強誘電体微細構造の形成と不揮発性微小メモリ効果の実現

铁电微结构的形成及非易失性微存储效应的实现

基本信息

批准号：
08875065
负责人：
徳光永輔
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875065/
关键词：
強誘電体不揮発性メモリ CeO_2 PZT エピタキシャル成長

项目摘要

2年度目の本年度は、初年度からの研究結果を踏まえて、研究を進めた。強誘電体微小構造メモリを実現するためには、結晶粒径が大きく、結晶性の良好で、かつ平坦な表面を持つ強誘電体薄膜を得ることが重要である。前年度までにこの目標を達成できなかったため、今年度も引き続き、強誘電体薄膜の分子線エピタキシ-法の研究を進めた。前年度は、シリコン基板上にCeO_2をバッファ層としてPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜をエピタキシャル成長する実験を行ってきたが、エピタキシャル膜の高品質化を目標に、本年度はバッファ層としてY_2O_3を採用した。基板にはSi(111)を用い、Y_2O_3バッファ層成長の原料としてはY_2O_3ペレットを、PZT強誘電体膜の原料にはZrO_2/TiO_2焼結体とPbOを用いた。最初に、Y_2O_3バッファ層をSi(111)基板上に基板温度600-800℃で成長したところ、YS_2O_3(111)の単一配向膜が得られることが分かった。また同時に、Si基板との界面に問題があることが明らかとなった。次に成長後に酸素雰囲気中で900℃のポストアニールを行ったところ、Si基板との界面特性も良好なY_2O_3膜の成長に成功した。これをバッファ層に用いて、強誘電体薄膜PZTを作製し、容量-電圧(C-V)特性を評価したところ、PZT強誘電性に起因するヒステリシスループが観測され、メモリウインドウは1.5Vに達した。以上より、微小メモリへ応用するための基礎となる強誘電体エピタキシャル成長膜が得られた。また、走査型トンネル顕微鏡を用いた測定から、強誘電体膜の平坦性を改善することが必要であることが明らかとなった。

今年，第二年，我们根据第一年的研究结果进行了研究。为了实现铁电微结构记忆，重要的是要获得具有较大晶粒尺寸，良好结晶度和平坦表面的铁电薄膜。由于该目标不是前一年实现的，因此我们继续研究今年铁电薄膜的分子束外延法。在上一年，我们进行了一个实验，其中Pb（Zr，Ti）O_3（PZT）薄膜是在硅基板上使用CEO_2作为缓冲层的硅底物生长的，但目的是提高外部膜膜的质量，本年度Y_2O_3作为缓冲层采用了缓冲层。 Si（111）用于底物，Y_2O_3颗粒用作Y_2O_3缓冲层生长的原材料，ZRO_2/TIO_2固定的身体和PBO用作PZT FIRREECTRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICRICTIC膜的原材料。首先，在600-800°C的底物温度下，在SI（111）底物上生长Y_2O_3缓冲层，发现获得了YS_2O_3（111）的单个方向膜。同时，揭示了与Si基板的接口存在问题。接下来，在生长后，在900°C进行了停产。使用它作为缓冲层，制造了铁电薄膜PZT，并评估了电容 - 电压（C-V）特性。观察到由于PZT铁电性而引起的磁滞回路，并且记忆窗口达到1.5V。从上面，已经获得了用于适用于微观记忆应用的基础的铁电上皮上种植的膜。此外，使用扫描隧道显微镜进行测量表明，有必要改善铁电膜的平坦度。