1997 Fiscal Year Annual Research Report
新物質YMnO_3と界面修飾法を用いた強誘電体不揮発性メモリー(MFS)の実用化
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08555078
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| Research Institution | OSAKA PREFECTURE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
伊藤 太一郎 大阪府立大学, 工学部, 教授 (10081366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 孝 ローム(株), VLSI研究開発部, 研究員
神澤 公 ローム(株), VLSI研究開発部, 課長
藤村 紀文 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50199361)
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| Keywords | 強誘電体メモリー / MFSFET / YMnO_3 / 界面修飾 / Y_2O_3 / YbMnO_3 |
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| Research Abstract |
次世代の強誘電体不揮発性メモリーとして嘱望されている。MFS型FETの実用化に向けた検討を行った。現在我々が提唱しているMFS型FETのための物質は、YMnO_3であるが、実用化に向けていくつかの問題点が生じていた。大きなリ-ク電流、小さな残留分極である。
この原因を探るために、様々な角度から検討を行った。単結晶上やPt基板上に作成されたYMnO_3薄膜はデバイスとして十分に機能する0.2μC/cm^2程度の残留分極値を示すが、Si直上に成長させた試料においては結晶性が悪く残留分極を示さなかった。いくつかの界面修飾を検討した結果、還元状態のY-Mn-OやY_2O_3が界面層として結晶性の向上に効果があることがわかった。これらの界面層を付加することによって、Si表面のキャリアを制御できることが確認された。そのときのメモリーウインドウ幅は1.1Vであった。これらの試料を用いて詳細なC-V特性、パルス特性等の電気特性の検討を行った結果、MFS型FETの基本的な動作は確認されたもののいくつかの問題点を明らかにすることができた。一番大きな問題点は保持特性が悪いことである。リ-ク電流が原因と考えられる。そこでバルク試料を用いてリ-ク電流の原因を探った。その結果、リ-ク電流はMnの価数揺動に起因しており、またそれはAサイトをYbと置換すること、Zrのド-ピングによって低減することが明らかにされた。また、AサイトのYb置換によってプロセス温度の低下が確認された。YbMnO_3:Zrの薄膜化の検討を始めたところであるが、RMnO_3を用いたMFS型FETデバイスは実用化へ大きく前進した。
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[Publications] N.Aoki: "Formation of YMnO_3 Films Directly on Si Substrate" Journal of Crystal Growth. 174. 796-800 (1997)
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[Publications] T.Yoshimura: "Fabrication of YMnO_3 Thin Films on Si Substrates by a Pulsed Laser Deposition Method" Japanese Journal of Applied Physics. 9B1. 5921-5924 (1997)
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[Publications] N.Fujimura: "YMnO_3 Thin Films Prepared from Solutions for Non-Volatile Memory Devices" Japanese Journal of Applied Physics. 36 12A. L1602-L1603 (1997)
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[Publications] T.Yoshimura: "Growth and Electrical Property of YMnO_3 Thin Films on Si Substrate" Symposia proc.of Materials Research Society. (in press).
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[Publications] T.Yoshimura: "Electrical properties of Y_2O_3 Thin Films as a buffer layer for MFIS type PET" Japanese Journal of Applied Physics. (to be published).
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[Publications] T.Shimura: "Delectric property Improvement of YMnO_3 by substituting A site ion" Japanese Journal of Applied Physics. (to be published).
