2014 Fiscal Year Research-status Report
超臨界流体を用いた強誘電体メモリ用複合酸化物薄膜の形成
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26600040
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
百瀬 健 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10611163)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 強誘電体薄膜 / 3次元メモリ / 超臨界流体 / 製膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タブレットコンピュータなどのモバイル情報端末に使用される記憶媒体として強誘電体メモリ（FeRAM）が注目を集めている。実用化に向けては，集積度の向上が求められており，シリコン基板表面に3次元微細構造を形成し，その内部に電極および強誘電体層を積層する必要がある。本研究では，強誘電体特性に優れた複合酸化物薄膜Bu4Ti3O12を高速かつ均一に形成するべく，超臨界流体薄膜堆積法（SCFD）を発展させこれを実現する。今年度は構成要素となるTiO2およびBi2O3それぞれの製膜特製を取得し，複合酸化物薄膜形成に向けた基礎を築いた。いずれの反応系において原料が活性なためコールドウォール型フローチャネル反応器を導入することにより粉体形成につながる流体中での反応を抑制し，基板表面で選択的に反応を促し薄膜のみを形成することに成功した。TiO2はTi原料の熱分解により膜堆積でき，成長速度は原料濃度に1次に比例していた。また，反応速度論を解析し，条件を最適化したところアスペクト比が30を超える3次元構造へも均一にTiO2薄膜を得られることを確認した。一方，Bi2O3はBi原料の熱分解では膜が堆積せず，O2などの酸化剤を別途供給する必要があることがわかった。酸化剤はTiO2製膜の際に発生する反応副生成物でもよいこともわかり，Ti原料とBi原料を同時に供給する場合には，酸化剤の追加供給なしに成長が可能であることも突き止めた。成長は1次反応であった。さらに，TiO2に関しては高アスペクト比構造への製膜に有効なラングミュア-ヒンシャルウッド型反応機構を発現させることも可能であることが見えてきており，さらなる解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り，複合酸化膜薄膜形成に向けて構成要素となる単一酸化物薄膜形成の製膜特製を把握した．これにより次年度より行う複合酸化膜形成が可能となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
複合酸化膜薄膜形成に向けてTiO2およびBi2O3製膜における製膜挙動を解析した結果，TiO2は原料の熱分解により薄膜が形成される一方で，Bi2O3は原料とともに酸化剤を加えることにより薄膜形成が可能であることがわかった．さらに，Bi2O3の酸化剤はTi原料の放出する反応副生成物でもよいことがわかったことから，Ti原料，Bi原料の同時供給により複合酸化膜形成が可能であることを見出した．次年度はこの複合酸化膜形成における製膜挙動を解析し，高アスペクト比構造への高速かつ均一な製膜を目指す．
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| Causes of Carryover |
実験で使用する装置の支払時期によるずれである．想定の範囲内Nであり，研究進捗には影響ない．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定通り，実験装置の購入により使用する．
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Research Products
(3 results)
