2001 Fiscal Year Annual Research Report

MOCVD法による高品質強誘電体薄膜の作製と物性評価

Research Project

Project/Area Number	12134207
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
Research Institution	Himeji Institute of Technology
Principal Investigator	清水勝姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30154305)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	安達正利富山県立大学, 工学部, 教授 (90026287) 藤沢浩訓姫路工業大学, 工学部, 助手 (30285340) 丹生博彦姫路工業大学, 工学部, 教授 (40047618)
Keywords	MOCVD法 / Pb(Zr,Ti)O_3 / エピタキシャル成長 / Volmer-Waber成長 / Stranski-Krastanov成長 / 低温成長 / Ir薄膜 / 立体構造PZTキャパシタ
Research Abstract	当該年度は、Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜の初期成長過程の観察やPZT及びIr薄膜の低温成長、さらには連続MOCVD法によるPZTキャパシタの作製に取り組んだところ、以下の成果が得られた。 1.MOCVD法によりPZT薄膜をPt/SiO_2/Si及びSrRuO_3/SrTiO_3基板に成長させた場合、SPM(走査プローブ顕微鏡)による初期成長過程の観察から、各々Volmer-Waber(V-W)モード及びStranski-Krastanov(S-K)モードで成長する事が分かった。また、SrTiO_3上では、SrO最終端面上でV-Wモード、TiO_2最終端面上ではS-Kモードでの成長が観察された。 2.化学エッチング及び高温アニーリング処理を併用する表面処理技術の確立により、原子レベルでの表面平坦性を有するSrTiO_3単結晶表面を得ることができた。さらに、この平坦なSrTiO_3上に、やはり非常に表面平坦性の優れたSrRuO_3薄膜を成長することができた。 3.上記SrRuO_3/SrTiO_3基板上に、膜厚が30-60nmと非常に薄いにも拘わらず優れた強誘電性を示すPZTエピタキシャル薄膜を得ることに成功した。 4.シードを用いる二段階MOCVD法により、Pt/SiO_2/Si上に395-485℃という低温でPZT薄膜を得ることができた。また、シードの堆積時間がPZTの結晶性や強誘電性に及ぼす効果を調べたところ、シードの堆積時間が短く島状構造の場合、シードを用いない場合に比べPZTの結晶性や強誘電性の改善が見られた。また、シードの堆積時間が長くなるにつれ結晶性や強誘電性の劣化が観察された。 5.新規Ir原料、Ir(EtCp)(cod)、を用い鏡面を有するIr薄膜が250-350℃という低温で得られた。得られたIr膜は、PZTに対し優れた拡散バリヤ効果や良好な段差被覆性を示した。 6.MOCVD法だけで、Ir/PZT/Irキャパシタを作製する事に成功した。また、段差基板上に、良好な強誘電性を示す立体構造PZTキャパシタを作製することに成功した。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] M.Shimizu: "MOCVD of Ir and IrO_2 Thin Films for PZT Capacitors"Materials Research Symposium Proceedings. 655. CC1.10.1-CC1.10.6 (2001)
[Publications] H.Fujisawa: "Piezoresponse Measurements for Pb(Zr,Ti)O_3 Island Structure Using Scanning Probe Microscope"Materials Research Symposium Proceedings. 655. CC10.4.1-CC10.4.6 (2001)
[Publications] H.Fujisawa: "Low-Temperature Fabrication of Ir/Pb(Zr,Ti)O_3/Ir Capacitors Solely by Metalorganic Chemical vapor Deposition"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 5531-5553 (2001)
[Publications] M.Shimizu: "Low Temperature Growth of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films by Two Step MOCVD Using Seeds"Ferroelectrics. (印刷中)(未定). (2002)
[Publications] M.Shimizu: "Growth of Ferroelectric PbZr_xTi_<1-x>O_3 Thin Films by Metalorganic Chemical Vapor Deposition"Journal of Crystal Growth. (印刷中)(未定). (2002)
[Publications] H.Fujisawa: "Observations of Initial Growth Stage of Epitaxial Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films on SrTiO_3(100) Substrate by MOCVD"Journal of Crystal Growth. (印刷中)(未定). (2002)
[Publications] 清水勝(分担執筆): "誘電体材料の特性と測定・評価および応用技術"技術情報協会. 11 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

MOCVD法による高品質強誘電体薄膜の作製と物性評価

Principal Investigator

清水 勝 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30154305)

Research Products

[Publications] M.Shimizu: "MOCVD of Ir and IrO_2 Thin Films for PZT Capacitors"Materials Research Symposium Proceedings. 655. CC1.10.1-CC1.10.6 (2001)

[Publications] H.Fujisawa: "Piezoresponse Measurements for Pb(Zr,Ti)O_3 Island Structure Using Scanning Probe Microscope"Materials Research Symposium Proceedings. 655. CC10.4.1-CC10.4.6 (2001)

[Publications] H.Fujisawa: "Low-Temperature Fabrication of Ir/Pb(Zr,Ti)O_3/Ir Capacitors Solely by Metalorganic Chemical vapor Deposition"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 5531-5553 (2001)

[Publications] M.Shimizu: "Low Temperature Growth of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films by Two Step MOCVD Using Seeds"Ferroelectrics. (印刷中)(未定). (2002)

[Publications] M.Shimizu: "Growth of Ferroelectric PbZr_xTi_<1-x>O_3 Thin Films by Metalorganic Chemical Vapor Deposition"Journal of Crystal Growth. (印刷中)(未定). (2002)

[Publications] H.Fujisawa: "Observations of Initial Growth Stage of Epitaxial Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films on SrTiO_3(100) Substrate by MOCVD"Journal of Crystal Growth. (印刷中)(未定). (2002)

[Publications] 清水 勝(分担執筆): "誘電体材料の特性と測定・評価および応用技術"技術情報協会. 11 (2001)

清水勝姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30154305)

[Publications] 清水勝(分担執筆): "誘電体材料の特性と測定・評価および応用技術"技術情報協会. 11 (2001)