酸化ハフニウム基強誘電体の基礎特性の解明

抄録

HfO₂基の強誘電体は，従来の強誘電体と異なり，シリコンプロセスとの高い親和性を有し，膜厚を20nm以下に薄膜化しても強誘電性が劣化しないことから，大きな関心を集めている．本研究では，従来の多結晶で不純物相の混入していた膜に代わって，高品質の方位制御されたエピタキシャル膜を作製した．その結果，強誘電性の起源が結晶の対称中心のない直方晶相であることを実験的に明らかにした．この膜を用いて，最大の残留分極値である自発分極値と，使用温度限界であるキュリー温度を見積もった．その結果，現在強誘電体メモリに使用されているPb(Zr_0.4Ti_0.6)O₃やSr_0.8Bi_2.2Ta₂O₉と遜色がない特性を有することを初めて明らかにした．