減圧仮焼成プロセスを用いたBLT強誘電体薄膜の大幅特性向上

摘要

減圧仮焼成プロセスをゾルゲル法に導入する事により80nmという薄膜Bi{sub}3.45La{sub}0.75T{sub}3O{sub}12 (BLJ)の強誘電特性を著しく向上できる事を見い出した。 この減圧乾燥プロセスはBIJの塗布乾燥後、且つ結晶化アニール前の350℃での仮焼成を指す。 1.3kPaの減圧酸素雰囲気中での仮焼成により残留分極値は最大27.2μC/cm{sup}2迄増大できる事が確認された。 この様に残留分極密度が大きく向上したにも拘らず、不純物添加等を行っていないため抗電界は54.3V/cmと殆ど増大する事無く通常プロセスとほぼ一層に保たれている。今回減圧酸素雰囲気下の仮焼成プロセスで実現された大きな残留分極値27.2μC/cm{sup}2は1気圧の酸素雰囲気下の仮焼成の標準プロセスで得られる残留分極地の2.3倍にも達し、従来報告されているどのBLT強誘電特性よりも大きな値が実現された。 また強誘電ヒステリシス特性は良好な飽和特性を示し、＋/-2Vの動作が可能である。更に最も強誘電性が向上する条件で作製したBIT薄膜が10{sup}10回の疲労試験にも強誘電特性が殆ど劣化せず無疲労である事も確認された。