[发明专利]铁电性薄膜、使用其的电子元件以及铁电性薄膜的制造方法在审

申请号：	202080090482.8	申请日：	2020-12-25
公开（公告）号：	CN114902385A	公开（公告）日：	2022-08-12
发明（设计）人：	上原雅人;秋山守人;山田浩志;舟洼浩;清水荘雄;安冈慎之介	申请（专利权）人：	国立研究开发法人产业技术综合研究所;国立大学法人东京工业大学
主分类号：	H01L21/318	分类号：	H01L21/318;C01B21/06;C01G15/00;C01G33/00;C30B23/08;H01L45/00;H01L49/00;H01L41/09;H01L41/113;H01L41/187;H01L41/31;C04B35/50;C04B35/58;C04B3
代理公司：	北京银龙知识产权代理有限公司 11243	代理人：	陈彦;胡玉美
地址：	日本***	国省代码：	暂无信息
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摘要：
搜索关键词：	铁电性薄膜使用电子元件以及制造方法
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【说明书】：

本发明的目的在于提供一种与以往的由添加了钪的氮化铝构成的铁电性薄膜相比具有非常高的铁电性并且具有可耐受实用的稳定性的铁电性薄膜及使用其的电子元件。本发明提供由化学式M1_1‑XM2_XN表示、M1为Al或Ga、M2为选自Mg、Sc和Nb中的至少1种元素、X为0以上且1以下的范围的铁电性薄膜和使用其的电子元件。

技术领域

本发明涉及铁电性薄膜、使用其的电子元件以及铁电性薄膜的制造方法。

背景技术

作为铁电体材料，一直以来，已知钛酸钡(BaTiO₃)、锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)O₃)、锆钛酸镧铅((Pb,La)(Zr,Ti)O₃)、铁酸铋(BiFeO₃)等。铁电体(铁电性薄膜)是电介质的一种，是指即使在外部没有电场，电偶极子也排列，且偶极子的方向能够根据电场而变化的物质。这样的铁电体是除了铁电性之外还具有热电性、压电性的电介质，因此除了作为利用铁电性的FeRAM(铁电体存储器)等使用之外，还利用压电效应而作为致动器等使用。

在这样的铁电体材料中，最近报道了添加了钪的氮化铝具有优异的铁电性(参照非专利文献1)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Simon Fichtner，Niklas Wolff，Fabian Lofink，Lorenz Kienle，和Bernhard Wagner，J.Appl.Phys.125，114103(2019)

发明内容

发明所要解决的课题

然而，非专利文献1中记载了：在添加了钪(Sc)的氮化铝(Al_1-xSc_xN)中，钪的浓度X为小于0.22的范围时，在达到矫顽电场之前会发生绝缘破坏。

因此，Sc的浓度X小于0.22的Al_1-xSc_xN存在无法制作铁电性薄膜的问题。

另外，由Al_1-xSc_xN构成的铁电性薄膜存在如下问题：如果没有充分的膜厚(例如600nm以上)，则不显示充分的铁电性，且不具有可耐受实用的稳定性。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供具有高的铁电性且具有可耐受实用的稳定性的铁电性薄膜、使用其的电子元件以及铁电性薄膜的制造方法。

用于解决课题的方法

本发明的发明人对上述问题持续进行了深入研究、开发，结果发现了如下那样的划时代的铁电性薄膜、使用其的电子元件和铁电性薄膜的制造方法。