| 研究概要 |
当該年度は予定通り、まず電極や強誘電体薄膜の最適成膜条件の更なる確立を図った。Pt、Ir及びIrO_2等の電極は、RFスパッタ法により作製した。IrO_2に関しては、従来のIrターゲットを用いた反応性スパッタ法以外に、IrO_2セラミックターゲットを初めて用い、配向性IrO_2膜を得ることに成功した。またMOCVD法により各種電極上に強誘電性Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)膜を再現性良く作製することができた。
Pt、Ir、IrO_2、Ir/IrO_2各々の電極上にPZT膜を形成した場合の、界面での相互拡散の様子を二次イオン質量分析法(SIMS)により調べたところ、Ir及びIr/IrO_2はPb、Zr及びTiの拡散に対して良好なバリア層として働くことが確認された。また、IrO_2に関しては、そのブロック作用が結晶性に大きく依存することがわかった。これらの良好なバリア性は、Pt電極には見られずIr系電極の優位性が確認された。一般に、Ir系電極上に作製したPZT膜はPt電極上に作製したものに比べ、誘電率や残留分極は小さく、抗電界は大きくなったが、これはPZT膜の配向性がIr系電極上の方が悪いことによる。また、Ir/IrO_2/PZT/Ir/IrO_2/SiO_2/Si構造のキャパシタでは分極反転疲労が10^<11>サイクルまで生じないものが得られた。さらに独自に開発したエネルギー分散型全反射X線回折装置により、Pt/MgOの基板上に成長させたPbTiO_3やPZT薄膜のエピタキシャル構造や膜歪みに関する知見を得た。C-V測定やDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法により、強誘電体/導電体/半導体界面での電気的特性評価を行ったところ、PZT/Si界面には多くの界面準位の存在が確認された。さらに詳しい解析や光励起プロセスが界面に及ぼす効果に関しては、現在研究進行中である。
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