| 研究概要 |
近年,機能性の酸化物を用いて新規な電子デバイスを創製する酸化物エレクトロニクスの分野が注目を集めている.本研究では,半導体的な性質と強誘電性を併せ持つ強誘電性半導体を用いて,新規な不揮発性記憶機能を有する薄膜トランジスタ(TFT)の開発を目標としている.
本年度は,強誘電性半導体薄膜の開発と強誘電性半導体薄膜の電気的特性の評価方法の確立の二点に重点を置いて研究を進めた.強誘電性半導体としては,六方晶構造を有するRMnO3系強誘電体(Rは希土類元素)に着目した.10-2A/cm2程度のリーク電流を示すRMnO3薄膜において,100kHz程度の高周波を用いて分極一電界特性を測定することにより,強誘電特性を確認することができた.この結果は電位伝導性と強誘電性の共存が可能であることを示している.
一方で,(0001)YMnO3薄膜の電気伝導特性を調べた結果,薄膜の面内方向と面外方向の電気伝導特性に大きな差が無いことが明らかになった.強誘電性半導体として使用するためには,電気伝導度を増加させる必要があるが,RMnO3に対して元素置換を行うと,強誘電性が容易に消失することがわかった.強誘電性を維持しつつ電気伝導特性を変化させることが可能な置換元素については,継続して検討する必要がある.
さらに,(0001)YMnO3薄膜を(111)YSZ基板上に作製し,フォトレジストプロセスを用いて薄膜トランジスタの試作を行った.トランジスタ構造は作製できたものの,ゲートリーク電流が大きく,トランジスタ動作を確認することができなかった.ゲートリーク電流の低減のためには,ノーマリーオン型の実現ドーピング量の膜厚方向への変調等の課題に取り組む必要があることがわかった.
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