| 研究概要 |
本年度は既に確立した光励起MOCVD法やMOCVD法を用い、主としてPb(Zr,Ti)O_3(PZT)及び(Pb,La)(Zr,Ti)O_3(PLZT)薄膜の成長を引き続き行うと同時に成長条件の最適化やメモリ特性の評価を行った。
メモリ素子の試作を目的とし、Pt(白金)下部電極上に熱MOCVD法及び光MOCVD法によりPZT薄膜薄膜を形成することができた。それらの電気的特性、とりわけ電流-電圧特性(リ-ク電流や絶縁破壊電圧)は、膜作製時の酸化ガスの種類や紫外光励起の有無により大きく影響を受けることが分かった。酸化ガスとしてO_2だけではなくO_3を添加して作製されたPZT膜の絶縁耐圧が優れており、さらに紫外光励起MOCVD法により作製されたPZT膜が最も絶縁耐圧に優れていることが分かった。膜表面や断面構造の詳細な観察より、これらの電気特性の向上は光照射によるミクロな膜構造の改善や膜中の欠陥の減少が主な原因であることが判明した。これらの実験事実は光エネルギーにより特性を制御できることを意味する。
バッファ層を用いたPZT薄膜の成長においては、その詳しい成長機構を原子間力顕微鏡の観察により考察し、バッファ層であるPbTiO_3が二次元成長をすることや、それが引き続き成長するPZT膜の結晶核として重要な役割を果たしていることを初めて示した。
PLZT薄膜の成長を行い、その電気特性、とりわけメモリ素子応用上重要な疲労特性がPZT膜に比べて優れていることを確認した。
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