Si基板上に形成した多結晶Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>薄膜の容量-電圧(C-V)ヒステリシス特性と界面状態の評価(薄膜(Si,化合物,有機)機能デバイス・材料・評価技術)

概要

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Au/Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>(BLT)thin film/p-Si構造の容量-電圧(C-V)特性に、BLT薄膜の強誘電性に基づく、時計回りのヒステリシスが観測された。ヒステリシス電圧幅は多結晶BLT薄膜中の結晶優先配向に依存すること、およびBLTの優先配向は結晶化の早い段階に生じていることが確認された。Au/BLT/Si構造の作製直後には膜中の電荷、電子トラップ、界面準位の密度が高いため、理想フラットバンド電圧からの電圧シフトとC-Vカーブの周波数分散が生じた。550℃あるいは600℃で結晶化した膜について界面準位密度を評価したところ、Siバンドギャップの中央付近において、それぞれ~3.4x10^<11>cm^<-2>ev^<-1>あるいは~4x10^<11>cm^<-2>ev^<-1>(いずれも1kHz)であった。400℃の酸素雰囲気中のポストアニールによって、C-Vカーブの電圧シフトと周波数分散はかなり小さくなった。このことは、固定電荷、電子トラップ、界面準位密度がポストアニールによって低減したことを意味している。ポストアニール後の界面準位密度は550℃で結晶化した試料については約1/3になった。さらに、ポストアニールによってBiサブオキサイドが減少されたことが明らかとなった。
社団法人電子情報通信学会の論文
2006-04-10