氧化铪基铁电薄膜的极化稳定性研究

发布时间：2021-01-18 14:50

　　氧化铪基铁电场效应晶体管（Fe FET）型存储器作为下一代非挥发性存储器中的有力竞争者,具备低功耗、高速、高容量、与CMOS工艺兼容等优点。目前,国内外科研工作者在广泛开展Fe FET中薄膜的制备、器件结构、工艺和性能研究的基础上,推出了小容量的Fe FET原理型芯片。然而在产业化进程中,新型氧化铪基铁电薄膜及器件的可靠性研究远远不足。本论文以新型氧化铪基铁电电容MFM（金属/铁电/金属）结构为研究对象,围绕退火温度、应用温度、退火方式以及电应力等因素对其铁电性能的影响开展了深入研究,主要内容如下:1. 研究了厚度和电容面积、应用温度对Hf_0.5Zr_0.5O₂（HZO）铁电薄膜性能的影响。在5～20 nm厚度范围HZO铁电薄膜测试结果显示其铁电性能严重依赖薄膜生长工艺。通过电容面积对比实验,发现剩余极化强度和矩形度易受电极面积影响,100μm×100μm面积以上剩余极化强度变小,矩形度变差。不同应用温度环境下的测试结果表明HZO铁电电容在不超过85°C时电学性能无明显变化,而且极化稳定性良好。2. 通过不同退火方式模拟了... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

铁电体电滞回线

湘潭大学硕士毕业论文2图1.2铁电畴的类型如图1.3所示，如果晶体在垂直表面方向有净的自发极化，则在其上下表面分别有负的和正的束缚电荷薄层，束缚电荷所产生的电场方向与极化方向相反，因此也称为退极化场，退极化场会使体系静电能升高[6]。图1.3铁电体的电畴与电场的关系图图1.4钙钛矿(ABO3)结构示意图铁电材料的种类多样，其中研究最为广泛、且材料种类最多的一类是具有钙钛矿结构的氧化物铁电体。它的通式为ABO3，其中A、B为金属离子，其结构如图1.4所示。B离子位于氧八面体的中心，A离子位于四方体的顶点，其中A、

湘潭大学硕士毕业论文2图1.2铁电畴的类型如图1.3所示，如果晶体在垂直表面方向有净的自发极化，则在其上下表面分别有负的和正的束缚电荷薄层，束缚电荷所产生的电场方向与极化方向相反，因此也称为退极化场，退极化场会使体系静电能升高[6]。图1.3铁电体的电畴与电场的关系图图1.4钙钛矿(ABO3)结构示意图铁电材料的种类多样，其中研究最为广泛、且材料种类最多的一类是具有钙钛矿结构的氧化物铁电体。它的通式为ABO3，其中A、B为金属离子，其结构如图1.4所示。B离子位于氧八面体的中心，A离子位于四方体的顶点，其中A、

【参考文献】：
期刊论文
[1]浮栅型有机非易失性存储器的研究[J]. 陆旭兵,邵亚云,刘俊明.  华南师范大学学报(自然科学版). 2013(06)
[2]铁电存储器工作原理和器件结构[J]. 马良.  电子与封装. 2008(08)
[3]铁电存储器的研究进展[J]. 付承菊,郭冬云.  微纳电子技术. 2006(09)
[4]铁电场效应晶体管[J]. 王华,于军,周文利,王耘波,谢基凡,周东祥,朱丽丽.  电子元件与材料. 2000(02)
[5]铁电薄膜材料的性能,应用和发展前景[J]. 戴自璋.  化工新型材料. 1997(06)
[6]集成铁电学:信息材料的前沿领域[J]. 周济,张孝文.  材料导报. 1992(06)

硕士论文
[1]冷却方式对Fe3Al金属间化合物组织和性能影响的研究[D]. 谢斌.兰州理工大学 2009



本文编号：2985138