講演抄録/キーワード |
講演名 |
2017-10-26 10:50
ZrO2シード層がHfxZr1-xO2薄膜の強誘電性へ及ぼす効果 ○女屋 崇(明大/物質・材料研究機構)・生田目俊秀(物質・材料研究機構/JST)・澤本直美(明大)・大井暁彦・池田直樹・知京豊裕(物質・材料研究機構)・小椋厚志(明大) SDM2017-57 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2017-57 |
抄録 |
(和) |
本研究では、TiN下部電極と強誘電体HfxZr1-xO2 (HZO)薄膜の間に原子層堆積法を用いて成膜したZrO2膜をシード層として挿入したTiN/ZrO2/HfxZr1-xO2/TiN MFM (Metal-Ferroelectric-Metal)キャパシタ(ZrO2-seed)を作製して、結晶性及び強誘電性について調べた。ZrO2-seedはシード層無の場合に比べて、残留分極値(2Pr = Pr+ − Pr−)を約1.4倍大きく改善できた。また、ZrO2-seedは膜厚2.0 nmのZrO2シード層を用いることで最大2Pr値を示した。これは、成膜した時点で直方晶及び正方晶相を有する多結晶構造を形成するZrO2シード層を核生成層として用いることで、アモルファス構造を有するHZO膜が熱処理過程で主に強誘電相である直方晶相へ結晶化したためと考えられる。以上より、ZrO2シード層の導入はHZO膜の強誘電性の向上へ有望な手法と言える。 |
(英) |
The effect of crystallized ZrO2 seed layers, which inserted between a TiN bottom electrode and a ferroelectric HfxZr1-xO2 (HZO) thin film, on the ferroelectricity of HZO films was investigated. The remanent polarization (2Pr = Pr+ − Pr−) of a TiN-electroded capacitor with a ZrO2-seed layer (ZrO2-seed) was approximately 1.4 times larger than that of capacitors without a seed layer. Furthermore, the maximum 2Pr was exhibited when the thickness of the ZrO2-seed layer was 2.0 nm. For the ZrO2-seed case, vertical grain growth of the HZO film was observed from the polycrystalline ZrO2 seed layer consisted mainly of orthorhombic and tetragonal phases after the ALD process. Moreover, large crystal grains were formed, in which the ZrO2 seed layer and HZO film were combined, which led to significantly improved ferroelectricity. In conclusion, this work suggests that the ZrO2 seed layer plays an important role as a nucleation layer of the HZO film. |
キーワード |
(和) |
強誘電体HfxZr1-xO2薄膜 / ZrO2シード層 / 原子層堆積(ALD)法 / MFM (Metal-Ferroelectric-Metal)キャパシタ / / / / |
(英) |
Ferroelectric HfxZr1-xO2 thin film / ZrO2 seed layer / Atomic layer deposition (ALD) / MFM (Metal-Ferroelectric-Metal) capacitor / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 117, no. 260, SDM2017-57, pp. 39-44, 2017年10月. |
資料番号 |
SDM2017-57 |
発行日 |
2017-10-18 (SDM) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) |
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