利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0052

利用課題名 / Title

MIM構造作製プロセスの検討と試作

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

Metal-Insulator (Ferroelectric)-Metal (MIM)キャパシタ構造,強誘電体,Hf0.5Zr0.5O2(HZO),PE測定

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

谷村英昭

所属名 / Affiliation

株式会社SCREENセミコンダクターソリューションズ

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]
AT-095：RF-DCスパッタ成膜装置（芝浦）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　近年、強誘電体の持つ特性を応用したデバイス研究が盛んに行われている。本研究では、Metal-Insulator (Ferroelectric)-Metal (MIM)キャパシタ構造を作製し、熱処理による強誘電特性変化を調べた。

実験 / Experimental

　図１に試料構造図を示す。円柱状のMIMキャパシタンス構造を作製した。上部電極形状はΦ200µmである。試料作成フローを図２に示す。強誘電体材料として、Hf_0.5Zr_0.5O₂(HZO)を用い、膜厚を10, 5nmとした。試料の評価には、分極特性測定、結晶性を見るためにXRDを用いている。

結果と考察 / Results and Discussion

　図３に、10nm試料における熱処理後のPE測定の結果を示す。明瞭なヒステリシス特性が得られていることが分かる。XRDにより、強誘電性を示すO層の形成が確認された。また、5nmの場合においても同様に強誘電特性を得ることができている。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１．試料構造図

図２．試料作成プロセスフロー

図３．10nm試料におけるPE特性の結果

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Hideaki Tanimura, Fabrication of thin ferroelectric Hf_0.5Zr_0.5O₂ films by millisecond flash lamp annealing, Japanese Journal of Applied Physics, 62, SC1044(2023).
DOI: 10.35848/1347-4065/acb1b7

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

Yasuo Nara, Yuto Ota, Hideaki Tanimura, Hikaru Kawarazaki, Shin'ichi Kato, "Fabrication of Thin Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 Film by Millisecond Flash Lamp Annealing", 54th International Conference on Solid State Devices and Materials, (SSDM2022)（千葉）, 2022年9月27日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件