強誘電体および絶縁体薄膜界面の高信頼化のための物理化学的モデル構築

高可靠性铁电体和绝缘体薄膜界面的物理化学模型构建

基本信息

  • 批准号:
    06F06403
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2008
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

IT型強誘電体メモリのMFM構造あるいはMFIS構造実現のための強誘電体材料は、これまで実用化している1T1C型強誘電体メモリに用いられる強誘電体とは異なる特性が求められる。すなわち、強誘電体の低残留分極値Pr化(1型のFETのゲートの開閉には小さなPrの値が必要)、低誘電率ε化(ゲート絶縁膜に電界が集中することを防ぐため)、ゲート絶縁膜の高誘電率ε化(1T型の欠点である減分極効果を低減するため)、および、結晶化温度の低温化(特に強誘電体材料の低温結晶化)等が必要である。本研究では上記の要請を考慮して、2年間にわたりSBT(SrBi_2Ta_2O_9)をベースとなる強誘電体として、添加物を検討してきた。昨年度までで、添加物としてBZO(BiZrO_3)が有効であることを見いだし、さらに、HfO_2絶縁層を形成したSi基板上にゾルゲル法によるSBT-BZO薄膜を製膜し、その微構造、結晶構造の最適化を行った。本年度はSBT-BZO薄膜を用いて上部及び下部電極(M)をPt、絶縁層(I)をHfO_2として、Pt/(SBT-BaZrO_3)/HfO_2/Siおよび、Pt/(SBT-(BaO,ZrO_2)-SBT)/HfO_2/Si(MFIS)構造の強誘電体を搭載したトランジスタを作成し、1T型トランジスタの特性を測定した。無添加のSBTとBZOを5および7mol%添加したSBTのメモリーウインドーを測定したところ、0.81,0.82および0.95Vを示し、BZO添加が有効である事が分かった。リーク電流密度はBZO添加SBTでは10^<-8>A/cm^2程度と比較的良好であった。リークの原因は高温でのアニール時に金属Biが電極界面や粒界に偏析することや、欠陥の影響と考えられた。
Type IT strong electricity body メ lure モ リ の MFM tectonic あ る い は MFIS structure be presently の た め の strong electric material lure は, こ れ ま で be in turn し て い る type 1 t1c strong electricity body メ lure モ リ に with い ら れ る strong electricity body と lure は different な る features が o め ら れ る. す な わ ち, strong electricity body の lure on low residual points very numerical Pr change (type 1 の FET の ゲ ー ト の open closed に は small さ な Pr の numerical が necessary) and a low rate of induced electric epsilon (ゲ ー ト never try membrane に electricity industry が concentrated す る こ と を anti ぐ た め), ゲ ー ト never try membrane の high rate of induced electric epsilon (1 t の points less で あ る points very low working fruit を す reduction る た め), お よ び, crystallization The melting temperature and low-temperature crystallization (especially に strong inductor materials <s:1> low-temperature crystallization) are が necessary である. This study で は written の を, please consider し て, 2 years に わ た り SBT (SrBi_2Ta_2O_9) を ベ ー ス と な る strong electricity body と lure し て, additive を beg し 検 て き た. Yesterday's annual ま で で, additive と し て BZO (BiZrO_3) が unseen で あ る こ と を see い だ し, さ ら に, HfO_2 never try layer を form し た Si substrate に ゾ ル ゲ ル method に よ る SBT - BZO を system film し, そ の micro structure, crystal structure の line optimization を っ た. This year は SBT - を BZO film with い て upper and び lower electrode (M) を Pt, never try layer (I) を HfO_2 と し て, Pt/(SBT - BaZrO_3)/HfO_2 / Si お よ び, Pt/(SBT - (BaO, ZrO_2) - SBT)/HfO_2 / Si (MFIS) tectonic の is strong The inductor を is carried with <s:1> たトラ ジスタを ジスタを ジスタを to form <s:1>, 1T type トラ ジスタ ジスタ ジスタ <s:1> characteristics を are determined た た. Without adding の SBT と BZO を 5 お よ び 7 mol % add し た SBT の メ モ リ ー ウ イ ン ド ー を determination し た と こ ろ, 0.81, 0.82 お よ び 0.95 V を し, BZO add が have sharper で あ る matter が points か っ た. Youdaoplaceholder0, リ, and the degree of <s:1> BZO with SBT added で, で, 10^<-8>A/cm^2, と, is relatively good であった. リ ー ク の reason は high-temperature で の ア ニ ー ル に Bi が metal electrode interface when や LiJie に segregation す る こ と や, owe 陥 の influence と exam え ら れ た.

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(0)
Effect of Ba and Zr Doping in Sr0. 8Bi2. 2Ta2O9 Thin Films
Sr0 中 Ba 和 Zr 掺杂的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. S. Bozgeyik;J. S. Cross;H. Ishiwara;K. Shinozaki
  • 通讯作者:
    K. Shinozaki
Impact of thin SrTiO_3 seed layer to achieve low-temperature crystallization below 300℃ and ferroelectricity of lead zirconate titanate thin film
薄SrTiO_3籽晶层对锆钛酸铅薄膜300℃以下低温结晶及铁电性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J.W.Moon;S.Tazawa;N.Wakiya;N.Mizutani;K.Shinozaki
  • 通讯作者:
    K.Shinozaki
Ferroelectric and Electrical Properties of BaZrO3 Doped Sr0.8Bi2.2Ta2O9 Thin Films
BaZrO3 掺杂 Sr0.8Bi2.2Ta2O9 薄膜的铁电和电性能
  • DOI:
    10.1557/proc-1071-f03-09
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. S. Bozgeyik;J. Cross;H. Ishiwara;K. Shinozaki
  • 通讯作者:
    K. Shinozaki
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篠崎 和夫其他文献

Design and consideration of multiferroic properties in PZT-ferrite system
PZT-铁氧体系统多铁性的设计与考虑
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    文志 原;櫻井 修;吉岡 朋彦;J. S. Cross;田中 順三;篠崎 和夫;脇谷 尚樹;木口 賢紀;Naoki Wakiya
  • 通讯作者:
    Naoki Wakiya
Pb(Zr,Ti)03薄膜の低温結晶化に及ぼすSrTiO3シード層の影響
SrTiO3籽晶层对Pb(Zr,Ti)03薄膜低温结晶的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    文志 原;櫻井 修;吉岡 朋彦;J. S. Cross;田中 順三;篠崎 和夫;脇谷 尚樹;木口 賢紀
  • 通讯作者:
    木口 賢紀
Y2O3添加ZrO2薄膜を用いた抵抗変化型メモリ素子における量子化伝導の発現
使用 Y2O3 掺杂 ZrO2 薄膜的电阻变化存储元件中量子化传导的表达
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    二ツ森 皓史;白田 稜;塩田 忠;西山 昭雄;篠崎 和夫
  • 通讯作者:
    篠崎 和夫

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新規な強磁性体制御高移動度MOSトランジスタの開発
新型铁磁控制高迁移率MOS晶体管的研制
  • 批准号:
    16656199
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
組成傾斜バッファーレイヤ導入による薄膜応力と強誘電体物性の制御
通过引入成分梯度缓冲层来控制薄膜应力和铁电特性
  • 批准号:
    14655235
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 1.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
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