鐵電存儲器具有低功耗、高讀寫速度、抗輻射性能好及非易失性等優(yōu)點,是當(dāng)前最被看好的幾類新型存儲器技術(shù)之一。長期以來,由于采用傳統(tǒng)鈣鈦礦鐵電薄膜的1T-1C型鐵電存儲器中鐵電薄膜厚度較大,且存儲單元面積大,存儲容量低,越來越難以滿足應(yīng)用要求。近年來,隨著氧化鉿基鐵電薄膜的發(fā)展,與CMOS兼容的1T型鐵電存儲器成為了研究熱點,有望突破鐵電存儲器容量限制瓶頸。本文圍繞基于氧化鉿薄膜材料的鐵電晶體管核心部件鐵電柵結(jié)構(gòu)展開研究,具體研究內(nèi)容如下:（1）為研究MFIS鐵電柵中絕緣層對鐵電薄膜性能的影響,采用射頻磁控濺射和溶膠凝膠法分別制備了介電常數(shù)為12的二氧化鉿high-k介質(zhì)薄膜和2Pr為18 μC/cm2的SBT薄膜。并在基于傳統(tǒng)SBT薄膜的MFIS（Pt/SBT/Hf02/Si）柵結(jié)構(gòu)中驗證了 high-k層對鐵電柵性能的影響,認為適當(dāng)減薄絕緣層的厚度有利于獲得較大的存儲窗口。（2）采用原子層沉積法制備了鐵電氧化鉿HZO薄膜�；贛FM（Metal-Ferroelectric-Metal）結(jié)構(gòu)對HZO鐵電薄膜的電學(xué)性能進行了研究。研究結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)鐵電薄膜SBT,新型鐵電薄膜HZO具有更... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 鐵電材料的概述
        1.1.1 傳統(tǒng)鐵電材料簡介
        1.1.2 新型氧化鉿基鐵電材料簡介及現(xiàn)狀
        1.1.3 鐵電薄膜的特性與表征
    1.2 鐵電存儲器及其存儲結(jié)構(gòu)
    1.3 鐵電器件電離輻射效應(yīng)
        1.3.1 外太空輻射環(huán)境
        1.3.2 電子器件輻射效應(yīng)簡介
        1.3.3 鐵電薄膜材料輻射現(xiàn)狀
    1.4 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.4.1 本論文的選題依據(jù)
        1.4.2 本論文的研究內(nèi)容
第2章 實驗方法簡介
    2.1 鐵電薄膜制備及測試方法簡介
        2.1.1 溶膠凝膠法
        2.1.2 原子層沉積
        2.1.3 掃描電子顯微鏡
        2.1.4 鐵電分析儀
        2.1.5 半導(dǎo)體分析儀
        2.1.6 臺階儀
    2.2 輻射實驗
60Co簡介">        2.2.1 輻射源⁶⁰Co簡介
        2.2.2 電離輻射損傷機理
        2.2.3 輻射實驗方法
第3章 SBT基鐵電柵結(jié)構(gòu)制備與測試表征
    3.1 SBT鐵電薄膜的制備與表征
        3.1.1 SBT薄膜的Sol-Gel法制備
        3.1.2 SBT鐵電薄膜的表征
2介電層的制備與表征">    3.2 HfO₂介電層的制備與表征
    3.3 鐵電層為SBT的MFIS柵結(jié)構(gòu)的制備與性能
        3.3.1 SBT鐵電柵電容的性能測試
        3.3.2 不同厚度I層的MFIS柵結(jié)構(gòu)的電容電壓測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 HZO基FeFET柵結(jié)構(gòu)制備與性能表征
    4.1 HZO鐵電薄膜的制備與表征
        4.1.1 HZO鐵電薄膜的制備
        4.1.2 電極面積對HZO鐵電薄膜電滯回線的影響
        4.1.3 測試頻率對HZO鐵電薄膜電滯回線的影響
    4.2 鐵電層為HZO的MFIS柵結(jié)構(gòu)的制備與表征
        4.2.1 HZO鐵電柵電容的鐵電性能研究
        4.2.2 MFIS柵結(jié)構(gòu)的微觀及電學(xué)性能研究
        4.2.3 溫度對MFIS柵結(jié)構(gòu)保持的影響
        4.2.4 總劑量電離輻射對MFIS柵結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能影響
    4.3 MFMIS鐵電柵結(jié)構(gòu)初探
        4.3.1 MFMIS柵結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能表征探索
        4.3.2 總劑量電離輻射對MFMIS柵結(jié)構(gòu)電學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]銀河宇宙射線對登月航天員輻射危險分析[J]. 賈向紅,許峰,白延強,吳大尉,楊成佳,蔣睿,黃增信,馬洪波,宗秋剛.  航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2013(05)
[2]CMOS工藝中鎢的化學(xué)機械拋光技術(shù)[J]. 張映斌,趙楓,李炳宗.  微細加工技術(shù). 2006(02)

博士論文
[1]鐵電存儲器的輻射效應(yīng)及其抗輻射加固技術(shù)研究[D]. 辜科.電子科技大學(xué) 2015
[2]集成電路電離輻射效應(yīng)數(shù)值模擬及X射線劑量增強效應(yīng)的研究[D]. 郭紅霞.西安電子科技大學(xué) 2001



本文編號：3147885