金属／強誘電体／絶縁体／半導体積層構造を用いたトランジスタ型強誘電体メモリ

摘要

本研究では、トランジスタ型強誘電体メモリ用のメモリセルとしてPt/SrBi{sub}2Ta{sub}2O{sub}9(SBT)/HfO{sub}2/SiおよびPt/(Bi,La){sub}4Ti{sub}3O{sub}12(BLT)/HfO{sub}2/Si（金属／強誘電体／絶縁体／半導体：MFIS）構造のpチャネル電界効果トランジスタ(MFIS FET)を作製し、その電気的特性評価を行った。強誘電体には厚さ400nmのゾルゲルSBTおよびBLT薄膜を用いて、これらを高真空中での電子ビーム蒸着法により形成した厚さ8nmのHfO{sub}2薄膜上に堆積した。 作製したMFIS FETのチャネル幅およびチャネル長はそれぞれ50μmおよび5μmである。 作製したMFIS FETは室温において10日以上のデータ保持が可能であった。 特にPt/SBT/HfO{sub}2/Si構造MFIS FETは30日以上のデータ保持後においても約10{sup}3のドレイン電流比を示した。 また作製したMFIS FETは、パルス幅20nsでのデータ書き込みが可能であり、かつ2.3×10{sup}11回程度の書き込みパルス印加後においてもトランジスタ特性はほとhど変化しなかった。