鐵電晶體膜、電子元件、鐵電晶體膜的制造方法和鐵電晶體膜的制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種籽晶膜的取向得到良好地轉(zhuǎn)印，并且具有適于量產(chǎn)的成膜速度的鐵電晶體膜的制造方法。一種鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于，在基板(10)上通過濺射使籽晶膜(14)進(jìn)行外延生長并形成，在所述籽晶膜上通過旋涂涂布法形成含有鐵電體材料的非晶膜，在氧氣氛中加熱所述籽晶膜和所述非晶膜，由此使所述非晶膜氧化而晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜(15)。
【專利說明】鐵電晶體膜、電子元件、鐵電晶體膜的制造方法和鐵電晶體膜的制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用了籽晶膜的鐵電晶體膜、電子元件、鐵電晶體膜的制造方法和鐵電晶體膜的制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]<運用外延生長的鐵電晶體膜的制造方法>
[0003]圖12是用于說明現(xiàn)有的鐵電晶體膜的制造方法的剖面圖。
[0004]在4英寸晶片等的基板101上形成取向為(100)的Pt膜102。接著，在該Pt膜102上通過濺射法使Pb (Zr、Ti) O3膜(以下，稱為“PZT膜”。)103外延生長。這時的濺射條件的一例如下。
[0005][濺射條件]
[0006]裝置:RF磁控管濺射裝置
[0007]功率:1500W
[0008]氣體:Ar/02
[0009]壓力:0.14Pa
[0010]溫度:600°C
[0011]成膜速度:0.63nm/秒
[0012]成膜時間:53分鐘
[0013]通過上述的外延生長在Pt膜102上形成膜厚2 μ m的PZT膜103。該PZT膜103，如圖13所示在(001)優(yōu)先取向，具有非常良好的結(jié)晶性。
[0014]在上述現(xiàn)有的鐵電晶體膜的制造方法中，因為通過濺射進(jìn)行的外延生長的成膜速度慢，所以成膜時間長，不適于量產(chǎn)。
[0015]另外，因為濺射時的溫度是高達(dá)600°C的高溫，所以會使裝置的真空室長時間處于高溫，給裝置增加負(fù)擔(dān)。
[0016]另外，一般已知通過外延生長而形成的PZT膜，漏電流密度大，因此耐電壓低。
[0017]<運用使用了前驅(qū)體溶液的旋涂涂布法的鐵電晶體膜的制造方法>
[0018]其次，對于其他現(xiàn)有的鐵電晶體膜的制造方法進(jìn)行說明(例如參照專利文獻(xiàn)I)。該其他現(xiàn)有的鐵電晶體膜的制造方法，不是以濺射法，而是通過旋涂涂布法來形成圖12所示的PZT晶體膜103。以下說明詳情。
[0019]在Pt膜102上通過旋轉(zhuǎn)涂層機(jī)旋轉(zhuǎn)涂布PZT前驅(qū)體溶液。這時，以500rpm使之旋轉(zhuǎn)5秒后，再以1500rpm使之旋轉(zhuǎn)20秒。PZT前驅(qū)體溶液，是在有機(jī)溶劑中含有包含該PZT結(jié)晶的成分金屬的全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的前驅(qū)體溶液，是濃度為25重量％的PZT(Zr/Ti = 52/48)中Pb為過剩的20%的溶液。
[0020]接著，一邊在熱板上將此涂布的PZT前驅(qū)體溶液加熱至250°C —邊保持30秒而使之干燥，除去水分后，再在保持高溫的熱板上一邊加熱至450°C —邊保持60秒而進(jìn)行預(yù)燒成。
[0021]重復(fù)上述的旋轉(zhuǎn)涂布、干燥、預(yù)燒成5次，生成5層的PZT非晶膜。
[0022]接著，對于進(jìn)行了假燒成后的PZT非晶膜，使用加壓式燈加熱退火裝置(RTA:快速熱退火；rapidly thermal anneal),在氧氣氛的IOatm下保持在700°C的溫度3分鐘而進(jìn)行退火處理，進(jìn)行PZT晶體化。該晶體化的PZT膜由鈣鈦礦構(gòu)造構(gòu)成，包括從前驅(qū)體溶液的旋涂至晶體化在內(nèi)的成膜速度為2.65nm/秒，成膜時間為13分鐘。
[0023]通過使用上述的前驅(qū)體溶液的旋涂涂布法而在Pt膜上形成膜厚2 μ m的PZT晶體膜，該PZT晶體膜如圖14所示，沿(001)和(110)取向。
[0024]使用上述方法制造的PZT晶體膜，檢測到(001)取向和(110)取向，因此，雖然襯底的Pt膜的(100)取向被不是完全被轉(zhuǎn)印，但是旋涂涂布法的優(yōu)點是，涂布能力基本不太受晶片尺寸左右，經(jīng)過涂布條件一些改變就容易對應(yīng)大面積涂布，是適于量產(chǎn)的涂布方法。另一方面，通過所述的外延生長形成的PZT晶體膜，雖然具有襯底的Pt膜的(100)取向完全被轉(zhuǎn)印的優(yōu)點，但是與該旋涂涂布法相比，成膜速度非常慢，因此在量產(chǎn)上留下課題。
[0025]【專利文獻(xiàn)】
[0026]【專利文獻(xiàn)1】冊2006/087777

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明的一個形態(tài)，其課題在于，提供一種籽晶膜的取向被良好轉(zhuǎn)印的鐵電晶體膜或具有該鐵電晶體膜的電子元件。
[0028]另外，本發(fā)明的一個形態(tài)，其課題在于，提供一種具有適合量產(chǎn)的成膜速度的鐵電晶體膜的制造方法和鐵電晶體膜的制造裝置。
[0029]以下，對于本發(fā)明的各種形態(tài)進(jìn)行說明。
[0030][I] 一種鐵電晶體膜，其特征在于，具備:在基板上通過濺射法形成，沿規(guī)定的面取向的鐵電體籽晶膜；
[0031]形成于所述鐵電體籽晶膜上的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，
[0032]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜是涂布在有機(jī)溶劑中含有包含該鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的成分金屬的全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物(前驅(qū)體)的溶液，并加熱而使之晶體化的薄膜。
[0033][2]在上述[I]的鐵電晶體膜中，其特征在于，
[0034]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿著與所述規(guī)定的面相同的面取向。
[0035][3]在上述[I]或[2]的鐵電晶體膜中，其特征在于，
[0036]所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
[0037][4]上述[3]的鐵電晶體膜，其特征在于，
[0038]所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，Zr/Ti元素數(shù)比率滿足下式(I)。
[0039]60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)
[0040][5]在上述[3]或[4]的鐵電晶體膜中，其特征在于，
[0041]所述Pb (Zr、Ti)O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti)03膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)。
[0042]Pb/(Zr+Ti) < 1.06...(2)
[0043](Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3)
[0044][6]在上述[3]至[5]的任一項的鐵電晶體膜中，其特征在于，
[0045]所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向，
[0046]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
[0047][7]在上述[3]至[5]的任一項的鐵電晶體膜中，其特征在于，
[0048]所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向，
[0049]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(111)取向。
[0050][8] 一種電子元件，其特征在于，具有在上述[I]至[7]的任一項所述的鐵電晶體膜。
[0051][9] 一種鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于，在基板上通過濺射法使鐵電體籽晶膜進(jìn)行外延生長而形成，
[0052]在所述鐵電體籽晶膜上，涂布有機(jī)溶劑中含有包含該鐵電體籽晶膜的成分金屬全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的溶液，通過此方法，形成為非結(jié)晶性(非晶質(zhì))前驅(qū)體膜，
[0053]在氧氣氛中加熱 所述鐵電體籽晶膜和非結(jié)晶性前驅(qū)體膜，由此使所述非結(jié)晶性前驅(qū)體膜氧化而晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜。
[0054][10]在上述[9]的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0055]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿著與所述規(guī)定的面相同的面取向。
[0056][11]在上述[9]或[10]的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0057]所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
[0058][12]在上述[11]的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0059]所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，Zr/Ti元素數(shù)比率滿足下式(I)。
[0060]60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)
[0061][13]在上述[11]或[12]的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0062]所述Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti)03膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)。
[0063]Pb/(Zr+Ti) < 1.06…(2)
[0064](Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35…(3)
[0065][14]在上述[11]至[13]的任一項所述的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0066]所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向，
[0067]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
[0068][15]在上述[11]至[13]的任一項的鐵電晶體膜的制造方法中，其特征在于，
[0069]所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向，
[0070]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(111)取向。[0071][16] 一種鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于，具備如下:
[0072]在基板上通過濺射法使鐵電體籽晶膜進(jìn)行外延生長并形成的第一裝置；
[0073]在所述鐵電體籽晶膜上通過旋涂涂布法涂布形成含有鐵電體材料的非晶膜的第二裝置；
[0074]通過在氧氣氛中加熱所述鐵電體籽晶膜和所述非晶膜，使所述非晶膜氧化并晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的第三裝置。
[0075][17]在上述[16]的鐵電晶體膜的制造裝置中，其特征在于，
[0076]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，沿著與所述規(guī)定的面相同的面進(jìn)行取向。
[0077][18]在上述[16]或[17]的鐵電晶體膜的制造裝置中，其特征在于，
[0078]所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
[0079][19]在上述[18]的鐵電晶體膜的制造裝置中，其特征在于，
[0080]所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，Zr/Ti元素數(shù)比率滿足下式(I)。
[0081]60/40 ≤Zr/Ti ≤ 40/60...(I)
[0082][20]在上述[18]或[19]的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于，
[0083]所述Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti)03膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)。
[0084]Pb/(Zr+Ti) < 1.06…(2)
[0085](Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35…(3)
[0086][21]在上述[18]至[20]的任一項的鐵電晶體膜的制造裝置中，其特征在于，
[0087]所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向，
[0088]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
[0089][22]在上述[18]至[20]的任一項的鐵電晶體膜的制造裝置中，其特征在于，
[0090]所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向，
[0091]所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(111)取向。
[0092]通過應(yīng)用本發(fā)明的一個形態(tài)，能夠提供籽晶膜的取向得到良好轉(zhuǎn)印的鐵電晶體膜或具有該鐵電晶體膜的電子元件。
[0093]另外，通過應(yīng)用本發(fā)明的一個形態(tài)，能夠提供具有適于量產(chǎn)的成膜速度的鐵電晶體膜的制造方法和鐵電晶體膜的制造裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0094]圖1是用于說明本發(fā)明的一個形態(tài)的鐵電晶體膜的制造方法的剖面圖。
[0095]圖2是模式化地表示本發(fā)明的一個形態(tài)的鐵電晶體膜的制造裝置的構(gòu)成圖。
[0096]圖3是表示對于由圖1所示的旋涂涂布法所形成的PZT膜15，以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0097]圖4是表示實施例2的試樣截面的FIB-SEM像。
[0098]圖5是表示對于實施例2以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0099]圖6是表示對于除了沒有鐵電體籽晶膜這一點以外，以與實施例2相同的條件制作的現(xiàn)有的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，通過XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0100]圖7是表示進(jìn)行了實施例2的磁滯評價的結(jié)果的圖。
[0101]圖8是表示測量實施例2的漏電流密度的結(jié)果圖。
[0102]圖9是表示測量實施例2的介電常數(shù)的結(jié)果的圖。
[0103]圖10是表示評價實施例2的壓電特性d31的結(jié)果的圖。
[0104]圖11是表示對于實施例3的PZT鐵電晶體膜以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0105]圖12是用于說明現(xiàn)有的鐵電晶體膜的制造方法的剖面圖。
[0106]圖13是表示對于圖12所示的PZT膜103以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0107]圖14是表示對于由旋涂涂布法所形成的PZT晶體膜，以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0108]符號說明
[0109]10 基板
[0110]11硅晶片
[0111]12 膜
[0112]13a Pt 膜
[0113]13b SrRuO3 膜
[0114]14鐵電體籽晶膜
[0115]15鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜
[0116]16存儲架
[0117]17搬運室
[0118]18搬運機(jī)器人
[0119]19第二濺射裝置
[0120]20第一濺射裝置
[0121]21電子束蒸鍍裝置
[0122]22第三濺射裝置
[0123]23加載/卸載室
[0124]24交接室
[0125]25搬運機(jī)器人
[0126]26存儲架
[0127]27校準(zhǔn)器
[0128]28旋涂室
[0129]29退火裝置
[0130]30退火裝置
[0131]31冷卻裝置
[0132]32加壓式燈加熱退火裝置
[0133]33加載/卸載室
[0134]101 基板
[0135]102Pt
[0136]103PZT 晶體膜【具體實施方式】
[0137]以下，對于本發(fā)明的實施方式，運用附圖詳細(xì)地加以說明。但是，本發(fā)明不受以下的說明限定，能夠不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍而對于其方式和詳情進(jìn)行各種變更，如果是從業(yè)者則應(yīng)該很容易理解。因此，本發(fā)明其解釋不限定為以下所示的實施的方式所述的內(nèi)容。
[0138]圖1是用于說明本發(fā)明的一個形態(tài)的鐵電晶體膜的制造方法的剖面圖。圖2是模式化地表示本發(fā)明的一個形態(tài)的鐵電晶體膜的制造裝置的構(gòu)成圖。該鐵電晶體膜的制造裝置，是用于形成鐵電體電容的復(fù)合成膜裝置。
[0139]首先，準(zhǔn)備基板10。
[0140]詳細(xì)地說，就是從裝置外部向圖2所示的加載/卸載室23導(dǎo)入硅晶片11，使加載/卸載室23的硅晶片11通過搬運室17，由搬運機(jī)器人18搬運到存儲架16。接著，使存儲架16內(nèi)的硅晶片11通過搬運室17，由搬運機(jī)器人18搬運至電子束蒸鍍裝置21。接著，由電子束蒸鍍裝置21在硅晶片11上形成氧化膜。繼續(xù)成膜沿(100)取向的Pt膜而得到膜12。接著，使電子束蒸鍍裝置21內(nèi)的硅晶片11通過搬運室17而由搬運機(jī)器人18搬運到第一濺射裝置20。接著，由第一濺射裝置20在Pt膜上成膜(100)取向的Pt膜13a。接著，使第一濺射裝置20內(nèi)的硅晶片11通過搬運室17，由搬運機(jī)器人18搬運至第二濺射裝置19。接著由第二濺射裝置19在(100)取向的Pt膜13a上，成膜(001)取向的SrRuO3膜13b。
[0141]其次，使第二濺射裝置19內(nèi)的基板10通過搬運室17而由搬運機(jī)器人18搬運至第三濺射裝置22。接著，由第三濺射裝置22在基板10的SrRuO3膜13b上，通過濺射使鐵電體籽晶膜14進(jìn)行外延生長而形成。
[0142]作為鐵電體籽晶膜14的具體例，例如使用Zr/Ti元素數(shù)比率滿足下式(I)的Pb (Zr、Ti) O3 膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3 膜即可。A 由從 L1、Na、K，Rb、Ca、Sr、Ba、Bi 和 La 所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成即可。
[0143]60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)
[0144]Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，優(yōu)選滿足下式(2’)。
[0145]Pb/(Zr+Ti) < 1.06...(2)
[0146]I ( Pb/(Zr+Ti) ( 1.06...(2，)
[0147](Pb、A) (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)，優(yōu)選滿足下式(3’)。
[0148](Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3)
[0149]I ( (Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3，)
[0150]通過使用由上述的外延生長形成的Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，能夠形成沿(001)或(111)任意一個單一取向或優(yōu)先取向，并且具有非常良好的結(jié)晶性的鐵電體籽晶膜14。
[0151]其后，在鐵電體籽晶膜14上，通過使用了前驅(qū)體溶液的旋涂涂布法，形成含有鐵電體材料的非晶膜，通過在氧氣氛下加熱鐵電體籽晶膜14和非晶膜，使非晶膜氧化而晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15。
[0152]以下，進(jìn)行詳細(xì)地說明。[0153]使第三濺射裝置22內(nèi)的基板10通過搬運室17，由搬運機(jī)器人18搬運至交接室24。接著，由搬運機(jī)器人25將交接室24的基板10搬運到存儲架26。
[0154]接著，由搬運機(jī)器人25將存儲架26內(nèi)的基板10搬運至校準(zhǔn)器(aligner) 27，由校準(zhǔn)器27進(jìn)行檢測基板10的表面的中心位置的處理。之所以進(jìn)行該處理，是為了預(yù)先檢測出基板表面的中心位置，在進(jìn)行旋涂處理時使基板表面的中心位置與基板的旋轉(zhuǎn)中心一致。
[0155]其后，由搬運機(jī)器人25將校準(zhǔn)器27內(nèi)的基板10搬運到旋涂室28。接著，在旋涂室28內(nèi)進(jìn)行通過旋涂而在基板10的鐵電體籽晶膜14上涂布膜的工序。
[0156]以下詳細(xì)說明該工序。
[0157]—邊通過清洗噴嘴向基板10上供給清洗液，一邊使基板10旋轉(zhuǎn)。由此清洗基板10的表面。接著，停止清洗液的供給，使基板10旋轉(zhuǎn)，從而除去基板10上的清洗液。
[0158]接著，一邊通過滴降噴嘴在基板10上滴下化學(xué)材料，一邊使基板10旋轉(zhuǎn)。隨之一起，由刷邊噴嘴向基板10表面的端部滴下清洗液。由此，在基板10上涂布陶瓷前驅(qū)體膜。在基板表面的端部滴下清洗液的理由在于，若在基板10上通過旋涂涂布膜，則基板10的端部的膜厚形成得比基板10的中央厚，因此要一邊以清洗液除去基板10的端部的膜一邊進(jìn)行涂布。因此，優(yōu)選使刷邊噴嘴從基板10的端部稍微向中央側(cè)移動，從而使滴下清洗液的位置從基板10的端部稍微向中央側(cè)移動。
[0159]接著，由搬運機(jī)器人25將旋涂室28內(nèi)的基板10搬運至退火裝置29，進(jìn)行由退火裝置29對于基板10上的陶瓷前驅(qū)體膜實施干燥處理的工序。
[0160]以下詳細(xì)地說明該工序。
[0161]一邊由排氣機(jī)構(gòu)排放涂布在基板10上的膜的表面上的空氣，一邊利用熱板將基板加熱至例如200?250°C。由此，除去陶瓷前驅(qū)體膜中的水分等。
[0162]其后，由搬運機(jī)器人25將退火裝置29內(nèi)的基板10搬運至退火裝置30內(nèi)，在退火裝置30內(nèi)進(jìn)行對于基板10上的陶瓷前驅(qū)體膜實施預(yù)燒成的工序。
[0163]詳細(xì)地說，就是在利用排氣系統(tǒng)對于退火裝置30的預(yù)燒成處理室內(nèi)進(jìn)行真空排氣后，再通過氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)使預(yù)燒成處理室內(nèi)在真空氣氛中或氮氣氛或惰性氣體氣氛中達(dá)到常壓，利用加熱燈將基板10上的陶瓷前驅(qū)體膜加熱到期望的溫度(例如300°C?600°C )而進(jìn)行預(yù)燒成。
[0164]之后，由搬運機(jī)器人25將退火裝置30的預(yù)燒成處理室內(nèi)的基板10搬運到冷卻裝置31，在冷卻裝置31內(nèi)將基板10冷卻至規(guī)定的溫度。
[0165]其后，由搬運機(jī)器人25將冷卻裝置31內(nèi)的基板10搬運至校準(zhǔn)器27，由校準(zhǔn)器27進(jìn)行檢測基板10的表面的中心位置的處理。
[0166]其后，由搬運機(jī)器人25將校準(zhǔn)器27內(nèi)的基板10搬運至旋涂室28。
[0167]其后，與上述的方法同樣將旋涂處理、干燥處理、預(yù)燒成處理的工序重復(fù)多次(例如30次)，由此在基板10的鐵電體籽晶膜14上層疊形成多層陶瓷前驅(qū)體膜。如此反復(fù)的次數(shù)越多，在鐵電體籽晶膜14上能夠形成的膜越厚(例如膜厚Iym以上)。這時，通過使用圖2所示的鐵電晶體膜的制造裝置，能夠使生產(chǎn)率提高。詳細(xì)地說，就是通過控制部(未圖示)以上述方式使鐵電晶體膜的制造裝置工作，由此能夠自動進(jìn)行濺射成膜處理、電子束蒸鍍處理、旋涂處理、干燥處理、預(yù)燒成處理。因此，若分別進(jìn)行各個的處理，操作人員用手搬運，便還會考慮到有手麻痹或搞錯處理的順序或在搬運中掉落基板10的情況，而采用以上裝置則有不會發(fā)生這種情況的優(yōu)點。因此，能夠在大量生產(chǎn)時使生產(chǎn)率提高，能夠提高成品率。
[0168]其后，由搬運機(jī)器人25將退火裝置30的預(yù)燒成處理室內(nèi)的基板10搬運至加壓式燈加熱退火裝置32。還有，從預(yù)燒成處理室內(nèi)向加壓式燈加熱退火裝置32內(nèi)搬運基板10的搬運時間優(yōu)選為10秒以下。
[0169]如此縮短搬運時間的理由如下。若搬運時間長，則對鐵電晶體膜的特性造成很大影響。詳細(xì)地說，因為在預(yù)燒成后，陶瓷前驅(qū)體膜的氧活性是非常高的缺氧狀態(tài)，所以會與大氣中的氧結(jié)合，膜的特性劣化。因此，優(yōu)選縮短搬運時間。
[0170]其后，進(jìn)行由加壓式燈加熱退火裝置32對于基板10上的多層化學(xué)材料膜實施燈加熱退火處理的工序。
[0171]詳細(xì)地說，就是在氧氣氛中加熱作為鐵電體籽晶膜14和陶瓷前驅(qū)體膜的非晶膜。由此，通過使非晶膜氧化而晶體化，能夠形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15。還有，也可以在加壓氧氣氛中加熱鐵電體籽晶膜14和非晶膜，優(yōu)選以4atm以上的加壓氧氣氛加熱即可。由此，能夠得到單一取向性更強(qiáng)的鐵電晶體膜。
[0172]其后，由搬運機(jī)器人25將加壓式燈加熱退火裝置32的退火處理室內(nèi)的基板10搬運至加載/卸載室33，從加載/卸載室33將基板10取出到裝置外部。
[0173]還有，在本實施的方式中，經(jīng)由硅晶片11上的SrRuO3膜和Pt膜等而形成非晶膜，但也可以經(jīng)由硅晶片11上的其他的導(dǎo)電膜或絕緣膜形成非晶膜。
[0174]另外，因為上述的非晶膜與鐵電體籽晶膜14完全地表面接觸，所以鐵電體籽晶膜14的單一取向性強(qiáng)的結(jié)晶被良好地轉(zhuǎn)印到非晶膜，由此在非晶膜上形成單一取向性強(qiáng)的結(jié)晶。
[0175]上述的鐵電體涂布晶體膜15，具有與鐵電體籽晶膜14的取向相同的取向。例如，鐵電體籽晶膜14沿(001)取向時，鐵電體涂布晶體膜15也沿(001)取向，鐵電體籽晶膜14沿(111)取向時，鐵電體涂布晶體膜15也沿(111)取向。
[0176]另外，如前述，在鐵電體籽晶膜14中，使用Pb(Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr-Ti)O3II時，通過Zr/Ti比滿足下式(5)，鐵電體籽晶膜14能夠容易沿(001)取向。
[0177]52/48 ≤Zr/Ti ≤ 40/60— (5)
[0178]另外，如前述，在鐵電體籽晶膜14中，使用Pb(Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr-Ti)O3II時，通過Zr/Ti比滿足下式￠)，鐵電體籽晶膜14能夠容易沿(111)取向。
[0179]60/40 ≤ Zr/Ti ≤ 52/48…(6)
[0180]鐵電體籽晶膜14，承擔(dān)著作為使非晶膜晶體化時的初始核的作用。
[0181]作為鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15的具體例，有Zr/Ti元素數(shù)比率滿足下式(4)的Pb (Zr、Ti) O3 膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3 膜。A 由從 L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi 和 La 所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成即可。
[0182]60/40 ≤ Zr/Ti ≤ 40/60...(4)
[0183]根據(jù)本實施的方式，即便是使用旋涂涂布法制作的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15，也能夠提高單一取向性或優(yōu)先取向性。詳細(xì)地說，就是一邊將進(jìn)行單一取向或優(yōu)先取向，并且具有非常良好的結(jié)晶性的鐵電體籽晶膜14作為非晶膜的初始核加以利用，一邊在氧氣氛中進(jìn)行加熱而使之晶體化，此由，能夠形成與鐵電體籽晶膜14的取向具有相同的取向的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15。
[0184]換言之，就是能夠?qū)⑼ㄟ^外延生長形成的、具有非常良好的結(jié)晶性的鐵電體籽晶膜14的優(yōu)先取向，忠實轉(zhuǎn)印到使用了旋涂涂布法的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15上。其結(jié)果是，能夠得到進(jìn)行單一取向或優(yōu)先取向，并且結(jié)晶性良好的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15。
[0185]即，在通過濺射法進(jìn)行外延生長的鐵電體籽晶膜14上成膜的使用了旋涂涂布法的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15，成為與鐵電體籽晶膜14相同的結(jié)晶構(gòu)造。另外，通過在決定晶體結(jié)構(gòu)的鐵電體籽晶膜14上成膜鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15，能夠控制鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15的晶體結(jié)構(gòu)。
[0186]另外，使用旋涂涂布法的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15的成膜速度，與通過現(xiàn)有技術(shù)的濺射法使之進(jìn)行外延生長的鐵電晶體膜的成膜速度相比非常快速。因此，在鐵電體籽晶膜14上使用旋涂涂布法形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜15的本發(fā)明的一個形態(tài)的鐵電晶體膜的制造方法，具有適于量產(chǎn)的成膜速度。
[0187]另外，本發(fā)明的一個形態(tài)，是能夠適用于具有上述的鐵電晶體膜的電子元件。
[0188]【實施例1】
[0189]以下，對于一邊參照圖1和圖3，一邊結(jié)于本實施例進(jìn)行說明。
[0190]在4英寸Si晶片11上，通過電子束蒸鍍 裝置成膜氧化膜和Pt膜，得到沿(100)取向的膜12。
[0191]其次，在膜12上通過濺射法成膜沿(100)取向的大約IOOnm的Pt膜13a。
[0192]接著，在Pt膜13a上通過濺射法成膜沿(001)取向的SrRuO3膜13b。
[0193]接著，在該SrRuO3膜13b上通過濺射法使Pb (Zr,Ti) O3膜所構(gòu)成的籽晶膜14進(jìn)行外延生長。這時的濺射條件如下。
[0194][濺射條件]
[0195]裝置:RF磁控管濺射裝置
[0196]功率:1500W
[0197]氣體:Ar/02
[0198]壓力:0.14Pa
[0199]溫度:600°C
[0200]成膜速度:0.63nm/秒
[0201]成膜時間:1.3分
[0202]通過上述的外延生長而在膜13b上形成由膜厚50nm的Pb (Zr、Ti) O3膜構(gòu)成的籽晶膜14。該籽晶膜14沿(001)優(yōu)先取向，具有非常良好的結(jié)晶性。
[0203]接下來，準(zhǔn)備PZT前驅(qū)體溶液。PZT前驅(qū)體溶液，是在有機(jī)溶劑中含有包含PZT結(jié)晶的成分金屬的全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的前驅(qū)體溶液，是在濃度為25重量％的PZT(Zr/Ti = 52/48)中Pb為過剩的20%的溶液。
[0204]接著，在籽晶膜14上通過旋涂法涂布PZT前驅(qū)體溶液，在該籽晶膜14上再次形成第一層涂布膜。詳細(xì)地說，就是將500 μ L的PZT前驅(qū)體溶液涂布在籽晶膜14上，以3sec使之從O上升至500rpm,以500rpm保持5sec后，以1500rpm旋轉(zhuǎn)20sec后，使之停止。
[0205]接下來，一邊將該涂布的PZT前驅(qū)體溶液在熱板上加熱至250°C —邊保持30秒使之干燥，除去水分后，再在保持為高溫的熱板上一邊加熱至450°C —邊保持60秒而進(jìn)行預(yù)燒成。
[0206]重復(fù)上述的旋轉(zhuǎn)涂布、干燥、預(yù)燒成5次，生成含有鐵電體材料的5層PZT非晶膜。
[0207]接下來，對于進(jìn)行了預(yù)燒成后的PZT非晶膜，使用加壓式燈加熱退火裝置(RTA:rapidly thermal anneal),在氧氣氛的IOatm下保持在700°C的溫度3分鐘而進(jìn)行退火處理，進(jìn)行PZT晶體化。經(jīng)過該晶體化的PZT膜就是鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，由鈣鈦礦構(gòu)造構(gòu)成，膜厚為1.5 μ m，包括從溶膠凝膠溶液的旋轉(zhuǎn)涂布至晶體化在內(nèi)的成膜速度為2.65nm/秒，成膜時間為11分鐘。
[0208]通過上述的濺射法進(jìn)行的外延生長所形成的0.5μπι的籽晶膜14，和通過旋涂涂布法所形成的1.5 μ m的PZT晶體膜15的合計的成膜時間為24分鐘。由于旋涂涂布法迅速的成膜速度，與只以濺射法進(jìn)行成膜的情況相比，使得該合計時間能夠縮短。
[0209]圖3是表示對于由圖1所示的旋涂涂布法所形成的PZT晶體膜15，以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。PZT晶體膜的組成比為Zr/Ti = 52/48。
[0210]如圖3所示，即使是由旋涂涂布法形成的PZT晶體膜15，也確認(rèn)到沿(001)優(yōu)先取向，具有非常良好的結(jié)晶性。
[0211]還有，在本說明書中，前驅(qū)體溶液意味著溶膠凝膠溶液、MOD (金屬有機(jī)化合物分解法)溶液和溶膠凝膠溶液與MOD溶液的混合溶液的任意一種。
[0212]以下進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0213]溶膠凝膠溶液，是使金屬醇鹽等水解、`聚合，使處于膠體狀的金屬醇鹽分散在醇等的有機(jī)溶劑溶液中。主成分本身形成陶瓷的前驅(qū)體的溶液特別稱為溶膠凝膠溶液。
[0214]另一方面，將金屬的有機(jī)酸鹽溶解于有機(jī)溶劑中的溶液一般稱為MOD溶液。一般來說，作為有機(jī)酸使用醋酸、辛酸、己酸、戊酸、羧酸、酪酸、三氟乙酸等。
[0215]另外如本發(fā)明的一個形態(tài)，混合溶膠凝膠溶液和MOD溶液加以使用的情況也很多，這種情況下，主成分是哪一個就決定為哪一種通稱。
[0216]如已述，在本發(fā)明的一個形態(tài)的情況下，雖然使用由兩者的混合構(gòu)成的溶液，但由于大半都是由醇鹽的縮聚物(陶瓷的前驅(qū)體)構(gòu)成，所以在有機(jī)溶劑中含有包含成分金屬全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物(前驅(qū)體)的溶液稱為前驅(qū)體溶液。
[0217]【實施例2】
[0218]以下，對于本實施例進(jìn)行說明。本實施例的鐵電晶體膜，使用圖2所示的復(fù)合成膜裝置成膜。
[0219]在4英寸Si晶片上，以與實施例1相同的手法使鐵電體籽晶膜進(jìn)行外延生長。如此形成的膜厚50nm的鐵電體籽晶膜，沿(001)單一取向，具有非常良好的結(jié)晶性。
[0220]接著，在鐵電體籽晶膜上，根據(jù)下述的條件再次形成經(jīng)由旋涂涂布和晶體化而由總膜厚3.5 μ m的PZT厚膜構(gòu)成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜。由此，制作由第一層至第三層的三種不同組成的膜構(gòu)成的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的試樣。
[0221][溶液涂布條件]
[0222].使用溶液的組成比
[0223]第一層:Pb/Bi/Zr/Ti/Nb= 103/12/53/47/0
[0224]第二層:Pb/Bi/Zr/Ti/Nb= 103/0/53/47/0[0225]第三層:Pb/Bi/Zr/Ti/Nb= 103/12/47/41/12
[0226].涂布次數(shù)
[0227]第一層:3次
[0228]第二層:6次
[0229]第三層:1次
[0230].膜厚
[0231]第一層:900nm
[0232]第二層:1800nm
[0233]第三層:300nm
[0234].總處理時間(min)
[0235]第一層:旋涂7.5+RTA2
[0236]第二層:旋涂15+RTA10
[0237]第三層:旋涂2.5+RTA3
[0238].I次的涂布時間
[0239]第一層?第三層:旋轉(zhuǎn)涂布Imin+干燥(熱板250 °C )0.5min+預(yù)燒成(熱板450 °C ) Imin = 2.5min
[0240][晶體化條件]
[0241]第一層:RTA的昇溫速度100°C /sec, O2壓力latm，溫度600°C，燒成時間Imin
[0242]第二層:RTA的昇溫速度100°C /sec, O2壓力5atm，溫度600°C，燒成時間IOmin
[0243]第三層:RTA的昇溫速度100°C /sec, O2壓力lOatm，溫度650°C，燒成時間3min
[0244][總處理時間]
[0245]第一層:9.5min
[0246]第二層:25min
[0247]第三層:5.5min
[0248]根據(jù)本實施例，鐵電體籽晶膜鐵為初始核存在，能夠使鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的晶體化溫度達(dá)到比較低的600°C左右。
[0249]另外，溶液涂布法的情況下，只要能夠作為溶液準(zhǔn)備原料就可以進(jìn)行涂布。本實施例是使過剩Pb為3%，取而代之是作為添加劑而添加與Pb相對濃度為12%的Bi。還有，在濺射法的情況下，若不是燒結(jié)體則不能準(zhǔn)備濺射靶這樣的課題在溶液中不存在。
[0250]另外，在PZT膜的形成中，通常在原料溶液中需要10%以上的過剩的Pb，但根據(jù)本實施例，相對于最終得到的作為鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的PZT膜的總膜厚，鉛過剩量為6%以下。
[0251]圖4是表示實施例2的試樣截面的FIB-SEM圖像。最上部膜的組成比為Zr/Ti/Nb=51/45/4。由圖4能夠確認(rèn)，能夠得到在最上部具有上述組成的PZTN薄膜的覆蓋層的致密、平滑的高品質(zhì)的PZT膜。
[0252]圖5是表示對于實施例2以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。圖6是表示對于除了沒有鐵電體籽晶膜這一點以外，以與實施例2相同的條件制作的現(xiàn)有的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的圖。
[0253]若比較圖5和圖6的XRD圖案，則能夠確認(rèn)在圖6的現(xiàn)有的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜中，即使使溶液涂布條件相同，也得不到圖6這樣的XRD圖案，峰值強(qiáng)度與圖5的本實施例相比為1/1000以下，雖然(001)取向成分最多，但沒有顯示了單一取向性。
[0254]根據(jù)圖5能夠確認(rèn)，能夠得到良好的(001)單一取向的外延膜。
[0255]圖7是表示進(jìn)行實施例2的磁滯評價的結(jié)果的圖。
[0256]根據(jù)圖7的PE-磁滯回線，可確認(rèn)可得到矩形非常好的磁滯特性，剩余極化值為Pr=-28 μ mC/cm2,電阻電壓Vc =-15V。
[0257]圖8是表示測量實施例2的漏電流密度的結(jié)果的圖。
[0258]根據(jù)圖8可確認(rèn)，顯示出耐壓非常高的漏電流密度特性，擊穿電壓為135V。
[0259]圖9是表示以下述測量條件測量實施例2的介電常數(shù)的結(jié)果的圖，根據(jù)C-V曲線評價將電容值換算成電容率。
[0260][測量條件]
[0261]頻率:1kHz
[0262]Level:1V
[0263]Bias:0 -1 00V
[0264]根據(jù)圖9可確 認(rèn)，實施例2的介電常數(shù)ε顯示為1200這樣非常大的數(shù)值。
[0265]圖10是表示評價實施例2的壓電特性d31的結(jié)果的圖。
[0266]在此，簡易地在室溫施加下O-120V、5V步級，各Isec的電壓，測量各外加時的d31位移。
[0267]一般在壓電體的極化(一 U > Y:poling)中，通過溫度、電壓、時間的參數(shù)使之最佳化，從而能夠得到更高的d31常數(shù)。在此為了評價的效率，以簡易的極化條件進(jìn)行評價。
[0268]在這樣的條件下，得到d31 > 80pm/V的壓電特性的可以說良好。
[0269]【實施例3】
[0270]成膜裝置使用DC濺射裝置，在5nm_Ti0X/Si (100)基板上制作Pt下部電極。這時的濺射條件如下。
[0271]基板溫度:600°C
[0272]生長壓力:0.3Pa
[0273]DC Power:200ff
[0274]濺射氣體:Ar
[0275]成膜時間:4min
[0276]上述的成膜的Pt下部電極是只沿(111)強(qiáng)烈取向的膜，這是由于Pt強(qiáng)烈的自取向性。
[0277]其后，在該Pt下部電極上通過濺射法使岫Pb(Zr、Ti)03膜克成的籽晶膜進(jìn)行外延生長。這時的濺射條件如下。
[0278][濺射條件]
[0279]裝置:RF磁控管濺射裝置
[0280]功率:1500W
[0281]氣體:Ar/O2
[0282]壓力:0.14Pa[0283]溫度:600O
[0284]成膜速度:0.63nm/秒
[0285]成膜時間:1.3分
[0286]通過上述的外延生長,在Pt下部電極上形成由膜厚50nm的Pb(Zr、Ti)03膜構(gòu)成的籽晶膜。該籽晶膜沿(111)優(yōu)先取向，具有非常良好的結(jié)晶性。
[0287]其次，準(zhǔn)備PZT前驅(qū)體溶液。PZT前驅(qū)體溶液，是在有機(jī)溶劑中含有包含PZT結(jié)晶的成分金屬全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的前驅(qū)體溶液，是在濃度為25重量％的PZT(Zr/Ti = 50/50)中Pb為過剩的20%的溶液。
[0288]接著，通過旋涂法在籽晶膜上涂布PZT前驅(qū)體溶液，在該籽晶膜上再次形成第一層涂布膜。詳細(xì)地說，就是將500 μ L的PZT前驅(qū)體溶液涂布在籽晶膜上，使之以3sec從O上升至500rpm,在500rpm保持5sec后，以1500rpm旋轉(zhuǎn)20sec后，使之停止。
[0289]接著，一邊在熱板上將該涂布的PZT前驅(qū)體溶液加熱至250°C —邊保持30秒而使之干燥，除去水分后，再在保持高溫的熱板上一邊加熱到450°C —邊保持60秒而進(jìn)行預(yù)燒成。
[0290]重復(fù)上述的旋轉(zhuǎn)涂布、干燥、預(yù)燒成5次，生成含有鐵電體材料的5層PZT非晶膜。
[0291]接著，對于進(jìn)行預(yù)燒成后的PZT非晶膜，使用加壓式燈加熱退火裝置，在氧氣氛的IOatm下保持于700°C的溫度下3分鐘而進(jìn)行退火處理，進(jìn)行PZT晶體化。該晶體化的PZT鐵電晶體膜是鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜，由鈣鈦礦構(gòu)造構(gòu)成，膜厚為1.5μπι。
[0292]圖11是表示作為對于上述的PZT鐵電晶體膜以XRD衍射評價結(jié)晶性的結(jié)果的XRD圖案的圖。如圖11所示，PZT鐵電晶體膜沿(111)優(yōu)先取向，可確認(rèn)到具有非常良好的結(jié)晶性。
[0293]調(diào)查上述的PZT鐵電晶體膜的組成時可知，Pb/Zr/Ti = 1.000/0.443/0.443。即Pb/Zr/Ti = 1.14/0.5/0.5，膜組成幾乎涂布溶液(PZT前驅(qū)體溶液)的組成決定。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵電晶體膜，其特征在于，具備:通過濺射法在基板上形成且沿規(guī)定的面取向的鐵電體籽晶膜；和形成于所述鐵電體籽晶膜上的鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜， 其中，所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜是涂布在有機(jī)溶劑中含有包含該鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的成分金屬的全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的溶液，并進(jìn)行加熱而使之晶體化的膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵電晶體膜，其特征在于，所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿著與所述規(guī)定的面相同的面取向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵電晶體膜，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，其中，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵電晶體膜，其特征在于， 在所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜中，Zr/Ti的元素數(shù)比率滿足下式(I),
60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鐵電晶體膜，其特征在于， 所述Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)，
Pb/(Zr+Ti) < 1.06...(2)
(Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的鐵電晶體膜，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的鐵電晶體膜，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(111)取向。
8.一種電子元件，其特征在于，具有權(quán)利要求1至7中任一項所述的鐵電晶體膜。
9.一種鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于，通過濺射法在基板上使鐵電體籽晶膜外延生長而形成， 其中，通過在所述鐵電體籽晶膜上涂布在有機(jī)溶劑中含有包含該鐵電體籽晶膜的成分金屬的全部或一部分的金屬化合物及其部分縮聚物的溶液的方法，形成非結(jié)晶性前驅(qū)體膜， 并且，在氧氣氛中加熱所述鐵電體籽晶膜和非結(jié)晶性前驅(qū)體膜，由此使所述非結(jié)晶性前驅(qū)體膜氧化而晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿著與所述規(guī)定的面相同的面取向。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，其中，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 在所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜中，Zr/Ti的元素數(shù)比率滿足下式(I), 60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 所述Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)，
Pb/(Zr+Ti) < 1.06...(2)
(Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的鐵電晶體膜的制造方法，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向，` 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(111)取向。
16.一種鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于，具備: 通過濺射法在基板上使鐵電體籽晶膜外延生長并形成的第一裝置；` 通過旋涂涂布法在所述鐵電體籽晶膜上涂布形成含有鐵電體材料的非晶膜的第二裝置； 通過在氧氣氛中加熱所述鐵電體籽晶膜和所述非晶膜，使所述非晶膜氧化并晶體化，從而形成鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜的第三裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿著與所述規(guī)定的面相同的面取向。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜和所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜分別是Pb (Zr、Ti)03膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜，其中，A由從L1、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 在所述Pb (Zr、Ti) O3膜或(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜中，Zr/Ti的元素數(shù)比率滿足下式(I), 60/40 ( Zr/Ti ( 40/60...(I)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 所述Pb (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(2)，所述(Pb、A) (Zr、Ti) O3膜的各元素數(shù)比率滿足下式(3)，
Pb/(Zr+Ti) < 1.06...(2)
(Pb+A)/(Zr+Ti) ( 1.35...(3)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(001)取向， 所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜沿(001)取向。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項所述的鐵電晶體膜的制造裝置，其特征在于， 所述鐵電體籽晶膜沿(111)取向，所述鐵電體涂布燒結(jié)晶體膜 沿(111)取向。
【文檔編號】H01L23/64GK103456723SQ201210479358
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】木島健, 本多祐二, 飯塚大助, 秦健次郎 申請人:友技科株式會社, 新科實業(yè)有限公司