| 研究課題/領域番号 |
17360366
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
一色 実 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20111247)
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| 研究分担者 |
三村 耕司 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (00091752)
王 吉豊 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30271977)
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| キーワード | ジルコニウム / ハフニウム / 銅 / 薄膜 / 酸化 |
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| 研究概要 |
ナノメートルオーダーの酸化膜は、例えばMRAM素子には絶縁膜として、また、ULSIにおいてはMOSFETのゲート絶縁膜として利用されている。ナノレベル酸化膜の安定化と特性制御を行うことは極めて重要と考えられ、そのためには金属の初期酸化構の解明と、それに立脚したストイキオメトリー制御技術の開発が不可欠である。本研究の目的は、ナノレベル酸化物の特性制御法を確立することにある。
前年度の研究では、Zr薄膜について酸化実験を行い、酸化条件の最適化を行うと共に、誘電特性および電気特性を評価し、金属薄膜の欠陥のおよび不純物が酸化膜の完全性に大きく影響することを明らかにした。さらに、酸化中の紫外線照射により膜特性が向上し、酸化中に光照射を行うことで、ストイキオメトリーからのずれに起因する欠陥濃度を減少可能であることを明らかにした。
19年度の研究では、前年度の研究をHfに拡張し、イオンビームデポジションにより高品位Hf薄膜の作製を可能にした。現在、Hfの酸化実験を行える状況となっている。また、HfおよびZrとは逆に、酸化物がp型半導体となる銅の低温初期酸化に関する研究を、面方位および純度の異なるバルク試料を用いて42-105℃の温度範囲で行った。その結果として、銅の初期酸化は、Cabrera-Motto則に従うこと、さらに、新しい知見として、試料方位および測定温度にかかわらず、酸化膜厚さが25nmを超えると参加は2乗則に従うことを見出し、今後の展開が期待できる状況となった。
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