氏 名 金 鎭 雄 学 位 の 種 類 博 士 （工学）

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氏 名 金 鎭 雄 学 位 の 種 類 博 士 （工学）

学 位 記 番 号 第 5 2 0 号

認 定 課 程 名 防衛大学校理工学研究科後期課程 学 位 授 与 年 月 日 平成 28 年 3 月 11 日

論 文 題 目

審査担当専門委員 （主査） 首 都 大 学 東 京 教 授 奥 村 次 徳 京 都 大 学 教 授 藤 田 静 雄 東 京 大 学 教 授 平 川 一 彦

審 査 の 結 果 の 要 旨

移動通信の利用が急速に進展していることから、情報通信量の増大に対応すべく、より 高い周波数領域で動作する電子材料の開発が強く求められている。こうした中で、強誘電 体材料は電気的に制御可能（チューナブル）な移相器に代表される通信デバイスを、比較 的簡単なデバイス構造を用いて実現きるため、その小型化・高信頼化と低価格化が可能で あることから大きな期待を集めている。本研究は、高周波領域での通信デバイス用材料と して、チタン酸バリウム系強誘電体材料である固溶体 Ba(Zr

Ti

)O

（以下、BZT と略す）

が高周波用途に適していることに着目し、その薄膜化のためのプロセス技術を確立し、こ の材料系が優れた高周波誘電特性を示すことを実証したものである。

まず、BZT 固溶体の高品質な薄膜を、広い組成領域にわたって作製するためには、金属 ターゲットを用いた反応性スパッタ法が有力な手段であることを、ターゲット材料の管理 を含めて作製条件を最適化することにより実証している。次に、基板材料として酸化マグ ネシウム（MgO）および Pt/MgO を用いて成膜した、比較的薄い（200 nm）BZT 膜の誘電 特性を評価することで、反応性スパッタ法で作製した BZT 膜は、誘電率のチューナビリテ ィに優れ、かつ誘電損失も低いことを明らかにしている。

BZT の高周波デバイス応用には、基礎物性評価に用いた堆積膜よりも厚い膜厚が必要で ある。そこで本研究では、BZT 強誘電体を用いた高周波通信デバイスへの実現に向けて、

より膜厚の大きな高品質 BZT 膜を作製するためのスパッタ条件を追求している。また併せ

て、強誘電体薄膜の誘電特性を、18GHz までの高周波領域において測定する技術を確立し

ている。その結果、500nm の厚さを有する BZT 膜の作製に成功するとともに、BZT 固溶体

において、 Ti 格子位置を Zr 原子が置換することの役割と高周波誘電特性を向上させる上で の効果について明らかにしている。

以上、本研究は、金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法により高品質 BZT 薄膜形成

に成功し、その膜が高周波領域で優れた誘電特性を有することを実証した。これらの成果

は、小型で高性能な高周波通信デバイスの発展に大きく寄与するものであり、学術的価値

も高く博士（工学）として合格と判断した。