| 講演名 | 2006/3/7 MFIS構造のラジカル照射による特性改善(新型不揮発性メモリ) 金島 岳, / 吉永 真生, 奥山 雅則, |
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| 抄録(和) | 近年,大容量,高速,低消費電力不揮発性メモリが求められている.そこで,Pt/SrBi_2Ta_2O_9 (SBT)/SiO_2/n-Siからなるmetal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS)構造を作製し,窒素および酸素ラジカル処理によりSBT強誘電体膜の表面を改質しメモリ保持特性の改善を行った.SBTはSiO_2/n-Si(100)基板上にシード層形成を導入した有機金属分解法(metal organic decomposition; MOD)により成長させた.XPS測定及びXRD測定によりラジカル照射はSBT薄膜の結晶性には大きな影響を与えず,表面のごく薄い部分に変化を与えることが分かった.また,Ultraviolet photo-yield spectroscopy (UV-PYS)による表面仕事関数を調べたところ,窒素ラジカル処理により大きくなることが分かり,実際にJ-V特性よりリーク電流が減ることを確認した.ラジカル処理後のC-V特性を調べたところ反時計回りのヒステリシスを確認し1～2V程度のメモリウィンドウを得た.これらのことより,SBT薄膜をラジカル処理することで,金属-強誘電体界面のポテンシャルバリアを大きくすることが出来,強誘電体の性質を劣化させることなくリーク電流を減らすことが出来ると考えられる.メモリ保持特性を測定した結果,窒素ラジカル照射においては10^6秒以上の大幅な改善が見られた. |
| 抄録(英) | Recently, new non-volatile memories have gathered much attention for application to high-density, high-speed and low-consumption memories. Pt/SrBi_2Ta_2O_9 (SBT)/SiO_2/n-Si metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) ferroelectric gate structures were prepared using SET thin film whose surface is modified by nitrogen and oxygen radicals. The effects of improving interface properties on memory retention characteristic have been investigated. The SBT film was deposited by using metal-organic decomposition. The XRD and XPS results show that modified thin layer is formed only on the surface by the irradiation with oxygen and nitrogen radicals. Ultraviolet photo-yield spectroscopy (UV-PYS) has been studied to estimate the Fermi-level. The SBT thin film with nitrogen treatment has exhibited the higher threshold energy than that without the irradiation. Thus the leakage current is decreased by the irradiation with nitrogen radical. C-V characteristic shows clearly memory window and sharp slopes corresponding to good interface layer. Memory windows of the MFIS structures are in the range of 1-2 V when the gate voltage is varied from 3 to 6 V. It is considered to contribute to reduce the leakage current through metal-ferroelectric junction. As a result, it is found that the retention characteristic in shows ON and OFF states and can be defined clearly after over 10^6 seconds. |
| キーワード(和) | 窒素ラジカル / 酸素ラジカル / SrBi_2Ta_2O_9 (SBT) / 保持特性 / UV-PYS |
| キーワード(英) | Nitrogen radical / Oxygen radical / SrBi_2Ta_2O_9 (SBT) / Retention / UV-PYS |
| 資料番号 | SDM2005-267 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2006/3/7(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Silicon Device and Materials (SDM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | MFIS構造のラジカル照射による特性改善(新型不揮発性メモリ) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Improved electrical properties of metal-ferroelectric-insulator-semiconductor by irradiation with a radical |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 窒素ラジカル / Nitrogen radical |
| キーワード(2)（和/英） | 酸素ラジカル / Oxygen radical |
| キーワード(3)（和/英） | SrBi_2Ta_2O_9 (SBT) / SrBi_2Ta_2O_9 (SBT) |
| キーワード(4)（和/英） | 保持特性 / Retention |
| キーワード(5)（和/英） | UV-PYS / UV-PYS |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 金島 岳 / Takeshi KANASHIMA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学 基礎工学研究科 電子光科学領域 Department of Systems Innovation, Graduate School of Engineering Science, Osaka University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | / 吉永 真生 / Le VAN HAI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学 基礎工学研究科 電子光科学領域 Department of Systems Innovation, Graduate School of Engineering Science, Osaka University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 奥山 雅則 / Masao YOSHINAGA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学 基礎工学研究科 電子光科学領域 Department of Systems Innovation, Graduate School of Engineering Science, Osaka University |
| 発表年月日 | 2006/3/7 |
| 資料番号 | SDM2005-267 |
| 巻番号（vol） | vol.105 |
| 号番号（no） | 654 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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