发明名称 具罩层之铁电装置及其制造方法
摘要 一种包括铁铁层(l12)和电极(ll6,l10)之铁电装置(100,200)。该铁电材料系由钙钛矿或经层化超品格材料所制成的。超晶格发生物之金属氧化物系在该铁电层和该电极间经淀积而为罩层(l14,204)以改良铁电层之剩余极化容量。
申请公布号 TW436931 申请公布日期 2001.05.28
申请号 TW088118913 申请日期 1999.10.30
申请人 西门特克斯公司;松下电子工业股份有限公司 日本 发明人 林慎一郎;大槻 达男;卡罗斯A.巴兹德亚罗杰欧
分类号 H01L21/316 主分类号 H01L21/316
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种铁电装置(100,200),其系包括基板(102)、受其支撑之自钙钛矿和自我排序经层化的超晶格材料组成之群类所选出之薄膜铁电层(112)和电极(110,116),该装置之特征在于:其罩层(114,204)为至少3nm厚且间置于该薄膜铁电层(112)和该电极(110,116)之间,该罩层包含富含超晶格发生物金属之非铁电材料。2.一种铁电装置(100),其系包括基板(102)、受其支撑之自钙钛矿和自我排序经层化的超晶格材料组成之群类所选出之薄膜铁电层(112)和电极(110,116),该装置之特征在于:其罩层(114)为3nm和30nm厚且间置于该薄膜铁电层和薄膜铁电层之间,该罩层富含超晶格发生物金属。3.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其中该铁电层乃由必要的自我排序经层化的超晶格材料所组成。4.如申请专利范围第3项之铁电装置,其特征在于:该超晶格发生物金属系与在自我排序经层化的超晶格材料中之超晶格发生物元素相同。5.如申请专利范围第3项之铁电装置,其中该经层化的超晶格材料系选自锶铋钽酸盐、锶铋铌酸盐和锶铋铌钽酸盐所组成之群类。6.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其特征在于:该超晶格发生物金属系由必要的铋所组成。7.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其中罩层系直接与该铁电材料和该电极接触。8.如申请专利范围第1项之铁电装置,其特征在于:该罩层具有从3nm到30nm之厚度范围。9.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其特征在于:该罩层具有从5nm到20nm之厚度范围。10.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其中该电极系顶电极(116),该顶电极相对于该铁电层(112)系远离于该基板(102)。11.如申请专利范围第10项之铁电装置,其系包括间插于该铁电材料和该基板间之底电极(110)。12.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其特征在于:该罩层材料选自铋氧化物、铋锶酸盐、铋钽酸盐、铋铌酸盐和锶铌钽酸盐所组成之群类。13.如申请专利范围第1或2项之铁电装置,其特征在于:该罩层包括铋氧化物。14.一种制造铁电装置(100,200)之方法,该方法系包括下列步骤:淀积材料于基板(102)上之铁电层(112),该铁电层钙钛矿和自我排序经层化的超晶格材料组成之群类所选出:和淀积电极层(116,110),该方法之特征在于:淀积包括超晶格发生物金属之非铁电罩层(114,204)介于该铁电层和该电极间,该罩层厚度系介于为3nm和30nm之间;和煆烧该层之一或多层。15.一种制造铁电装置(100,200)之方法,该方法系包括下列步骤:淀积材料于基板(102)上之铁电层(112),该铁电层钙钛矿和自我排序经层化的超晶格材料组成之群类所选出;和淀积电极层(116,110),该方法之特征在于:淀积包括有超晶格发生物金属之罩层(114,204),介于该铁电层和该电极间,该罩层厚度系介于为3nm和30nm之间:和煆烧该层之一或多层。16.如申请专利范围第14或15项之方法,其中该淀积适于铁电层之材料之步骤,系包括淀积适合于自我排序经层化的超晶格材料之材料。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该淀积罩层超晶格发生物金属之步骤,其特征在于:淀积相同于超晶格发生物金属之超晶格发生物金属在该自我排序经层化的超晶格材料中。18.如申请专利范围第16项之方法,其中该淀积适于铁电层之材料步骤,系包括淀积选自锶铋钽酸盐、锶铋铌酸盐和锶铋钽铌酸盐所组成之群类之适用于经层化的超晶格材料之材料。19.如申请专利范围第14或15项之方法,其特征在于:该淀积罩层之步骤包括淀积铋。20.如申请专利范围第14或15项之方法,其特征在于:该煆烧之步骤,其系包将该罩层扩散到该铁电层中以形成富含超晶格发生物金属之经层化的超晶格材料。21.如申请专利范围第20项之方法,其特征在于:该富含超晶格发生物金属之经层化的超晶格材料系为非铁电。22.如申请专利范围第20项之方法,其特征在于:该富含超晶格发生物金属之经层化的超晶格材料系为铁电。23.如申请专利范围第14或15项之方法,其特征在于:该罩层(114)系淀积于该铁电层(112)之上和之后淀积该电极(116)于该罩层上。24.如申请专利范围第14或15项之方法,其特征在于:该罩层具有从5nm到20nm之厚度范围。图式简单说明:第一图系为依照本发明之具有在铁电层顶部和电极下方的罩层之铁电装置。第二图系为依照本发明之具有在铁电层下方和底部电极上方的罩层之铁电装置。第三图系为依照本发明之不具有如第一图和第二图方式的罩层之比较装置。第四图系为自如第一图之试样所得到之极磁滞曲线。第五图系为自如第一图、第二图和第三图试样所得到的残余极化测量比较値之条状图。第六图系为自如第一图、第二图和第三图试棣所得到的矫顽场测量値之条状图。
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