隨著集成電路技術(shù)和二維材料加工工藝的飛速進(jìn)步,人們已經(jīng)將傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的特征尺寸縮小到納米量級(jí),尤其以臺(tái)積電等國(guó)際大廠為代表的產(chǎn)業(yè)界,已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模采用7 nm工藝并已實(shí)現(xiàn)晶圓的量產(chǎn)。然而,隨著器件特征尺寸的進(jìn)一步縮小,物理極限所帶來(lái)的量子隧穿等非理想效應(yīng),卻給產(chǎn)業(yè)界帶來(lái)了不小的難題,特別是在存儲(chǔ)器領(lǐng)域。尋找傳統(tǒng)硅材料的替代品以適應(yīng)更小器件尺寸、更高集成度、更穩(wěn)定性能的要求,已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。鐵電材料作為一種廣泛存在且種類豐富的潛在替代材料,由于其特有的電滯回線現(xiàn)象,越來(lái)越受到研究者們的關(guān)注。本文正是基于這個(gè)背景下開(kāi)展了以BaTiO₃為鐵電功能層、LaNiO₃和SrRuO₃為底電極的鐵電隧道結(jié)的制備及性能表征研究。采用脈沖激光沉積技術(shù)制備出表面平整、界面清晰、成相良好的外延薄膜,不同功能層堆疊形成鐵電隧道結(jié)器件,通過(guò)X射線衍射、原子力顯微鏡和壓電力顯微鏡等各項(xiàng)表征和電學(xué)性能測(cè)試,獲得了性能穩(wěn)定,重復(fù)性良好的鐵電隧道結(jié)器件,觀測(cè)到高達(dá)10³的開(kāi)關(guān)比;并且,就鐵電層厚度對(duì)隧道結(jié)器件性能的影響做了詳細(xì)研究,... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鐵電性與鐵電材料
        1.1.1 鐵電體及其發(fā)展
        1.1.2 鈣鈦礦型鐵電體
        1.1.3 鐵電性的重要特征
    1.2 鐵電性在存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.1 傳統(tǒng)存儲(chǔ)器
        1.2.2 鐵電材料在存儲(chǔ)器中的應(yīng)用
    1.3 鐵電隧道結(jié)概述
        1.3.1 納米尺度下的鐵電性
        1.3.2 鐵電隧道結(jié)原理及發(fā)展
第二章 薄膜制備、表征及相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 薄膜的主要制備方法
        2.1.1 磁控濺射（Magnetron Sputtering）
        2.1.2 脈沖激光沉積（Pulsed Laser Deposition）
    2.2 薄膜分析方法
        2.2.1 X射線測(cè)試技術(shù)
        2.2.2 原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope）
        2.2.3 壓電力顯微鏡（Piezoresponse Force Microscope）
    2.3 固相燒結(jié)法
第三章 PLD生長(zhǎng)工藝探索
    3.1 薄膜樣品生長(zhǎng)
3 薄膜生長(zhǎng)工藝">        3.1.1 LaNiO₃ 薄膜生長(zhǎng)工藝
3 薄膜生長(zhǎng)工藝">        3.1.2 SrRuO₃ 薄膜生長(zhǎng)工藝
3 鐵電隧道結(jié)生長(zhǎng)工藝">        3.1.3 BaTiO₃ 鐵電隧道結(jié)生長(zhǎng)工藝
    3.2 隧道結(jié)X射線測(cè)試結(jié)果
        3.2.1 X射線反射（XRR）膜厚測(cè)量
        3.2.2 XRD物相表征
    3.3 TEM界面微結(jié)構(gòu)表征
3 鐵電隧道結(jié)的鐵電性及隧穿電致阻變效應(yīng)">第四章 BaTiO₃ 鐵電隧道結(jié)的鐵電性及隧穿電致阻變效應(yīng)
    4.1 鐵電超薄膜PFM表征
        4.1.1 隧道結(jié)鐵電層疇結(jié)構(gòu)
        4.1.2 鐵電超薄膜的鐵電保持特性
        4.1.3 極化翻轉(zhuǎn)與阻變效應(yīng)的聯(lián)系
3 隧道結(jié)的電致阻變效應(yīng)">    4.2 BaTiO₃ 隧道結(jié)的電致阻變效應(yīng)
        4.2.1 理論模型
        4.2.2 不同厚度隧道結(jié)電學(xué)性能測(cè)試及擬合
        4.2.3 J-V曲線擬合及輸運(yùn)分析
3 隧道結(jié)的保持及翻轉(zhuǎn)性能改善">    4.3 BaTiO₃ 隧道結(jié)的保持及翻轉(zhuǎn)性能改善
        4.3.1 界面調(diào)控
        4.3.2 內(nèi)建電勢(shì)調(diào)控
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：2896177