1997 Fiscal Year Annual Research Report
界面制御によるシリコン基板上への強誘電体薄膜のヘテロエピタキシャル成長
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09450125
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀田 将 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (60199552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 淳 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (30283154)
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| Keywords | ジルコン酸チタン酸鉛 / シリコン / 強誘電体 / イットリア安定化ジルコニア / 反応性スパッタリング / ヘテロエピタキシャル成長 / 強誘電体メモリ |
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| Research Abstract |
1.YSZ膜中の可動イオンについて
(1)800℃の高温で作製したYSZ膜中には、模作製時に発生した欠陥が室温まで冷却する過程で消滅せずに存在するため、イオンがその欠焔を介して動くことが考えられる。そこで試料作製後の室温までの冷却速度を0.1〜1000K/sと変えて、C-V特性におけるその影響を検討した。その結果、C-V特性には殆ど変化が見られなかった。しかし、経時絶縁破壊特性において、冷却速度が1〜10k/sである試料が最も良い特性を示した。このことから、冷却速度の変化は、イオンが移動できる程のマクロな欠陥に対してよりは、絶縁特性に影響するミクロな欠陥に対して大きく影響するものと考えられる。
(2)高密度プラズマが試料に直接当たるようにした試料と、できるだけそれを抑制した試料の電気的特性を比較したところ、プラズマに直接当たった方が、C-V特性において可動イオンによる大きいヒステリシス幅を観測した。これより、荷電粒子の試料への衝突が膜中の可動イオンを活性化しているものと考えられる。
2.PZT薄膜の低温形成について
(1)基板温度460,470℃の低温で作製したPZT薄膜は、従来と異なる単斜晶系の(110)PZTとして(100)YSZ薄膜上にヘテロエピタキシャル成長した。
(2)この薄膜は、as-grownの状態ではリ-ク電流が大きいため、300,325,350℃と段階的にアニールしたところ、リ-ク電流密度が3Vでlx10-^7A/cm^2以下に低減した。また、このアニールにより、C-V特性が分極に起因したヒステリシス特性を示した。
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[Publications] S.Horita, T.Naruse, M.Watanabe, A.Masuda, T.Kawada and Y.Abe: "Interface control of Pb(2rxTi1-x)O_3 thin film on silicon substrate with heteropitaxial YSZ bufler laycr" Applied Surface Science. 117/118. 429-433 (1997)
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[Publications] S.Horita, M.Watanabe, S.Umemoto and A.Masuda: "Material Properties of Heteroepitaxial Yttria-Stabilized Zirconia Films with Controlled Ycontent on Si Prepared by Reactire Sputtering" proc.of The Fourth International Symposium on Sputtering & Plasma Processes. No.EI1-6. 163-168 (1997)
