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完全界面制御プロセスによる機能調和素子創成

通过完整的界面控制流程创建功能和谐的元素

基本信息

批准号：
13025228
负责人：
田畑仁
金额：
$ 26.94万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)日本初のオリジナルのメモリデバイス作製:シリコンと強誘電体薄膜のインテグレーションを目指し実施中の研究により、従来の酸化物強誘電体材料の持つ欠点を克服する新材料として、スピングラス、双極子グラス、ワイドギャップ酸化物半導体(ZnO等)物質を選定し、シリコン半導体素子へのインテグレーションを実施した。さらにナノ電極^*間にDNA等の有機メモリ分子を組み込んだナノ構造制御メモリ素子も作製。(2)メモリデバイスの量子サイズ効果と集積化素子特性評価:(1)で選択したメモリ材料の素子サイズ(膜厚、パターン形状)の変化に伴う、メモリ特性(誘電率、磁化率)の変化を調べ、誘電体の電子分極および磁性体のスピンとの相関を明らかにし、デバイスとして動作する物理的な集積化の限界を明らかにした。特に、極限のサイズ領域(10-20nm膜厚)における、誘電物性の変化(量子効果)を評価するため、原子間力顕微鏡(AFM)に組み込んだ誘電物性評価装置を用いて、集積化時の素子特性を明らかにした。^<**>名取(筑波大)らの理論的予測と比較して考察を行った。また、ナノスケールへの集積化時に課題となる、完全界面制御を確立するため、これまでに構築してきたシリコン(100)および(111)表面上へ形成した強誘電体薄膜、およびバッファー層に使用する極薄(1nm程度)SiON形成技術を確立した。この為の界面評価は高分解能TEMを用いた^<***>。*、**、***については、堀池(東大)、一木(東洋大)、名取(筑波大)、田中(名大)らと共同して進めた。

(1)Japan's initial research on ferroelectric thin film technology indicates that new materials, such as silicon, bipolar, and acid semiconductors (ZnO, etc.), have been selected and implemented to overcome the shortcomings of acid ferroelectric materials. In addition, organic molecules such as DNA are used in the formation of electrodes, and the structure of molecules is used to control the formation of molecules. (2)Evaluation of the quantum properties and the aggregation of electron properties:(1) The physical limits of the aggregation of electron properties (film thickness, shape) of materials are clearly defined by the selection of electron properties (film thickness, shape), the adjustment of electron properties (permittivity, magnetic susceptibility), and the correlation between electron polarization and magnetic properties of inductors. Special, limiting and dielectric domain (10-20nm film thickness), inductive properties (quantum effect) evaluation, atomic force microscopy (AFM), assembly, inductive properties evaluation device, aggregation of electron characteristics. <**> The prediction and comparison of the theory of Tsukuba In order to establish a complete interface control technology for the integration of silicon, a ferroelectric thin film is formed on the surface of the silicon substrate (100) and a thin (about 1nm)SiON is formed. The interface evaluation of this paper is based on the application of TEM with high resolution energy. *, **, ***については、堀池(东大)、一木(一灯大)、名取(筑波大)、田中(名大)らと共同して进めた。