新強誘電体薄膜の探索

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磁性強誘電体YMnO_3系と半導体の接合によってMOS界面(MFIS界面)を形成し,新規な電界効果型の不揮発性メモリの開発を行っている。1)強磁性強誘電体RMnO_3系物質の開発YMnO_3の成長において問題であった成長中の組成変動を、ターゲットの作成方法、基盤加熱機構、レーザー波長の短波長化によって抑制し、分極ヒステリシスの矩形性を大幅に改善した。2)YMnO_3を用いたMOS(MFIS)キャパシタの記憶保持特性YMnO_3をSi上にエピタキシャル成長させMOS(MFIS)キャパシタを作成した.強誘電体ゲートトランジスタ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リーク電流の影響を昨年度より詳細に把握した。3)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの作成に向けた成長温度の低減化YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを試作中にYMnO_3のクラッキングの問題が生じた.成長温度を低温化することによって対処する予定である。昨年度、成長温度は650℃まで低減できることが明らかになっていたが、650℃で作製した試料では十分な強誘電性が得られないことがわかった。現在は、740℃で成長している。4)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの試作YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを20μmと大きなゲート長ではあるが全行程を終了した。YMnO_3のエッチングなどのデバイスプロセスの問題点が顕在化し、未だ良好なトランジスタ特性は得られていない。5)YMnO_3の磁気特性と誘電特性との相関ネール点近傍の温度において、YMnO_3の分極反転の抗電界および低電界側での誘電率に異常があることが見いだされた。