レーザアブレーション法による強誘電体不揮発メモリにおける疲労特性の改善

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650010
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 森本 章治 金沢大学, 工学部, 助教授 (60143880)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久米田 稔 金沢大学, 工学部, 教授 (30019773) ; 清水 立生 金沢大学, 工学部, 教授 (30019715)
• Keywords: レーザアブレーション / 強誘電体薄膜 / PZT / 不揮発メモリ / 疲労特性 / スッチング特性

Research Abstract

レーザアブレーション法を用いた本研究の目的は、不揮発メモリの疲労特性の機構解明とその改善である。
我々がPb(Zr_<1-x>Ti_x)O_3(PZT)用電極として提案しているNi合金を用いてPZT不揮発メモリを構成し、疲労の周波数特性を調べた。この結果、疲労特性において大きな周波数依存性を有することが明かとなった。これはNi合金上のPZTは結晶性があまり良くなく、抗電界が大きくスイッチング速度が小さくなっているためと考えられる。また、この疲労は電極との界面からPZT側へ均一に進行する疲労モデルで説明された。さらに、本メモリはスイッチング電荷量は小さいものの、周波数50kHzにおいて10^<10>回のスイッチング後も初期の電荷量を失わず高い疲労耐性を示した。
結晶性と疲労特性の関係を明らかにするため配向性の異なるYBa_2Cu_3O_x(YBCO)電極上にPZTを形成し、疲労特性を調べた。その結果、疲労特性はPZTの結晶性よりむしろ初期スイッチング電荷量の逆数と良い相関を示し、疲労特性を改善するにはスイッチング電荷量を低減すれば良いことが明かとなった。
しかし、上記の相関関係はある程度のばらつきを有しており、さらに高い疲労耐性を有するメモリを得るため新しい電極としてTi_<1-x>Al_xN(TAN)電極を提案し、当電極上でペロブスカイトPZTを形成し強誘電性を確認した。今後、この電極を用いて疲労特性を調べていきたい。

Research Products

• [Publications] A.Morimoto et al.: "Electrical Properties of PZT Prepared by Pulsed Laser Ablation on Various Electrodes" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.印刷中 (1995)
• [Publications] 森本章治、清水立生: "レーザアブレーションによる光磁気記録用ビスマス置換希土類-鉄ガ-ネット薄膜の作製(解説)" 応用物理. 64. 220-225 (1995)
• [Publications] T.Minamikawa et al.: "Critical Current Density Improved by Laser Irradiation on Growing Surface in YBa2Cu30x Superconducting Films" Physica C. 231. 118-122 (1994)
• [Publications] Y.Yonezawa et al.: "Reduction of Droplet Formation by Reducing Target Etching Rate in Pulsed Laser Ablation" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1178-L1180 (1994)
• [Publications] H.Kidoh et al.: "Magneto‐Optical Characteristics of Bi‐Substituted Rare‐Earth Iron Garnet Films Prepared by Laser Ablation" Jpn.J.Appl.Phys.33. 4094-4099 (1994)
• [Publications] Akiharu Morimoto,Tatsuo Shimizu: "Hand book of Thin Film Process Technology Al.5 Laser Ablation" Institute of Physics Publishing(印刷中), (1995)