鐵電存儲器(Fe RAM)是一種以鐵電材料作為數(shù)據(jù)載體的非易失性存儲器,因其良好的抗輻射性能,在醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域一直備受關(guān)注。然而,現(xiàn)有鈣鈦礦型鐵電薄膜材料可微縮性差、與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝不兼容,使得Fe RAM的集成工藝復(fù)雜、存儲容量小,限制了Fe RAM的大規(guī)模應(yīng)用。螢石型氧化鉿基鐵電薄膜(FE-Hf O₂)是一種與CMOS工藝高度兼容的新型鐵電材料,且厚度薄至3 nm以下仍能保持鐵電性,為研制高密度、抗輻射Fe RAM帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。然而,關(guān)于FE-Hf O₂輻射效應(yīng)的研究鮮有報(bào)道。另外,研究表明不同晶體結(jié)構(gòu)鐵電材料的抗輻射性能存在一些差異�；诖�,本論文首先制備出電學(xué)性能較符合Fe RAM應(yīng)用的鋯摻雜氧化鉿(HZO)鐵電薄膜;并對制備的HZO鐵電薄膜的總劑量輻射效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)地研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括:(1)基于Fe RAM的應(yīng)用要求,采用原子層沉積(ALD)方法制備Ti N/HZO鐵電薄膜/Ti N鐵電電容,對不同Zr O₂:Hf O₂比例、退火條件和厚度等關(guān)鍵工藝條件...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 抗輻射鐵電存儲器的重大需求與發(fā)展瓶頸
        1.1.1 鐵電存儲器的空間應(yīng)用需求
        1.1.2 鐵電存儲器的存儲原理及單元結(jié)構(gòu)
        1.1.3 基于鈣鈦礦型鐵電薄膜的鐵電存儲器面臨的挑戰(zhàn)
        1.1.4 螢石型氧化鉿基鐵電薄膜的天然優(yōu)勢與重要應(yīng)用潛力
    1.2 總劑量輻射效應(yīng)是影響抗輻射鐵電存儲器應(yīng)用的關(guān)鍵問題
        1.2.1 總劑量輻射效應(yīng)概述
        1.2.2 不同晶體結(jié)構(gòu)鐵電薄膜材料的總劑量輻射效應(yīng)差異
        1.2.3 氧化鉿基鐵電薄膜的總劑量輻射效應(yīng)研究進(jìn)展
    1.3 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.3.1 本論文的選題依據(jù)
        1.3.2 本論文的研究內(nèi)容
第2章 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的ALD制備與⁶⁰Coγ射線總劑量輻射試驗(yàn)方法
    2.1 ALD方法簡介
    2.2 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的⁶⁰Coγ射線總劑量輻射試驗(yàn)方法
        2.2.1 輻射源的選擇
        2.2.2 試驗(yàn)條件的設(shè)定
        2.2.3 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的⁶⁰Coγ射線總劑量效應(yīng)地面模擬試驗(yàn)流程
    2.3 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的抗輻射性能評價(jià)方法
        2.3.1 電學(xué)性能測試
        2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)表征
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于鐵電存儲器應(yīng)用匹配性原理的鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的關(guān)鍵制備工藝研究
    3.1 引言
    3.2 FeRAM用鐵電薄膜的選材原則
    3.3 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的ALD制備工藝流程
    3.4 不同制備工藝條件下鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的性能分析
        3.4.1 不同HfO₂和ZrO₂比例的鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜性能分析
        3.4.2 不同退火條件下鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的性能分析
        3.4.3 不同厚度的鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的⁶⁰Coγ射線總劑量輻射效應(yīng)研究
    4.1 引言
    4.2 ⁶⁰Coγ射線輻射對鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜性能的影響
        4.2.1 鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的初始鐵電性能表征
        4.2.2 總劑量輻射對鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜宏觀電學(xué)性能的影響
        4.2.3 總劑量輻射對鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的微觀結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 不同厚度鋯摻雜氧化鉿鐵電薄膜的總劑量輻射效應(yīng)研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3896930