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J-GLOBAL ID：202502220473801980   整理番号：25A0729886

酸素分布を変えた強誘電体AlScN膜の低電圧スイッチング

Low Voltage Operation of Ferroelectric AlScN Films by Oxygen Profiling

著者 (5件)： Sung-Lin Tsai (東京科学大学工学院) ,  星井拓也 (東京科学大学工学院) ,  筒井一生 (東京科学大学総合研究院) ,  若林整 (東京科学大学総合研究院) ,  角嶋邦之 (東京科学大学工学院)
資料名： 電気学会論文誌 C  (IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems)
巻： 145  号： 3  ページ： 381-385(J-STAGE)  発行年： 2025年 
JST資料番号： S0810A  ISSN： 0385-4221  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 強誘電体(FE)Al_0.7Sc_0.3N膜の高い抗電界(Ec)を低減する方法を提案した。Al_0.7Sc_0.3O_0.2N_0.8を形成するための適切な酸素を取り込むことにより,90μC/cm²を超える高い残留分極(Pr)を維持しながら,Ecを3.8MV/cmから2.8MV/cmに低減できた。Ecの低減はおそらくO原子とAl原子の複合空孔によるもので,ウルツ鉱の格子定数の比(c/a)を低下させるSc原子誘起歪みとは異なる。誘電率が17から30に増加したこともEcの低減を裏付けている。膜中の酸素深さプロファイルを設計することで,7nmの厚さでもFE特性が得られた。より薄い厚さでもEcは増加し,5V未満の電圧で強誘電体のスイッチングが確認された。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *強誘電体 ,  抗電場 ,  酸素 ,  残留分極 ,  空格子点 ,  ウルツ鉱 ,  格子定数 ,  誘電率 ,  改良 ,  *接続品質 ,  コンデンサ ,  *集積回路メモリ ,  薄膜技術 ,  *駆動
準シソーラス用語： *ICメモリ ,  キャパシタ ,  *スイッチング性能 ,  空孔【点欠陥】 ,  抗電界 ,  *低電圧駆動 ,  特性改善 ,  薄膜化技術

著者キーワード (6件)： 強誘電体 ,  キャパシタ ,  メモリ ,  ferroelectric ,  capacitor ,  memory

分類 (2件)： 強誘電体,反強誘電体,強弾性  (BM05030B) ,  半導体集積回路  (NC03162T)

引用文献 (15件)：

• (1) H. Kohlstedt, Y. Mustafa, A. Gerber, A. Petraru, M. Fitsilis, R. Meyer, U. Bottger, and R Waser : “Current status and challenges of ferroelectric memory devices”, Microelectronic Engineering, Vol. 80, No. 17, pp. 296-304 (2005)
• (2) T. Schenk, M. Pesic, S. Sleasazeck, U. Schroeder, and T. Kikolajick : “Memory technology -a prime for material scientists”, Reports on Progress in Physics, Vol. 83, No. 8, 086501 (2020)
• (3) T. S. Boscke, J. Muller, D. Brauhaus, U. Schroder, and U. Bottger : “Ferroelectricity in hafnium oxide thin films”, Applied Physics Letters, Vol. 99, 1022903 (2011)
• (4) J. Okuno, T. Kunihiro, K. Konishi, M. Materano, T. Ali, K. Kuehnel, K. Seidel, T. Mikolajick, U. Schroeder, M. Tsukamoto, and T. Umebayashi : “1T1C FeRAM Memory Array Based on Ferroelectric HZO with Capacitor Unider Bitline”, Journal of the Electron Devices Society, Vol. 10, pp. 29-34 (2022)
• (5) J. Okuno, T. Kunihiro, T. Yonai, R. Ono, Y. Shuto, R. Alcala, M. Lederer, K. Seidel T. Mikolajick, U. Schroeder, M. Tsukamoto, and T. Umebayashi : “A highly reliable 1.8 V 1 Mb Hf_0.5Zr_0.5O₂-based 1T1C FeRAM Array with 3-D Capacitors”, 2023 IEEE International Electron Device Meeting (IEDM), San Francisco, CA, USA (2023)

タイトルに関連する用語 (5件)： 酸素 ,  分布 ,  強誘電体 ,  低電圧 ,  スイッチング