン、ランタン、及び酸素から構成され、(Pb1-xLax)
(ZryTiz)O3でxが、0以上、0.10以下、(y+z)が0.95〜
1.0で現される化合物と金属シリケートの混合物として
形成される本発明の強誘電体薄膜を用いれば、印可電圧
1V以下の低電圧でも作動可能な薄膜を得ることができ
る。そして、鉛、ジルコン、チタン、ランタン、及び酸
素から構成され、(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3でxが、0以
上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物とPb
Oと金属シリケートの混合物であり、(Pb1-XLax)(Zry
Tiz)O3を1モルとしたときに、PbOが0.02〜0.30モル、
金属シリケートが0.05〜0.20モルである本発明の強誘電
体薄膜作成用ターゲット材料を用いて作成したターゲッ
トで薄膜を得ると、上記本発明の強誘電体薄膜が得られ
る。As described above, it is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen, and (Pb 1-x La x )
In (Zr y Ti z ) O 3 , x is 0 or more and 0.10 or less, and (y + z) is 0.95 to
If the ferroelectric thin film of the present invention formed as a mixture of the compound represented by 1.0 and a metal silicate is used, a thin film that can operate even at a low voltage of 1 V or less can be obtained. It is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen, and (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 where x is 0 or more and 0.10 or less, (y + z) is 0.95 to Compound represented by 1.0 and Pb
A mixture of O and a metal silicate, (Pb 1-X La x ) (Zr y
Ti z ) O 3 is 1 mol, PbO is 0.02 to 0.30 mol,
When a thin film is obtained with a target prepared by using the target material for preparing a ferroelectric thin film of the present invention having a metal silicate content of 0.05 to 0.20 mol, the ferroelectric thin film of the present invention is obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA02 BA17 BA43 BA48 CA05 DC09 5F083 FR01 GA06 GA27 JA15 JA38 JA39 JA40 PR22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4K029 BA02 BA17 BA43 BA48 CA05 DC09 5F083 FR01 GA06 GA27 JA15 JA38 JA39 JA40 PR22
Claims (3)
素から構成され、(Pb1-xLax)(ZryTiz)O3でxが、0以
上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物と金
属シリケートの混合物として形成され、その厚さが100n
m以下であることを特徴とする強誘電体薄膜。1. It is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum, and oxygen, and (Pb 1-x La x ) (Zr y Ti z ) O 3 where x is 0 or more and 0.10 or less, (y + z) Is formed as a mixture of a compound expressed by 0.95 to 1.0 and a metal silicate, and its thickness is 100n.
A ferroelectric thin film having a thickness of m or less.
され、これを含む誘電体薄膜の組成が((Pb1-xLax)
(ZryTiz)O3)1-a(La2SiO5)aであり、aが0.05〜0.20
であることを特徴とする請求項1記載の強誘電体薄膜。2. The metal silicate is represented by the chemical formula La 2 SiO 5 , and the composition of the dielectric thin film containing this is ((Pb 1 -x La x ).
(Zr y Ti z ) O 3 ) 1-a (La 2 SiO 5 ) a , where a is 0.05 to 0.20
The ferroelectric thin film according to claim 1, wherein
素から構成され、(Pb1-XLax)(ZryTiz)O3でxが、0以
上、0.10以下、(y+z)が0.95〜1.0で現される化合物とPb
Oと金属シリケートの混合物であり、(Pb1-XLax)(Zry
Tiz)O3を1モルとしたときに、PbOが0.02〜0.30モル、
金属シリケートが0.05〜0.20モルであることを特徴とす
る強誘電体薄膜作成用スパッタリングターゲット材料。3. It is composed of lead, zircon, titanium, lanthanum and oxygen, and (Pb 1-X La x ) (Zr y Ti z ) O 3 where x is 0 or more and 0.10 or less, (y + z) Is expressed as 0.95 to 1.0 and Pb
A mixture of O and a metal silicate, (Pb 1-X La x ) (Zr y
Ti z ) O 3 is 1 mol, PbO is 0.02 to 0.30 mol,
A sputtering target material for preparing a ferroelectric thin film, characterized in that the metal silicate content is 0.05 to 0.20 mol.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107303A JP2003301262A (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Ferroelectric thin film and sputtering target material for producing ferroelectric thin film |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258389A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Fujifilm Corp | Piezoelectric film, manufacturing method thereof, and piezoelectric element |
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| CN116926484A (en) * | 2023-08-05 | 2023-10-24 | 苏州六九新材料科技有限公司 | Processing technology of zirconium yttrium chromium alloy sputtering target material |
-
2002
- 2002-04-10 JP JP2002107303A patent/JP2003301262A/en active Pending
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| CN116926484B (en) * | 2023-08-05 | 2024-01-30 | 苏州六九新材料科技有限公司 | Processing technology of zirconium yttrium chromium alloy sputtering target material |
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