氧化鉿基鐵電材料具有與CMOS工藝兼容、微型化能力強、禁帶寬度大等特點,在促進鐵電存儲器的發(fā)展方面具有重要的作用,而鍺具有相對較高的載流子遷移率,可作為鐵電場效應(yīng)晶體管的溝道材料,鍺和氧化鉿基鐵電薄膜的集成有望提高鐵電存儲器的性能。但是鍺界面對氧化鉿基鐵電薄膜的影響還鮮有報道。因此,本文采用脈沖激光沉積法,在鍺基底上制備出Hf_0.5Zr_0.5O₂（HZO）薄膜并對其相關(guān)電學(xué)性能進行研究,具體研究內(nèi)容如下:1.通過改變基底溫度、氧壓、退火溫度等參數(shù),系統(tǒng)性的研究了上述工藝參數(shù)對Pt/HZO/Ge電容結(jié)構(gòu)中HZO薄膜性能的影響。隨著基底溫度、氧壓、退火溫度的增加,HZO薄膜的極化性能呈現(xiàn)先上升繼而下降的趨勢;在300^oC基底溫度、30 mTorr氧壓下經(jīng)500^oC退火處理的薄膜具有相對優(yōu)異的鐵電性能,剩余極化強度2P_r達16.3μC/cm²;其抗疲勞測試結(jié)果表明在10⁵次翻轉(zhuǎn)后剩余極化強度下降幅度為47%;測試結(jié)果表... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵電材料的電滯回線圖

大的過程中，發(fā)生粒子間的聚合和碰撞，在粒子不斷的濺射到基底上的過程中，成核中心不斷形成新的“島”，在持續(xù)的濺射過程中，相鄰的“島”不斷吸收新的粒子填充于“島”之間，從而成膜。脈沖激光沉積系統(tǒng)如圖2.1所示：圖 2.1 脈沖激光沉積系統(tǒng)示意圖在使用脈沖激光沉積系統(tǒng)進行薄膜制備時，制備工藝參數(shù)對薄膜性能有不同程度的影響。主要的影響因素有：濺射過程中的腔體氣氛條件、脈沖激光能量密度、

對 Pt/HZO/Ge 電容結(jié)構(gòu)中 HZO 薄膜的性能影溫度下 HZO 薄膜的極化性能長過程中，基底溫度具有重要的作用，本節(jié)采用鐵構(gòu)的HZO薄膜進行P-V鐵電性能表征，制備基底溫度氧壓為30 mTorr，所選取的退火溫度為500oC；P-V曲為1 kHz。不同基底溫度下HZO薄膜的P-V電滯回線如C基底溫度下的薄膜具有較為優(yōu)異的電滯回線，具有良r可達16.3 μC/cm2，其極化性能略為小于采用ALD工藝基鐵電薄膜[78]；25oC和500oC基底溫度下制備的薄膜明顯的順電特性。這可能是由于基底溫度較低時，粒局部聚集生長明顯，成膜質(zhì)量相對較差；當基底溫度一部分能量衰減較小的粒子再次蒸發(fā)以及較高的基底成穩(wěn)態(tài)的單斜相薄膜，處于亞穩(wěn)的鐵電正交相含量相

【參考文獻】：
期刊論文
[1]掃描透射電子顯微鏡及電子能量損失譜的原理及應(yīng)用[J]. 李超,楊光.  物理. 2014(09)
[2]半導(dǎo)體禁帶寬度、遷移率和熱導(dǎo)率的計算[J]. 楊頻,高孝恢.  山西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 1981(04)



本文編號：3068219