專利名稱：電子裝置用襯底、電子裝置用襯底的制造方法、及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子裝置用襯底、該電子裝置用襯底的制造方法、及電子裝置。更具體的說，根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底更適合用于鐵電體元件上作為電容器、用于壓電體元件上作為懸臂或者類似應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，使用鐵電體的非易失性存儲器的鐵電體存儲器開發(fā)進(jìn)展迅速。這種鐵電體存儲器分為把鐵電體作為電容器使用以形成1T(晶體管)/1C(電容器)結(jié)構(gòu)的電容器型及以鐵電體代替SiO2作為場效應(yīng)晶體管的柵極絕緣膜使用的MFSFET(金屬鐵電體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)型。MFSFET型鐵電體存儲器，雖然在高集成化和非損讀出方面都比電容型鐵電體存儲器更有優(yōu)勢，但是用于在結(jié)構(gòu)制作上很困難，所以還沒有實(shí)現(xiàn)。因此，目前電容器型的鐵電體存儲器的開發(fā)及商品化在市場上占有主導(dǎo)地位。
被電容器型鐵電體存儲器采用的代表性的鐵電體材料包括PbZr1-xTixO3(簡稱PZT)和SrBi2Ta2O9(簡稱SBT)。其中，具有位于菱形-四方相位邊界(變晶形性相位邊界，簡稱MPB)附近組分的PZT材料具有非常好的剩磁和抗場特性，并且已經(jīng)在實(shí)踐中得到應(yīng)用。
電容器型鐵電體存儲器具有一種結(jié)構(gòu)，其中，鐵電材料PZT居于上下兩電極中間。以往，Pt一直是下部電極的材料。由于Pt具有密實(shí)填充結(jié)構(gòu)的面心立方晶格結(jié)構(gòu)，所以自取向性很強(qiáng)，并且即使是在象SiO2那樣很薄的具有非晶結(jié)構(gòu)的薄膜上也會沿立方晶體(111)方向取向，因此也被作為優(yōu)選使用。但是，由于Pt取向性很強(qiáng)，在Pt柱狀晶體生長時(shí)，Pb等就有可能沿著晶粒邊界擴(kuò)散到底層，從而Pt和SiO2之間的附著性就會變差。作為這個(gè)問題的解決方法之一，在很多情況下，Ti被用于改善Pt與SiO2之間的附著性，而且在很多情況中TiN也可被用來阻擋Pb的擴(kuò)散。但是，當(dāng)使用Ti或者TiN時(shí)，下部電極結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，引起Ti的氧化和向Pt中的擴(kuò)散，并伴隨著對PZT結(jié)晶性的破壞。因此，極化電場(P-E)的特性、漏電流特性和疲勞特性(對反復(fù)寫入的容許程度)都有可能遭到破壞。
為了避免當(dāng)使用Pt作為下部電極時(shí)的各種問題，對RuOx及IrO2為代表的導(dǎo)電氧化物電極層材料進(jìn)行了研究。其中，因?yàn)榕cPZT具有同樣的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所以具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的SrRuO3有著優(yōu)越的界面鍵合性和作為Pb擴(kuò)散緩沖層的優(yōu)良特性，并且很容易就可以實(shí)現(xiàn)PZT的外延生長。因此關(guān)于以SrRuO3作為下部電極的鐵電體電容器的研究正在積極的進(jìn)行著。
但是，在利用如SrRuO3等具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物作為下部電極，同時(shí)使用PZT作為鐵電體形成的鐵電體電容器時(shí)，會產(chǎn)生下述問題。
對于PZT來說，從增加剩磁Pr和降低抗電場Ec的觀點(diǎn)來看，與MPB的Zr∶Ti＝0.52∶0.48相比，含有更多的Ti，如Zr∶Ti＝0.3∶0.7，是重要的。但是，在這種組分范圍內(nèi)，PZT表現(xiàn)為四方晶格，且其極化方向與C軸平行。因此，在具有上部電極、鐵電體、下部電極、襯底這樣層壓結(jié)構(gòu)的鐵電體電容器中，為了使PZT形成將作為(001)定向膜的鐵電層，讓SrRuO3電極作為下部電極沿偽立方(100)自取向是必要的。
但是，當(dāng)直接在Si襯底上淀積形成鈣鈦礦型氧化物的SrRuO3電極時(shí)，會在界面上形成SiO2層。因此，就很難外延生長SrRuO3。于是，一種事先在Si襯底上外延生長緩沖層，然后在緩沖層上外延生長SrRuO3電極的方法經(jīng)研究而成。(見專利文件1)這里，外延生長在Si襯底上的緩沖層包括具有螢石結(jié)構(gòu)的氧化物，例如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(簡稱YSZ、Zr1-xYxO2-0.5x)和CeO2關(guān)于這些材料，在關(guān)于YSZ的非專利文件1和關(guān)于CeO2/YSZ的非專利文件2中都有介紹。
(專利文件1)日本待審查的專利申請，第一次公開號2001-122698(非專利文件1)Appl.Phys.Lett.，vol.57(1990)1137(非專利文件2)Appl.Phys.Lett.，vol.64(1994)1573本發(fā)明的發(fā)明人對使用YSZ作為緩沖層，并在其上外延生長SrRuO3電極的情況進(jìn)行了研發(fā)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這種結(jié)構(gòu)中存在著以下兩個(gè)問題。
第一個(gè)問題是，為了在Si襯底上外延生長緩沖層如YSZ和CeO2，在淀積緩沖層之前，要對Si襯底進(jìn)行必要的表面處理以形成可生長薄膜的表面。傳統(tǒng)說來，有兩種普遍的表面處理方法，一種是形成重新構(gòu)成表面，另一種是形成氫封端表面。例如，在非專利文件3中提到通過將Si襯底表面在氫氟酸中進(jìn)行處理，將Si襯底表面轉(zhuǎn)化為氫封端表面的技術(shù)。這里，重新構(gòu)成表面指的是通過高溫高真空熱處理將具有周期結(jié)構(gòu)的表面轉(zhuǎn)化為襯底結(jié)構(gòu)，使得形成Si襯底表面層的Si原子擁有大量的共價(jià)鍵(懸空鍵)以相互結(jié)合。另一方面，氫封端表面的實(shí)現(xiàn)可以通過用氫氟酸清洗有SiO2自然氧化膜的Si襯底表面層，使表面上的懸空鍵在氟化銨溶液中以氫封端。
(非專利文件3)Appl.Phys.Lett.，vol.57(1990)1137第二個(gè)問題是在緩沖層上形成的SrRuO3的取向變成了(110)方向(偽立方晶體)。眾所周知，當(dāng)具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的SrRuO3(在正交晶系晶體中，a＝0.5567nm，b＝0.5530nm，c＝0.7845nm，在偽立方晶體中，a＝0.3923nm，21/2a＝0.5548nm)在具有螢石結(jié)構(gòu)的YSZ(a＝0.514nm)或者CeO2(a＝0.541nm)上外延生長時(shí)，就不再沿(100)方向而是沿(110)方向(偽立方晶體)(具體實(shí)例見非專利文件4)。
(非專利文件4)Appl.Phys.Lett.，vol.67(1995)1387換句話說，為了在Si襯底上外延生長緩沖層如YSZ或者CeO2，在淀積緩沖層之前，事先對Si襯底進(jìn)行表面處理是必要的，因此也就會引起制造工藝的復(fù)雜度和成本的提高。即使事先進(jìn)行了表面處理，外延生長的緩沖層也無法理想的沿(100)方向?qū)崿F(xiàn)，而只能是沿著(110)方向。

發(fā)明內(nèi)容
在以上情況下，本發(fā)明的一個(gè)目的是為電子裝置提供一種襯底。在這種襯底上，當(dāng)要在Si襯底上外延生長緩沖層YSZ和CeO2時(shí)，為形成重新構(gòu)成表面和氫封端表面而進(jìn)行的事先對Si襯底進(jìn)行的表面處理不再是必要的，甚至不進(jìn)行事先的表面處理，也能沿(100)方向外延生長出緩沖層，以及該襯底的一種制造方法。
為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種電子裝置襯底包括Si構(gòu)成的襯底，及在襯底的形成薄膜表面上按照順序?qū)訅和庋由L的第一緩沖層，第二緩沖層，第一氧化物電極層和第二氧化物電極層，其中第一緩沖層是具有螢石結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物，第二緩沖層是具有螢石結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物，第一氧化物電極層是具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物，第二氧化物電極層是具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物。
此外，本發(fā)明還提供了一種電子裝置用襯底的制造方法，包括清洗硅構(gòu)成襯底的預(yù)處理步驟；第一薄膜形成步驟，將經(jīng)過預(yù)處理的襯底放入形成薄膜的容器中，在減壓狀態(tài)下使用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射襯底的形成薄膜表面，從而外延生長成由具有螢石結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層；第二薄膜形成步驟，使用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射第一緩沖層的表面，從而外延生長成由具有螢石結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層；
第三薄膜形成步驟，使用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射第二緩沖層的表面，從而外延生長成由具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物構(gòu)成的第一氧化物電極層；以及第四薄膜形成步驟，使用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射第一氧化物電極層的表面，從而外延生長成由具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物構(gòu)成的第二氧化物電極層。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，電子裝置用襯底結(jié)構(gòu)中具有螢石結(jié)構(gòu)的第一緩沖層和第二緩沖層是沿立方晶體(100)取向在Si襯底上外延生長起來的，具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第一氧化物電極層是沿四方相位或者正交晶體系的(001)取向外延生長而成，在其之上具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二氧化物電極層是沿立方晶體或者偽立方晶體的(100)取向外延生長而成。
在這種電子裝置用襯底中，由于最外層表面是沿(100)取向的第二氧化物電極層，當(dāng)在其上面形成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體層或者壓電體層的時(shí)候，外延生長可以很容易的沿四方相位(001)取向或者沿菱形(100)取向進(jìn)行。
因此，通過使用本發(fā)明中的電子裝置用襯底，由功能元件，如在襯底上的鐵電體層或壓電體層形成的鐵電體存儲器或壓電體元件，構(gòu)成的電子裝置可以擁有更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，當(dāng)具有螢石結(jié)構(gòu)的第一緩沖層在Si襯底上形成時(shí)，通過在SiO升華區(qū)域使用含有金屬元素的氣體或者等離子體照射覆蓋著自然氧化物薄膜的Si襯底，使第一緩沖層的外延生長速率高于SiO2的生長速率，從而在Si襯底和第一緩沖層之間不會形成熱氧化無定型層。這樣，有著理想的有向平面和優(yōu)異的結(jié)晶性的第一緩沖層就可以形成了。因此，就可以制造出用來生產(chǎn)高性能電子裝置的電子裝置用襯底了。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底的構(gòu)造的剖面示意圖。
圖2A至圖2E是制造根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底各個(gè)步驟的剖面圖。
圖3A至圖3E是使用RHEED方法觀察在制造根據(jù)本發(fā)明中電子裝置用襯底各個(gè)步驟里最外層表面得到的衍射圖案的照片。
圖4A至圖4B是使用X射線衍射法分析根據(jù)本發(fā)明電子裝置用襯底的最外層表面的圖表。
圖5是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明電子裝置的功能元件實(shí)施例剖面示意圖。
圖6是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明電子裝置的另一功能元件實(shí)施例剖面示意圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明電子裝置用襯底制造方法的各個(gè)步驟的流程圖。
圖8是形成根據(jù)本發(fā)明電子裝置用襯底中氧化物薄膜的薄膜生成設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的剖面示意圖。
圖9是在已存在氧化物層的襯底的薄膜形成表面上形成第一緩沖層的剖面圖。
圖10是螢石結(jié)構(gòu)實(shí)例的透視示意圖。
圖11是簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)實(shí)例的透視示意圖。
圖12是分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)實(shí)例的透視示意圖。
圖13是分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)另一實(shí)例的透視示意圖。
圖14是表明第一緩沖層的淀積速率與YSZ(200)的峰半寬度之間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底的剖面圖。在圖1中，電子裝置用襯底100包括硅構(gòu)成的襯底11，第一緩沖層12，第二緩沖層13，第一氧化物電極層14和第二氧化物電極層，它們都是外延生長，并且按照以上順序?qū)訅涸谝r底11的形成薄膜表面上的。第一緩沖層12是具有螢石結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物，第二緩沖層13是具有螢石結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物，第一氧化物電極層14是具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物，以及第二氧化物電極層15是具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物。
圖2A至圖2E是制造圖1中電子裝置用襯底過程中，在襯底11上層壓形成第一緩沖層12，第二緩沖層13，第一氧化物電極層14和第二氧化物電極層15的狀態(tài)剖面圖。圖2A是生長第一緩沖層12之前的襯底11的剖面圖，表明當(dāng)時(shí)氧化物層16已經(jīng)存在于形成薄膜的表面上。圖2B所示為形成第一緩沖層12以后的狀態(tài)。圖2C所示為形成第二緩沖層13以后的狀態(tài)。圖2D所示為形成第一氧化物電極層14以后的狀態(tài)。圖2E所示為形成第二氧化物電極層15以后的狀態(tài)。
在具有以上結(jié)構(gòu)的電子裝置用襯底100中，在硅構(gòu)成的襯底11的形成薄膜表面上形成的具有螢石結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物是第一緩沖層12。只要第一金屬氧化物具有螢石結(jié)構(gòu)，就算由硅構(gòu)成的襯底11沒有經(jīng)過事先的表面處理形成重新構(gòu)成表面或者氫封端表面，由第一金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層12的外延生長也是可能的。
這是因?yàn)殡m然襯底11沒有進(jìn)行過事先的表面處理，但是氧以覆蓋在襯底11的形成薄膜表面上的SiO2的形式在襯底11的形成薄膜表面上存留著，當(dāng)金屬氧化物附著在其上時(shí)，氧以SiO的形式從襯底11的形成薄膜表面上分離，從而外延生長出第一緩沖層12。
圖9所示為此種情況的剖面示意圖。在圖9中，左圖為襯底11的形成薄膜表面上覆蓋著SiO2，存留著氧元素的狀態(tài)。在圖9中，右圖所示為其上已經(jīng)附著了金屬氧化物，氧從襯底11的形成薄膜表面上以SiO的形式脫離，并外延生長了YSZ作為第一緩沖層12。
本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可以確定上述現(xiàn)象的材料是具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。例如，圖10所示的螢石結(jié)構(gòu)。在此種應(yīng)用中，形成第一緩沖層12的金屬氧化物指的是第一金屬氧化物。經(jīng)過X射線光電頻譜儀(簡稱XPS)證明，在襯底沒有經(jīng)過表面處理的情況下，氧仍然存留在襯底11的形成薄膜表面上。
本發(fā)明的發(fā)明人通過試驗(yàn)確定當(dāng)襯底11的形成薄膜表面是沿(100)，(110)或者(111)取向時(shí)才會發(fā)生上述現(xiàn)象。
另外，在發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí)，由硅構(gòu)成的襯底11沒有經(jīng)過事先的表面處理以形成重新構(gòu)成表面或者氫封端表面是確定的。因?yàn)樵谛纬傻谝痪彌_層之前，通過RHEED方法無法觀察到衍射圖象。
圖3A至圖3E是通過RHEED方法得到的衍射圖象的照片。圖3A所示為形成第一緩沖層12之前，對存在著氧化物層16的襯底11表面的觀察結(jié)果。圖3B到圖3E分別為生長了第一緩沖層12，第二緩沖層13，第一氧化物電極層14和第二氧化物電極層15以后的觀察結(jié)果。
從圖3A可以看出，在襯底11上沒有生長第一緩沖層12之前，且存在著氧化物層16的時(shí)候，是無法觀察到衍射圖象的。當(dāng)?shù)谝痪彌_層12，第二緩沖層13，第一氧化物電極層14和第二氧化物電極層15按順序逐個(gè)層壓在襯底表面上以后，通過反射高能電子衍射(簡稱RHEED)的方法可以觀察到衍射圖象逐漸變得越來越明顯。這顯示了外延生長是按照層壓的順序進(jìn)行的。
另外，在外延生長而成的第一緩沖層12上，可以分別外延生長含有具有螢石結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物的第二緩沖層13，含有具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物的第一氧化物電極層14，以及含有具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物的第二氧化物電極層15。
可以明確的是，如果在螢石結(jié)構(gòu)上形成分層的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，并在分層的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)上形成簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，最后層壓上的第二氧化物電極層15就可以沿原本很困難的(100)取向外延生長。
圖11是簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例圖，圖12和圖13是分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的實(shí)例圖。
由于具有上面提到的結(jié)構(gòu)的電子裝置用襯底的最外層表面是沿(100)取向外延生長的氧化物電極層，含有PZT或者SBT的鐵電體材料就可以作為(001)有向薄膜在其上生長。因此，根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底適合用于制造鐵電體元件和壓電體元件。
構(gòu)成第一緩沖層12的第一金屬氧化物是例如可表示為Zr1-xMαxOy(0＜x＜1，1.5＜y＜2)的固溶體，其是以金屬元素Mα(其中Mα代表著La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y，Mg，Ca，Sr和Ba中的一種元素)替代作為氧化鋯的組元的部分Zr形成的，并且適合沿立方晶體的(100)方向取向。
構(gòu)成第二緩沖層13的第二金屬氧化物是氧化鈰或者可表示為Ce1-xMβxOy(0＜x＜1，1.5＜y＜2)的固溶體，其是以金屬元素Mβ(其中Mβ代表著Zr，La，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y，Mg，Ca，Sr和Ba中的一種元素)替代作為氧化鈰的組元的部分Ce而形成的，并且適合沿立方晶體的(100)方向取向。
構(gòu)成第一氧化物電極層14的第三金屬氧化物是包含金屬元素Mγ和RE作為組元的固溶體，其可表示為MγRuO4，RE2NiO4或者REBa2Cu3Ox(其中Mγ表示Ca，Sr和Ba中的一種元素，以及RE表示La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y中的一種元素)，并且適合沿(001)方向四方相位地或者正交晶系地取向。
構(gòu)成第二氧化物電極層15的第四金屬氧化物是包含金屬元素Mγ和RE作為組元的固溶體，其可表示為MγRuO3，(RE，Mγ)CrO3，(RE，Mγ)MnO3，(RE，Mγ)CoO3，或(RE，Mγ)NiO3(其中Mγ表示Ca，Sr和Ba中的一種元素，以及RE表示La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y中的一種元素)，并且適合沿(100)方向立方晶體地或者偽立方晶體地取向。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底的制造方法的各個(gè)步驟的流程圖。
根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底的制造方法包括對由硅構(gòu)成的襯底11進(jìn)行清洗的預(yù)處理步驟(在圖7中表示為“Si襯底清洗步驟”)；在第一薄膜形成步驟中，經(jīng)過表面處理的襯底11被放入形成薄膜的容器中在減壓的條件下，預(yù)設(shè)氣體或者等離子體會照射在襯底11的形成薄膜表面上，從而外延生長出具有螢石結(jié)構(gòu)的由第一金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層12(在圖7中表示為“第一緩沖層的外延生長過程”)；在第二薄膜形成步驟中，預(yù)設(shè)氣體或者等離子體會照射在第一緩沖層12的表面上，從而外延生長出具有螢石結(jié)構(gòu)的由第二金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層13(在圖7中表示為“第二緩沖層的外延生長過程”)；在第三薄膜形成步驟中，預(yù)設(shè)氣體或者等離子體會照射在第二緩沖層13的表面上，從而外延生長出具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第三金屬氧化物構(gòu)成的第一氧化物電極層14(在圖7中表示為“第一氧化物電極層的外延生長過程”)；在第四薄膜形成步驟中，預(yù)設(shè)氣體或者等離子體會照射在第一氧化物電極層14的表面上，從而外延生長出具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第四金屬氧化物構(gòu)成的第二氧化物電極層15(在圖7中表示為“第二氧化物電極層的外延生長過程”)；圖8所示是制造電子裝置用襯底過程中使用的設(shè)備。這種設(shè)備比較適合用來生成從第一到第四個(gè)形成薄膜的步驟中相應(yīng)的氧化物薄膜。圖8是通過脈沖激光淀積法(PLD)生成薄膜的設(shè)備的剖面圖。其中附圖標(biāo)記80代表著處理腔，在其內(nèi)部可以減壓，81代表著可以旋轉(zhuǎn)的金屬底盤支撐部分，它的上面具有用于形成薄膜的金屬底盤，82代表著位于金屬底盤支撐部分81上面的標(biāo)靶，83代表著襯底固定部分，84代表一個(gè)內(nèi)置于襯底固定部分83的溫度控制裝置，85代表著襯底，86代表著在襯底上淀積而成的薄膜，87是加工所需氣體的引導(dǎo)管，88是控制加工氣體的開關(guān)機(jī)制，89代表著照射在形成薄膜的金屬底盤82上的準(zhǔn)分子激光束(ArF或KrF)，90代表著通過準(zhǔn)分子激光束照射形成薄膜的金屬底盤而產(chǎn)生的煙縷(plume)(等離子束)，91代表著為處理腔80減壓的排氣部分，92代表著將處理腔內(nèi)部空間和排氣部分91內(nèi)部空間分割開來的開關(guān)機(jī)制，93代表著用RHEED方法分析薄膜時(shí)用到的RHEED源(RHEED槍)，94代表著從RHEED源93射向薄膜86的粒子束，95代表被薄膜86反射的粒子束，96代表用于探測反射粒子束95的機(jī)制，被稱為RHEED屏。
應(yīng)用于圖8所示的形成薄膜的設(shè)備中的PLD方法是在有氧的氣體中，使用脈沖形式的準(zhǔn)分子激光束照射旋轉(zhuǎn)的標(biāo)靶，在襯底85上生成薄膜86時(shí)，處理腔80內(nèi)部空間的壓強(qiáng)很低，如1/1000的大氣壓，以至于標(biāo)靶上的組成成分會以等離子狀態(tài)或者分子狀態(tài)通過照射被飛濺到襯底上，從而在襯底上淀積生成薄膜。
在具有此結(jié)構(gòu)的電子裝置用襯底的制造方法中，預(yù)處理清洗步驟是為了去除硅構(gòu)成的襯底11的表面層的有機(jī)物質(zhì)，在此預(yù)處理步驟后面會接著進(jìn)行干燥處理。在清洗處理步驟中，例如，襯底11會被浸入有機(jī)溶劑中或者在浸泡的同時(shí)使用超聲波，以便去除附著在襯底11上的有機(jī)物。其后的干燥處理是為了從襯底11的形成薄膜表面上去除在清洗步驟中遺留下來的有機(jī)溶劑。
與此同時(shí)，在預(yù)處理步驟中，比較理想的是保留襯底11的形成薄膜表面的氧化層16，而不是形成重新構(gòu)造表面或者氫封端表面。具體的說，以前在使用有機(jī)溶劑清洗后進(jìn)行的為了得到重新構(gòu)造表面或者氫封端表面的RCA清洗或者氫氟酸清洗，在這里并不施行，為的是在襯底11表面保留有氧(氧化層16)狀態(tài)(圖2A)。
在第一薄膜形成步驟中，襯底11所經(jīng)歷的預(yù)處理步驟是將其放入一個(gè)形成薄膜的容器中，在減壓條件下，將預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射到襯底11的表面上，以外延形成具有螢石結(jié)構(gòu)的由第一金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層12。在這里，預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體中含有構(gòu)成在第一薄膜形成步驟中形成金屬氧化物所需的元素，并照射在襯底11的形成薄膜表面。
氧(氧化層16)保留在經(jīng)過預(yù)處理的襯底11的表面上，形成薄膜的表面被SiO2所覆蓋。因此，當(dāng)這個(gè)形成薄膜表面暴露在含有構(gòu)成金屬氧化物元素的預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體中時(shí)，這些元素就會附著在該形成薄膜表面上，從而金屬氧化物開始淀積，同時(shí)在該形成薄膜表面上構(gòu)成氧化層16的SiO2薄膜以SiO的形式升華，并從被氣體或等離子照射的該形成薄膜表面脫離。在去除SiO的時(shí)候，襯底11處于某特定溫度，背壓，及氧氣分壓下，所以SiO的氣壓不會達(dá)到飽和氣壓，并且第一緩沖層12的淀積速率不低于在襯底11表面熱氧化生成SiO2薄膜的速率。
通過此舉，氧化硅很難再存在于硅構(gòu)成的襯底11與第一氧化層12之間，從而外延生長的第一緩沖層12可以直接位于襯底11的形成薄膜表面上(圖2B)。由于可以穩(wěn)定達(dá)到此狀態(tài)，所以具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物比較適合用作第一緩沖層。
當(dāng)?shù)谝痪彌_層12形成以后，第一薄膜形成步驟是在以下條件下進(jìn)行的，襯底11溫度為800℃或更低，形成薄膜氣體的背壓不低于1×10-6Torr，形成薄膜氣體的氧氣分壓不低于5×10-6Torr，更適合的條件是，襯底11溫度為600℃到800℃，形成薄膜氣體的背壓為1×10-6Torr到5×10-6Torr，形成薄膜氣體的氧氣分壓為5×10-6Torr到5×10-4Torr(1Torr＝133Pa)。
另外，第一緩沖層12的淀積速率最好保持不低于熱氧化形成SiO2薄膜的速率(0.2nm/min)。一個(gè)達(dá)到此淀積速率的薄膜形成條件的實(shí)例為，激光能量密度不低于1J/cm2，激光頻率不低于5Hz，且標(biāo)靶到襯底的距離在50mm到80mm之間。
這里，保證第一緩沖層12的淀積速率不低于熱氧化生成SiO2薄膜的速率(0.2nm/min)是很重要的。這是因?yàn)椋瑩?jù)本發(fā)明的發(fā)明人以實(shí)驗(yàn)證實(shí)第一緩沖層12的淀積速率與結(jié)晶性的關(guān)系，當(dāng)?shù)矸e速率低于0.2nm/min即熱氧化生成SiO2薄膜的速率時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)第一緩沖層12的外延生長。該實(shí)驗(yàn)的具體情況如下。
該實(shí)驗(yàn)是在對硅襯底進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)候進(jìn)行的，利用PLD方法通過薄膜生成設(shè)備在Si襯底上形成作為第一緩沖層的YSZ薄膜。此時(shí)，可以通過變化激光頻率和標(biāo)靶到襯底的距離以及激光的能量密度來調(diào)節(jié)YSZ的淀積速率。在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件下，YSZ的淀積速率，通過XRD測量已經(jīng)形成的YSZ得到的YSZ(200)峰值搖擺曲線的半最大值全寬度(FWHM)都被列在表1中。
在形成薄膜的時(shí)候的襯底溫度為700℃，形成薄膜氣體的背壓為1×10-6Torr，形成薄膜氣體的氧氣分壓為5×10-5Torr，這在所有情況下都是一樣的。
圖14是為了對淀積速率進(jìn)行調(diào)整而將表1中的參數(shù)都逐項(xiàng)列出的圖表。在此圖表中，YSZ的淀積速率是X軸，YSZ(200)的峰半寬度為Y軸。從表1和圖14中可以明顯看出，當(dāng)?shù)矸e速率低于0.2nm/min(1nm/5min)的范圍內(nèi)，YSZ(200)的峰半寬度達(dá)到極大，說明YSZ并沒有被外延生長。相反的，在淀積速率不低于0.2nm/min的范圍內(nèi)，峰半寬度變窄，YSZ被順利的外延生長。
另外，如圖14所示，淀積速率和峰半寬度的關(guān)系不依賴于調(diào)整淀積速率的參數(shù)，這一約束YSZ在Si襯底上外延生長的反應(yīng)最好在Si襯底上進(jìn)行。0.2nm/min的淀積速率大體與在Si襯底上熱氧化生成SiO2薄膜的速率相符合，且YSZ的淀積過程也是在加熱襯底到高溫且有氧的環(huán)境下進(jìn)行的。因此，可以認(rèn)為約束YSZ外延生長的反應(yīng)就是在Si襯底上熱氧化形成SiO2薄膜的反應(yīng)。
從以上結(jié)果可知，在生成第一緩沖層12的第一薄膜生成步驟的過程中，可以說為了使第一緩沖層12外延生長，保證其淀積速率高于在Si襯底上的熱氧化生成SiO2薄膜的速率是必要的。
表1

在形成第一緩沖層12的過程中，由于有了以上反應(yīng)，不必要將襯底溫度升到高于必要的溫度，或者將生成薄膜環(huán)境的背壓設(shè)置到超高真空。另一方面，傳統(tǒng)的做法是，將第一緩沖層生長在具有重新構(gòu)造表面或者氫封端表面的襯底上。在這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)第一緩沖層的外延生長，襯底溫度要超過800℃，形成薄膜環(huán)境的背壓要低于1×10-6Torr都是必需的條件。因此，根據(jù)本發(fā)明的第一薄膜形成步驟，形成第一緩沖層12所需的能量得到大幅減少，從而有利于生產(chǎn)成本的降低。
在第二薄膜形成步驟中，預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體會照射在第一薄膜形成步驟中形成的第一緩沖層12的表面上，以外延生長出具有螢石結(jié)構(gòu)的由第二金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層13。
對第二緩沖層13來說，挑選一種包含第二金屬氧化物，且是不同于構(gòu)成第一緩沖層12的第一金屬氧化物的材料，并且其具有促進(jìn)層疊在第二緩沖層13上的第一氧化物電極層14外延生長的作用。
依賴于薄膜形成條件，在第一薄膜形成步驟中，在第一緩沖層12表面上可能會產(chǎn)生直徑為1到10μm的液滴微粒。在這種情況下，可以通過使用柔軟材料或者具有柔軟結(jié)構(gòu)的材料來增加一個(gè)擦拭第一緩沖層12表面的步驟，以去掉液滴微粒。例如，在被去除前有100到1000pcs./cm2的液滴微粒，通過使用棉芽作為上述構(gòu)件進(jìn)行清潔后，數(shù)量降低到0.1到1pcs./cm2。去除第一緩沖層12表面的液滴微?？梢源龠M(jìn)第二緩沖層13的外延生長，從而對確保平坦性有所貢獻(xiàn)。
在第三薄膜形成步驟中，預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體會照射在第二薄膜形成步驟中形成的第二緩沖層13的表面上，以外延生長出具有分層的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第三金屬氧化物構(gòu)成的第一金屬氧化物電極層14。
最后，在第四薄膜形成步驟中，預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體會照射在第三薄膜形成步驟中形成的第一氧化物電極層14的表面上，以外延生長出具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第四金屬氧化物構(gòu)成的第二氧化物電極層15。
在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，沒有由具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物構(gòu)成的第一氧化物電極層14，而由具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物構(gòu)成的第二氧化物電極層15直接生長在第二緩沖層12的表面上。在這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)存在于沒有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的情況下，并且最外層表面是沿(110)方向取向。
另一方面，在根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底的制造方法中，通過在分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)上形成簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，可以在最外層表面外延生長出沿(100)取向的氧化物電極層。
對于第一氧化物電極層14來說，挑選一種包含第三金屬氧化物，且是不同于構(gòu)成第二緩沖層13的第二金屬氧化物的材料，并且其具有可以促進(jìn)層疊在第一氧化物電極層14上的第二氧化物電極層15外延生長的作用。
對于第二氧化物電極層15，挑選一種外延生長在第一氧化物電極層14上的，并沿(100)方向取向的材料。
在前面所述的電子裝置用襯底的制造方法中，從第一到第四薄膜形成步驟的每一步驟中，都使用到了包含形成金屬氧化物所需元素的預(yù)先設(shè)定的氣體或等離子體。
具體來說，在第一薄膜形成步驟中，當(dāng)通過使用激光束照射與襯底11的薄膜形成表面相對的金屬底盤而產(chǎn)生的氣體或者等離子體被作為預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體的時(shí)候，比較適合的是將含有形成第一緩沖層12所需元素的氣體或等離子體照射于控制在一定溫度，背壓和氧氣分壓條件下的襯底11上，這樣SiO的氣壓就不會達(dá)到飽和氣壓，從而在襯底11的薄膜形成表面上的形成氧化層16的SiO2薄膜就可以還原成Si。另外，在升華和去除由以SiO形式還原而形成的Si的時(shí)候，在薄膜形成表面上淀積第一緩沖層12的淀積速率最好不低于熱氧化形成SiO2薄膜的速率，因此在外延生成第一緩沖層12的時(shí)候就不會在襯底11與第一緩沖層12之間形成非晶層。采用這種生產(chǎn)方法的時(shí)候，經(jīng)過一個(gè)簡單的制造工藝，第一緩沖層12就可以具有理想的有向平面和優(yōu)異的結(jié)晶性，另外從降低制造成本的立場來看該方法也是所希望的。
根據(jù)本發(fā)明的電子裝置是具有上述結(jié)構(gòu)電子裝置用襯底的功能元件。
另外，對于具有上述結(jié)構(gòu)的電子裝置用襯底，由于其最外層表面是沿(100)外延生長的氧化物電極層，當(dāng)構(gòu)成功能元件如電容器(鐵電體元件)和懸臂(壓電體元件)的鐵電體層直接生長在這樣的表面上時(shí)，鐵電體層可以進(jìn)行很好的晶體生長。因此，由于通過使用根據(jù)本發(fā)明的具有電子裝置用襯底的功能元件可以得到比使用傳統(tǒng)方法更好的特性，所以這種方法是比較適合的。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)功能元件實(shí)例的剖面圖，其中的功能元件是鐵電體元件(鐵電體電容器)200。在圖5中，附圖標(biāo)記21代表硅構(gòu)成的襯底，22代表第一緩沖層，23代表第二緩沖層，24代表第一下部電極層，25代表第二下部電極層，26代表鐵電體層，27代表上部電極層，21到25都是與以上描述的電子裝置用襯底100相對應(yīng)的。
圖6是本發(fā)明的另一個(gè)功能元件實(shí)例剖面圖，其中的功能元件是壓電體元件(壓電激勵(lì)器)300。在圖6中，附圖標(biāo)記31代表硅構(gòu)成的襯底，32代表第一緩沖層，33代表第二緩沖層，34代表第一下部電極層，35代表第二下部電極層，36代表壓電層，37代表上部電極層，38代表熱氧化薄膜層，31到35包括38都是與以上描述的電子裝置用襯底100相對應(yīng)的。
實(shí)施例以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明不僅限于此。
(實(shí)施例1)在本實(shí)施例中，電子裝置用襯底的結(jié)構(gòu)為，在晶向?yàn)?100)的硅襯底11上依次層壓第一緩沖層12，第二緩沖層13，第一氧化物電極層14，第二氧化物電極層15，以下將參照圖1至圖4介紹其制造方法。
圖1所示為本實(shí)施例中電子裝置用襯底結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖2為制造圖1中電子裝置用襯底每一步驟的剖面圖。圖3A到圖3E為用RHEED方法觀察在制造圖1中電子裝置用襯底每一步驟中最外層表面衍射圖象的照片。圖4A和圖4B是用X射線衍射法(XRD)研究圖1中電子裝置用襯底最外層表面得到的圖表，其中圖4A代表θ-2θ掃描結(jié)果，圖4B代表Ω掃描SrRuO3(200)峰值的結(jié)果。
首先，介紹本實(shí)施例中電子裝置用襯底的構(gòu)成。
根據(jù)本實(shí)施例的電子裝置用襯底100包括沿(100)方向的硅襯底，在硅襯底11上沿立方晶體(100)晶向外延生長成的具有螢石結(jié)構(gòu)由金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層12，在第一緩沖層12上沿立方晶體(100)晶向外延生長的具有螢石結(jié)構(gòu)由金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層13，在第二緩沖層13上外延生長的沿四方相位或正交晶系(001)方向的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第一氧化物電極層14，以及在第一氧化物電極層14上沿立方晶體或者偽立方晶體(100)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二氧化物電極層15。
對于Si襯底11來說，使用其上的自然氧化薄膜沒有被去掉的襯底。在第一緩沖層12中，YSZ沿立方晶體(100)方向外延生長5nm。在第二緩沖層13中，CeO2沿立方晶體(100)方向外延生長10nm。在第一氧化物電極層14中，YBa2Cu3Ox沿四方相位或正交晶體(001)方向外延生長。在第二氧化物電極層15中，SrRuO3沿偽晶體(100)方向外延生長。
以下介紹制造電子裝置用襯底的方法。
將Si(100)襯底11浸入有機(jī)溶劑中用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行去污清洗。對于有機(jī)溶劑例如可以使用1∶1甲醇和丙酮的液體混合物，但不限于此。另外，通常對Si襯底的清洗方法中用于去除自然氧化薄膜的步驟如RCA清洗和氫氟酸清洗都是不必要的。最后，如圖2A所示，在Si(100)襯底11表面會形成自然氧化薄膜。
將去污后的Si襯底11固定在襯底固定裝置上以后，襯底固定裝置被置于在室溫下背壓為1×10-8Torr的真空裝置內(nèi)，并且這個(gè)真空裝置被紅外線燈以10℃/min的速度加熱到700℃。在加熱過程中，在溫度大于等于500℃的時(shí)候，部分自然氧化薄膜層16以SiO的形式蒸發(fā)，因此氣壓增加為1×10-6Torr或更高，但是當(dāng)溫度到達(dá)700℃時(shí)，氣壓值達(dá)到恒定或者不高于5×10-7Torr。但是，如圖3A所示，在Si<011>方向以RHEED方法并沒有觀察到衍射圖象，并且在Si(100)也沒有形成重新構(gòu)成表面，因此，如圖2A所示，Si襯底被自然氧化薄膜層16所覆蓋。加熱速率，襯底溫度，壓強(qiáng)等實(shí)驗(yàn)條件并不僅限于此，其取值只要保證在Si襯底表面不生成新的熱氧化物薄膜范圍內(nèi)即可。
當(dāng)氣壓達(dá)到恒定以后，能量密度為2.5J/cm2，頻率為10Hz，脈沖長度為10ns的KrF準(zhǔn)分子激光(波長為248nm)的脈沖輻射將被照射在與Si(100)襯底11相對的YSZ標(biāo)靶表面，以在其表面產(chǎn)生包含Y，Zr和O的等離子煙縷。在襯底溫度為700℃，淀積過程中的氣壓為5×10-5Torr的條件下，將等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si(100)襯底11上10分鐘，以形成5nm厚的YSZ第一緩沖層12(圖2B)。如圖3B所示，用RHEED方法在Si<011>方向就可以觀察到衍射圖象，并可以清楚的看到外延生長是按照YSZ(100)/Si(100)，YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系進(jìn)行的。
在相應(yīng)的條件下，標(biāo)靶的理想成分為YSZ，襯底溫度為600℃到800℃，淀積過程中的背壓不低于5×10-4Torr。但是，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件不僅限于此，只要在保證SiO氣壓不達(dá)到飽和氣壓的溫度，背壓和氧氣分壓下，通過向Si襯底11照射Zr氣體或者等離子體，可以將Si襯底11表面的SiO2氧化層(自然氧化層)可以還原為Si，并且通過以SiO形式的還原升華Si去除Si來外延生長出YSZ即可。比較適合的相應(yīng)的條件為，激光能量密度不低于1J/cm2，激光頻率不低于5Hz，標(biāo)靶距襯底距離是在50mm到80mm。但是相應(yīng)條件并不僅限于此，只要YSZ的淀積速率不低于在Si襯底表面上形成熱氧化SiO2薄膜的速率(0.2nm/min)，且在Si襯底11上不形成熱氧化SiO2薄膜即可外延生長YSZ。
但是，根據(jù)不同的情況，也有保持YSZ第一緩沖層12不變，向Si(100)襯底11和YSZ第一緩沖層12之間的界面提供氧氣而形成熱氧化層的情況。另外，如果ZrO2形成立方晶體的固溶體，那么在加入La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Mg，Ca，Sr和Ba中至少一個(gè)可以代替Y時(shí)，就可以達(dá)到相似的效果。
在淀積了YSZ第一緩沖層12以后，在能量密度為2.5J/cm2，頻率為10Hz，脈沖長度為10ns的情況下，將KrF受激準(zhǔn)分子激光脈沖照射在與襯底相對的CeO2標(biāo)靶上，以在標(biāo)靶表面生成含Ce和O的等離子煙縷。在襯底溫度為700℃，淀積過程中的壓強(qiáng)為5×10-5Torr時(shí)，將該等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si襯底(100)11上10分鐘，從而淀積形成10nm厚的CeO2第二緩沖層13(圖2C)。如圖3C所示，通過RHEED方法在Si<011>方向可以觀察到衍射圖象，并且可以清楚的看到外延生長是按照CeO2(100)/YSZ(100)/Si(100)的取向關(guān)系，CeO2<011>//YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系進(jìn)行的。
在相應(yīng)的反應(yīng)條件中，比較適合的是標(biāo)靶成分為CeO2，激光能量密度為2J/cm2到3J/cm2，激光頻率不低于5Hz且不高于15Hz，標(biāo)靶距襯底距離是在30mm到50mm，襯底溫度是在650℃到750℃，淀積過程中的壓強(qiáng)是在1×10-5Torr到1×10-4Torr。但是只要可以外延生長CeO2相應(yīng)的條件不僅限于此。另外，如果CeO2可以形成立方晶體的固溶體，那么在加入Zr，La，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Mg，Ca，Sr和Ba中至少一個(gè)的時(shí)候也可以達(dá)到類似的效果。
在形成CeO2第二緩沖層13以后，在能量密度為2.5J/cm2，頻率為5Hz，脈沖長度為10ns的情況下，KrF準(zhǔn)分子激光被脈沖照射到與襯底相對的YBa2Cu3Ox標(biāo)靶表面上，以在標(biāo)靶表面產(chǎn)生含有Y，Ba，Cu和O的等離子煙縷。在襯底溫度為600℃，淀積過程中的氧氣分壓為1×10-2Torr時(shí)，將此等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si襯底(100)11上2分鐘，從而淀積形成2nm厚的YBa2Cu3Ox第一氧化物電極層14(圖2D)。
如圖3D所示，在Si<011>方向可以清楚的觀察到RHEED衍射圖象，并且可以清楚的看到外延生長是按照YBa2Cu3Ox(001)/CeO2(100)/YSZ(100)/Si(100)的取向關(guān)系，YBa2Cu3Ox<100>//CeO2<011>//YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系進(jìn)行的。在相應(yīng)的反應(yīng)條件中，比較適合的是標(biāo)靶成分為YBa2Cu3Ox，激光能量密度為2J/cm2到3J/cm2，激光頻率不低于2Hz且不高于10Hz，標(biāo)靶距襯底距離是在30mm到50mm，襯底溫度是在550℃到650℃，淀積過程中的壓強(qiáng)是在1×10-3Torr到1×10-1Torr。但是只要可以外延生長YBa2Cu3Ox相應(yīng)的條件不僅限于此。
另外，類似的效果也可以通過使用M2RuO4(M＝Ca，Sr或Ba)，RE2NiO4(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu或Y)，或REBa2Cu3Ox(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb或Lu)代替YBa2Cu3Ox達(dá)到。
在形成YBa2Cu3Ox第一氧化物電極層14以后，在能量密度為2.5J/cm2，頻率為5Hz，脈沖長度為10ns的情況下，KrF準(zhǔn)分子激光的脈沖輻射照射到與襯底相對的SrRuO3標(biāo)靶表面上，以在標(biāo)靶表面產(chǎn)生含有Sr，Ru和O的等離子煙縷。在襯底溫度為600℃，淀積過程中的氧氣分壓為1×10-2Torr時(shí)，將此等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si襯底(100)11上30分鐘，從而淀積形成100nm厚的SrRuO3第二氧化物電極層15(圖2E)。
如圖3E所示，在Si<011>方向可以看到RHEED衍射圖象，并且可以清楚的看到外延生長是按照SrRuO3(100)/YBa2Cu3Ox(001)/CeO2(100)/YSZ(100)/Si(100)的取向關(guān)系，SrRuO3<010>//YBa2Cu3Ox<100>//CeO2<011>//YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系進(jìn)行的。在相應(yīng)的反應(yīng)條件中，比較適合的是標(biāo)靶成分為SrRuO3，激光能量密度為2J/cm2到3J/cm2，激光頻率不低于2Hz且不高于10Hz，標(biāo)靶到襯底距離是在30mm到50mm，襯底溫度是在550℃到650℃，淀積過程中的氧氣分壓是在1×10-3Torr到1×10-1Torr。但是只要等離子體Sr和Ru可以以1∶1的恒定比例到達(dá)襯底并且可以外延生長SrRuO3，相應(yīng)的條件不僅限于此。
另外，類似的效果也可以通過使用MRuO3(M＝Ca或Ba)，(RE，M)CrO3(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu或者Y；M＝Ca，Sr或Ba)，(RE，M)MnO3(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu或者Y；M＝Ca，Sr或Ba)，(RE，M)CoO3(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu或Y；M＝Ca，Sr或Ba)或(RE，M)NiO3(RE＝La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu或Y)代替SrRuO3達(dá)到。
對如此生成的電子裝置用襯底100進(jìn)行的XRDθ-2θ掃描結(jié)果顯示于圖4A中，其中偽立方晶體SrRuO3(100)和SrRuO3(200)連同Si(200)和Si(400)的峰值都可以被很清楚的觀察到，這與RHEED觀察到的結(jié)果是相符的，代表著(100)方向。對SrRuO3(200)進(jìn)行ω掃描的結(jié)果顯示在圖4B中，由此可知在半最大值全寬度為1.9度，結(jié)晶性很好，并且是外延生長具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體的有效基底。另外，在室溫下通過四端法測得很好電阻率值，ρ＝550μΩcm，作為電極用薄膜在基本特性方面不存在問題。
另外，在外延生成第一緩沖層12以后，通過用棉芽或者刷子對襯底表面進(jìn)行清潔，在外延生長第一緩沖層12時(shí)附著在襯底表面的液滴被去除，并且經(jīng)過第二緩沖層13等的外延生長過程，就可以得到?jīng)]有液滴微粒的清潔平坦的襯底表面。
另外，在外延生長到第一氧化物電極層14以后，在繼續(xù)淀積形成第二氧化物電極層15的步驟中，任何形成薄膜的方法，如旋轉(zhuǎn)噴1，浸泡噴涂或噴墨噴涂，化學(xué)蒸汽方法如MOCVD，物理蒸汽淀積法如濺射，替代激光熔射，都可以達(dá)到類似效果。
根據(jù)具有以上描述構(gòu)造的電子裝置用襯底，沿偽立方晶體(100)方向取向的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的電子裝置用襯底可以在覆蓋著自然氧化薄膜的Si襯底上淀積而成，并且可以作為下部電極使得具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物得以外延生長，從而實(shí)現(xiàn)了對多種電子裝置如鐵電體電容器特性的改進(jìn)。
(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，在鐵電體電容器中，作為下部電極的是根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底，圖5是它的剖面結(jié)構(gòu)圖，下面將對其制造方法進(jìn)行詳述。
本實(shí)施例中的鐵電體電容器200包括包含(100)晶面的Si襯底21，在Si襯底21上沿立方晶體(100)方向外延生長的、由具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層22，在第一緩沖層22上沿立方晶體(100)方向外延生長的、由具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層23，在第二緩沖層23上沿四方相位或正交晶系(001)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第一下部電極層24，在第一下部電極層24上沿立方晶體或偽立方晶體(100)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二下部電極層25，在第二下部電極層25上沿四方相位(001)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體層26，以及在鐵電體層26上形成的上部電極層27。
這里使用的是沒有去除掉自然氧化薄膜的Si襯底21。YSZ第一緩沖層22沿立方晶體(100)方向外延生長5nm。CeO2第二緩沖層23沿立方晶體(100)方向外延生長10nm。YBa2Cu3Ox第一氧化物電極層24沿四方相位或正交晶系(001)方向外延生長2nm。SrRuO3第二氧化物電極層25沿偽立方晶體(100)方向外延生長100nm。PbZr0.40Ti0.60O3鐵電體層26沿四方相位(001)方向外延生長。使用Pt作為上部電極層27。
下面將對鐵電體電容器的制造方法進(jìn)行詳述。
對Si襯底(100)21的清洗步驟，加熱預(yù)熱步驟，淀積第一緩沖層22的步驟，淀積第二緩沖層23的步驟，淀積第一下部電極層24的步驟，淀積第二下部電極層25的步驟，與實(shí)施例1中制造電子裝置用襯底100的方法是相同的。在形成第二下部電極層25之后，在能量密度為2.0J/cm2，頻率為5Hz，脈沖長度為10ns的情況下，KrF準(zhǔn)分子激光的脈沖輻射照射到與襯底相對的PbZr0.40Ti0.60O3的標(biāo)靶表面上，以在標(biāo)靶表面產(chǎn)生含有Pb，Zr，Ti和O的等離子煙縷。在襯底溫度為600℃，淀積過程中的氧氣分壓為1×10-2Torr時(shí)，將該等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si襯底21上30分鐘，從而淀積形成150nm厚的PbZr0.40Ti0.60O3鐵電體層24。
在相應(yīng)的條件下，標(biāo)靶的理想成分為PZT，激光能量密度在1.0J/cm2到3.0J/cm2，激光頻率不低于2Hz且不高于10Hz，標(biāo)靶到襯底距離是在30mm到50mm，襯底溫度為550℃到650℃，淀積過程中的氧氣分壓是在1×10-3Torr到1×10-1Torr。但是適合的相應(yīng)條件并不僅限于此，只要可以外延生成PZT即可。另外，也可通過使用具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體如BaTiO3，KNbO3和BiFeO3和含有這些鐵電體的固溶體及其他多種電學(xué)材料來替代PZT達(dá)到類似效果。
在生成PZT鐵電體層26以后，使用掩模，采用已知方法如光刻進(jìn)行刻蝕，第二下部電極層25被取出，并采用已知方法如濺射形成Pt上部電極層27。類似效果也可以通過是用其他通常的電極材料如Ir替代Pt達(dá)到。
如此形成的鐵電體電容器200，具有Pt/PZT(001)/SrRuO3(100)/YBa2Cu3Ox(001)/CeO2(100)/YSZ(100)/Si(100)的取向關(guān)系，PZT<010>//SrRuO3<010>//YBa2Cu3Ox<100>//CeO2<011>//YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系。
將此鐵電體電容器置入頻率為1kHz，振幅為100kV/cm的電場中得到的P-E磁滯測試結(jié)果為，剩磁Pr＝90μC/cm2。這說明當(dāng)在鐵電體電容器中使用非定向的PZT鐵電體層的時(shí)候，可以得到比Pr＝50μC/cm2更高的特性。
另外，在外延生長到第二下部電極層25以后，在繼續(xù)淀積形成鐵電體層26的步驟中，任何形成薄膜的方法，如旋轉(zhuǎn)噴涂，浸泡噴涂或噴墨噴涂，化學(xué)蒸汽方法如MOCVD，物理蒸汽淀積法如濺射，替代激光熔射，都可以達(dá)到類似效果。
在該鐵電體電容器中，具有以上構(gòu)造的電子裝置用襯底被用作下部電極，可以外延生成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的沿四方相位(001)方向的鐵電體層，從而可以實(shí)現(xiàn)包含具有優(yōu)秀極化特性的鐵電體電容器的鐵電體存儲器。
(實(shí)施例3)在本實(shí)施例中，在壓電激勵(lì)器中根據(jù)本發(fā)明的電子裝置用襯底被應(yīng)用為下部電極，圖6是其剖面示意圖，以下將對其制造方法進(jìn)行詳述。
根據(jù)本實(shí)施例的壓電激勵(lì)器300包括包含(100)晶面的Si襯底31，在Si襯底31上沿立方晶體(100)方向外延生長的、由具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層32，在第一緩沖層32上沿立方晶體(100)方向外延生長的、由具有螢石結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層33，在第二緩沖層33上沿四方相位或正交晶系(001)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第一下部電極層34，在第一下部電極層34上沿立方晶體或偽立方晶體(100)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二下部電極層35，在第二下部電極層35上沿菱形(100)方向外延生長的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的壓電體層36，和在壓電體層36上形成的上部電極層37。
向Si襯底31與緩沖層32之間的界面提供氧氣以形成SiO2熱氧化薄膜層38，與Si襯底31一起作為激勵(lì)器中的彈性片(resilientboard)。這里使用的是沒有去除掉自然氧化層的Si襯底31。YSZ第一緩沖層32沿立方晶體(100)方向外延生長5nm。CeO2第二緩沖層33沿立方晶體(100)方向外延生長10nm。YBa2Cu3Ox第一氧化物電極層34沿四方相位或正交晶系(001)方向外延生長2nm。SrRuO3第二氧化物電極層35沿偽立方晶體(100)方向外延生長100nm。PbZr0.55Ti0.45O3壓電層36沿菱形(100)方向外延生長。使用Ir作為上部電極層37。
下面將對鐵電體電容器的制造方法進(jìn)行詳述。
對Si襯底(100)31的清洗步驟，加熱預(yù)熱步驟，淀積第一緩沖層32的步驟，淀積第二緩沖層33的步驟，淀積第一下部電極層34的步驟，淀積第二下部電極層35的步驟，與實(shí)施例1中制造電子裝置用襯底100的方法是相同的。在形成第二下部電極層35之后，在能量密度為2.0J/cm2，頻率為10Hz，脈沖長度為10ns的情況下，KrF準(zhǔn)分子激光的脈沖輻射照射到與襯底相對的PbZr0.55Ti0.45O3的標(biāo)靶表面上，以在標(biāo)靶表面產(chǎn)生含有Pb，Zr，Ti和O的等離子煙縷。在襯底溫度為600℃，淀積過程中的氧氣分壓為1×10-2Torr時(shí)，將該等離子煙縷照射在距標(biāo)靶40mm的Si襯底31上90分鐘，從而淀積形成900nm厚的PbZr0.55Ti0.45O3鐵電體層36。此時(shí)，在Si襯底31和YSZ第一緩沖層32之間提供氧氣以形成500nm厚的SiO2熱氧化薄膜層38。
在相應(yīng)的條件下，標(biāo)靶的理想成分為PZT，激光能量密度在1.0J/cm2到3.0J/cm2，激光頻率不低于5Hz且不高于15Hz，標(biāo)靶到襯底距離是在30mm到50mm，襯底溫度為550℃到650℃，淀積過程中氧氣分壓從1×10-3Torr到1×10-1Torr。但是適合的相應(yīng)條件并不僅限于此，只要Pb，Zr和Ti等離子體可以以固定的比例到達(dá)襯底并可以外延生成PZT即可。另外，也可通過使用具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體如Pb(Mb，Nb)O3，Pb(Zn，Nb)O3，BaTiO3，KNbO3和BiFeO3和含有這些鐵電體的固溶體及其他多種電學(xué)材料來替代PZT達(dá)到類似效果。
在生成PZT壓電體層36以后，使用光刻掩模，采用已知方法如光刻進(jìn)行刻蝕，第二下部電極層35被取出，并采用已知方法如濺射形成Ir上部電極層37。類似效果也可以通過是用其他通常的電極材料如Pt代替Ir達(dá)到。
如此形成的鐵電體電容器300，具有Ir/PZT(100)/SrRuO3(100)/YBa2Cu3Ox(001)/CeO2(100)/YSZ(100)/Si(100)的取向關(guān)系，PZT<010>//SrRuO3<010>//YBa2Cu3Ox<100>//CeO2<011>//YSZ<011>//Si<011>的方位角關(guān)系。
在將該壓電激勵(lì)器300置入頻率為1kHz，振幅為100kV/cm的電場中得到的場失真特性測試結(jié)果中，得到壓電常數(shù)d31＝200pC/N。這說明當(dāng)在壓電激勵(lì)器中使用非定向的PZT壓電體激勵(lì)層的時(shí)候，可以得到比d31＝160pC/N更高的特性。這可以被認(rèn)為是某一被控制域的影響，在其中壓電層和電場中各域的極軸間夾角都相等且不為零度時(shí)壓電效應(yīng)增加。
另外，在外延生長到第二下部電極層35以后，在繼續(xù)淀積形成壓電體層36的步驟中，任何形成薄膜的方法，如旋轉(zhuǎn)噴涂，浸泡噴涂或噴墨噴涂，化學(xué)蒸汽方法如MOCVD，物理蒸汽淀積法如濺射，替代激光熔射，都可以達(dá)到類似效果。
在該壓電激勵(lì)器中，具有以上構(gòu)造的電子裝置用襯底被用作下部電極，可以外延生成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的沿菱形(100)方向的壓電體層，從而可以實(shí)現(xiàn)對壓電體元件場失真特性的改善。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改，變化，和等同物由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置用襯底包括由硅構(gòu)成并且具有形成薄膜表面的襯底，和在襯底形成薄膜表面上按順序外延層壓形成的第一緩沖層，第二緩沖層，第一氧化物電極層和第二氧化物電極層，其中，所述第一緩沖層是具有螢石結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物，所述第二緩沖層是具有螢石結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物，所述第一氧化物電極層是具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第三金屬氧化物，以及所述第二氧化物電極層是具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第四金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，所述形成薄膜表面沿(100)，(110)或(111)方向取向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，在形成所述第一緩沖層之前，通過RHEED方法無法在所述形成薄膜表面觀察到衍射圖象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，所述第一金屬氧化物是以金屬元素Mα替代氧化鋯中的部分Zr而形成的可表示為Zr1-xMαxOy(0＜x＜1，1.5＜y＜2)的固溶體，其中Mα代表著La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y，Mg，Ca，Sr和Ba中的一種元素，并且所述第一金屬氧化物是沿所述(100)方向立方取向的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，所述第二金屬氧化物是氧化鈰或者是以金屬元素Mβ替代氧化鈰中的部分Ce而形成的可表示為Ce1-xMβxOy(0＜x＜1，1.5＜y＜2)的固溶體，其中Mβ代表著Zr，La，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y，Mg，Ca，Sr和Ba中的一種元素，并且所述第二金屬氧化物是沿所述(100)方向立方取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，所述第三金屬氧化物是包含金屬元素Mγ或RE作為組元的固溶體，并且其可表示為MγRuO4，RE2NiO4或者REBa2Cu3Ox，其中Mγ代表著Ca，Sr和Ba中的一種元素，以及RE代表著La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y中的一種元素，并且所述第三金屬氧化物沿所述(001)方向四方或者正交取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置用襯底，其中，所述第四金屬氧化物是以金屬元素Mγ或RE作為組元的固溶體，并且其可表示為MγRuO3，(RE，Mγ)CrO3，(RE，Mγ)MnO3，(RE，Mγ)CoO3，或(RE，Mγ)NiO3，其中Mγ代表著Ca，Sr和Ba中的一種元素，以及RE代表著La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y中的一種元素，并且所述第四金屬氧化物沿所述(100)方向立方或者偽立方取向。
8.一種電子裝置用襯底的制造方法，包括對由硅構(gòu)成的具有形成薄膜表面的襯底的預(yù)處理清洗步驟；在第一薄膜形成步驟中，所述經(jīng)過預(yù)處理的襯底被放入形成薄膜的容器中，在減壓情況下用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射所述襯底的形成薄膜表面，從而外延生成具有螢石結(jié)構(gòu)的由第一金屬氧化物構(gòu)成的第一緩沖層；在第二薄膜形成步驟中，采用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射所述第一緩沖層表面，從而外延生成具有螢石結(jié)構(gòu)的由第二金屬氧化物構(gòu)成的第二緩沖層；在第三薄膜形成步驟中，采用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射所述第二緩沖層表面，從而外延生成具有分層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第三金屬氧化物構(gòu)成的第一氧化物電極層；以及在第四薄膜形成步驟中，采用預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體照射所述第一氧化物電極層表面，從而外延生成具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的由第四金屬氧化物構(gòu)成的第二氧化物電極層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述第一薄膜形成步驟中，在保證SiO氣壓不會達(dá)到飽和氣壓的溫度，背壓和氧氣分壓下，作為所述第一緩沖層元素的組元的氣體或等離子被照射在所述襯底的形成薄膜表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，所述第一薄膜形成步驟中，構(gòu)成所述襯底形成薄膜表面上氧化物層的SiO2被還原成Si，并且通過還原為SiO升華和去除Si的同時(shí)，淀積形成構(gòu)成所述第一緩沖層的第一金屬氧化物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，所述第一薄膜形成步驟中，在形成所述第一緩沖層的時(shí)候，所述襯底的溫度為800℃或更高，所述形成形成薄膜氣體的背壓不低于1×10-6Torr，以及所述形成薄膜氣體的氧氣分壓不低于5×10-6Torr。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述第一薄膜形成步驟中，在形成所述第一緩沖層的時(shí)候，所述襯底的溫度為600℃到800℃，所述形成薄膜氣體的背壓為1×10-6Torr到5×10-6Torr，所述形成薄膜氣體的氧氣分壓為5×10-6Torr到5×10-4Torr。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述第一薄膜形成步驟中，形成所述第一緩沖層的淀積速率不低于在所述襯底的形成薄膜表面上熱氧化生成SiO2薄膜的速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述第一薄膜形成步驟中，所述第一緩沖層是在去除了所述SiO2薄膜以后在所述形成薄膜表面上外延生成的，而沒有生成熱氧化SiO2薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述第一薄膜形成步驟中，淀積生成所述第一緩沖層的速率不低于0.2nm/min。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，所述預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體含有構(gòu)成在所述第一薄膜形成步驟，所述第二薄膜形成步驟，所述第三薄膜形成步驟和所述第四薄膜形成步驟的每個(gè)步驟中形成金屬氧化物所需的元素。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，所述預(yù)先設(shè)定的氣體或者等離子體是通過用激光束照射固定在所述襯底的形成薄膜表面對面的金屬底盤上而形成的。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置用襯底的制造方法，其中，在所述預(yù)處理步驟中，所述襯底的形成薄膜表面作為氧化物層存在的表面被完成，而非重新構(gòu)成表面或者氫封端表面。
19.一種電子裝置，其是包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的電子裝置用襯底的功能元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，其中所述功能元件為電容器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，其中所述功能元件為鐵電體元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，其中所述功能元件為懸臂。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，其中所述功能元件為壓電體元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子裝置用襯底，其中在襯底上形成重新構(gòu)成表面或氫封端表面的處理不再是必要的，并且在襯底上形成的緩沖層是沿(100)取向外延生長的，以及一種該襯底的制造方法。電子裝置用襯底100包括由硅構(gòu)成的襯底11，和在襯底11形成薄膜表面上層壓外延生成的具有螢石結(jié)構(gòu)的第一緩沖層12和第二緩沖層13，具有分層的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第一氧化物電極層14，具有簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二氧化物電極層15。通過在SiO升華區(qū)在自然氧化物薄膜上照射金屬等離子體，使得第一緩沖層12的外延生長速率高于SiO
文檔編號H01L21/316GK1487564SQ03156519
公開日2004年4月7日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者
口天光, 樋口天光, 也, 巖下節(jié)也, 宮澤弘 申請人:精工愛普生株式會社