2000 Fiscal Year Annual Research Report

強誘電体ゲートトランジスタの開発に向けての界面の改良と電子的特性評価

Research Project

Project/Area Number	12650348
Research Institution	Himeji Institute of Technology
Principal Investigator	丹生博彦姫路工業大学, 工学部, 教授 (40047618)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤沢浩訓姫路工業大学, 工学部, 助手 (30285340) 清水勝姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30154305)
Keywords	強誘電体ゲートFET / MFIS構造 / PZT薄膜 / Al_2O_3薄膜 / MFS型デバイス / 強誘電性のAFM観察
Research Abstract	強誘電体ゲートトランジスタの基盤として期待されるMFIS構造の界面の改良と特性評価を本研究の中心的課題として、この構造の要とも言えるバッファI層に、プラズマ酸化法により作製されるAl_2O_3薄膜、スパッタ法によるMgO薄膜およびMOCVD法によるTiO_2薄膜を適用することの実験的検討を進めている。平成12年度においては、以下に要約される実績を上げている。なお、F材料としてはMOCVD法によるPZT薄膜を採用し、今後の研究推進の基礎固めとして、その初期成長過程の詳細な観察も行った。 1 AFM(Atomic Force Microscopy)の活用により、膜形成に至る前の三角形島状PZT(80nm幅、20nm高さ)における強誘電性の観測に成功した。 2 Alのマイクロ波励起プラズマ酸化によるAl_2O_3薄膜(〜10nm)をI層とするMFISダイオードにおいて、PZT(〜100nm)の強誘電性によるC-Vヒステリシスを観測した。Siとの界面特性がプラズマ酸化時間に強く依存することを明らかにすると共に、DLTS測定により10^<11>eV^<-1>cm^<-2>オーダーの界面準位密度を得た。 3 I層にスパッタ法によるMgO薄膜を用いたMFISダイオードにおいても、C-Vヒステリシスを観測した。但し、2に比べて結晶性の良好なPZT薄膜が得られたが、Siとの界面準位は一桁増加した(10^<12>eV^<-1>cm^<-2>オーダー)。 4 TiO_2とPZTの両薄膜をMOCVD法により作製したMFIS構造においては、TiO_2がPZTの結晶化バッファ層として有効である。しかし、I/S界面特性がTiO_2成膜時の酸化ガス流入タイミングに強く影響されており、この条件の最適化によるI/S界面特性の改善に現在取り組んでいる。なお、2、3、4いずれのMFISダイオードのC-V特性においても、強誘電性ヒステリシスと電荷注入型ヒステリシスの両方が観測されており、この結果からI層のリーク電流を減少させることの重要性が示唆されている。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H.Fujisawa et al.: "Observations of Island Structures at the Initial Growth Stage of PbZr_xTi_<1-x>O_3 Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition"Japanese Journal of Applied Physics. 39. 5446-5450 (2000)
[Publications] M.Shimizu et al.: "Preparation of Ir-Based Thin Film Electrodes by MOCVD"Proceedings of the 12th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. (印刷中).
[Publications] H.Fujisawa et al.: "Observation of Polarization Reversal Processes in Pb (Zr, Ti) O_3 Thin Films Using Atomic Force Microscopy"Proceedings of the 12th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. (印刷中).
[Publications] M.Shimizu et al.: "MOCVD of Ir and IrO_2 Thin Films for PZT Capacitors"Materials Research Society Symposium Proceedings. 655 (印刷中).
[Publications] H.Fujisawa et al.: "Piezoresponse Measurements for Pb (Zr, Ti) O_3 Island Structure Using Scanning Probe Microscopy"Materials Research Society Symposium Proceedings. 655 (印刷中).
[Publications] 藤沢浩訓他: "I層にMgOを用いたMIS及びMFIS構造の作製とその評価"電子情報通信学会技術研究報告書. SDM2000-233. 33-37 (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

強誘電体ゲートトランジスタの開発に向けての界面の改良と電子的特性評価

Principal Investigator

丹生 博彦 姫路工業大学, 工学部, 教授 (40047618)

Research Products

[Publications] H.Fujisawa et al.: "Observations of Island Structures at the Initial Growth Stage of PbZr_xTi_<1-x>O_3 Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition"Japanese Journal of Applied Physics. 39. 5446-5450 (2000)

[Publications] M.Shimizu et al.: "Preparation of Ir-Based Thin Film Electrodes by MOCVD"Proceedings of the 12th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. (印刷中).

[Publications] H.Fujisawa et al.: "Observation of Polarization Reversal Processes in Pb (Zr, Ti) O_3 Thin Films Using Atomic Force Microscopy"Proceedings of the 12th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. (印刷中).

[Publications] M.Shimizu et al.: "MOCVD of Ir and IrO_2 Thin Films for PZT Capacitors"Materials Research Society Symposium Proceedings. 655 (印刷中).

[Publications] H.Fujisawa et al.: "Piezoresponse Measurements for Pb (Zr, Ti) O_3 Island Structure Using Scanning Probe Microscopy"Materials Research Society Symposium Proceedings. 655 (印刷中).

[Publications] 藤沢浩訓 他: "I層にMgOを用いたMIS及びMFIS構造の作製とその評価"電子情報通信学会技術研究報告書. SDM2000-233. 33-37 (2001)

丹生博彦姫路工業大学, 工学部, 教授 (40047618)

[Publications] 藤沢浩訓他: "I層にMgOを用いたMIS及びMFIS構造の作製とその評価"電子情報通信学会技術研究報告書. SDM2000-233. 33-37 (2001)