新強誘電体薄膜の探索

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12134206
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 藤村 紀文 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (50199361)
• 研究分担者: 田畑 仁 大阪大学, 産業研究所, 助教授 (00263319) ; 松井 利之 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (20219372)
• キーワード: 新強誘電体物質 / YMnO_3 / MFIS / バンドアライメント / 低エネルギープラズマ窒化 / カルコゲナイド

研究概要

強誘電体ゲートトランジスタに最適な新強誘電体物質の探索に関しては、藤村がYMnO_3系物質を、田畑がカルコゲン系物質を中心に検討を行っている。YMnO_3系物質については組成制御性の改善やキュリー点の低下、カルコゲン系物質に関しては、自発分極と抗電界の増大を目的とした研究に着手した。前者はMFIS、後者はMFSに向けた物質として別個に開発されているが、特性の評価は大学間を連携して行っている。当該デバイスの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼす界面分極や空間電荷の再配列、リーク電流、減分極電界の影響に関する研究(藤村)にも着手している。これらは金属/強誘電体/(絶縁体)/半導体のバンドアライメントの影響を強く受けるために、XPSやSPMを用いた仕事関数、価電子帯準位や伝導帯準位の測定方法を確立することも試みている(田畑)。また、シリコン/強誘電体界面の原子スケール制御がリーク電流や空間電荷に及ぼす影響も記憶保持特性の改善には極めて重要である。田畑は低エネルギープラズマ窒化装置を自作し、超平坦極薄酸窒膜の形成に成功し、この領域での研究の飛躍が期待させる。

研究成果

• [文献書誌] T.Yoshimura,N.Fujimura,D.Ito and T.Ito: "Characterization of ferroelectricity in metal/ferroelectric/insulator/semiconductor structure by pulsed C-V measurement ; Ferroelectricity in YMnO_3/Y_2O_3/Si structure"J.Appl.Phys.. 87. 3444 (2000)
• [文献書誌] D.Ito,N.Fujimura,and T.Ito,: "Initial stage of thin film growth of pulsed laser deposited YMnO_3 thin film"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5525 (2000)
• [文献書誌] K.Tadanaga,H.Kitahata,T.minami,N.Fujimura,and T.Ito: "Preparation and Ferroelectric Properties of YMnO_3 Thin Films With c-Axis Preferred Orientation by the Sol-Gel Method"J.Sol-Get Sci.tech. 19. 589 (2000)
• [文献書誌] D.Ito,T.Yoshimura,N.Fujimura,and T.Ito,: "Improvement of Y_2O_3/Si interface for FeRAM application"Appl.Sur.Sci.. 159. 138 (2000)
• [文献書誌] N.Fujimura,T.Yoshimura,D.Ito and T.Ito: "Evaluation of Ferroelectricity in MFIS Type Capacitor Using Pulsed C-V Measurement"Symposia Proc.of Materials Research Society. 596. 407 (2000)
• [文献書誌] H.Kitahata,K.Tadanaga,T.Minami,N.Fujimura,and T.Ito: "Origin of Leakage Current of YMnO_3 Thin Films Prepared by the Sol-Get Method"Symposia Proc.of Materials Research Society. 596. 481 (2000)
• [文献書誌] N.Fujimura,T.Yoshimura,D.Ito,T.Shimura and T.Ito: "Any candidates of ferroelectric material for transistor type FeRAM?"Applied Physics A. (In press). (2000)