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近年来,将铁电材料与半导体器件相结合的新器件逐渐得到了广泛的应用。其中,新型非挥发铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memories,FeRAM)与传统的EEPROM和FLASH非挥发存储器相比,具有操作电压低、功耗低、信息保持时间长、写操作速度快、抗辐射等优异的特性,因而非常适合嵌入式应用的要求。由于铁电薄膜材料是FeRAM器件的关键组成部分,所以本论文对FeRAM用铁电薄膜材料进行了一些实验研究。考虑到材料的自身特性、工艺制备和商业化应用前途,确定了PZT(52/48)是较为理想的嵌入式FeRAM用材料。使用固相反应法制备了PbO过量20mol%的纯钙钛矿结构的PZT靶材。XRD测试表明陶瓷为纯钙钛矿相。用磁控溅射法制备出了一系列PZT铁电薄膜,讨论了溅射气压、基片温度、以及退火工艺对PZT薄膜性能的影响,并着重考查了基片温度对PZT铁电薄膜性能的影响。分析得出制备PZT薄膜的最优工艺条件是:工作气压3Pa,基片温度300oC,溅射气氛为纯Ar气,退火温度为650oC,退火时间为20分钟;由于单层的PZT薄膜很难满足FeRAM所提出的材料要求,我们在PZT铁电薄膜与电极之间加上了一层PLT晶种层来进一步提高薄膜的性能。经研究得出,PLT晶种层会增大薄膜的剩余极化,提高薄膜的疲劳特性,因而用PLT晶种层可以生长出符合要求的PZT铁电薄膜。Pt/PLT/PZT/PLT/Pt/TiO2/SiO2/Si是一种优化的,适用于FeRAM的铁电薄膜结构。由不同PLT晶种层厚度的PZT铁电薄膜的性能分析指出PLT厚度增加时,薄膜的铁电性能和疲劳特性变好。为了得出制备PLT晶种层的最佳工艺条件,我们考查了PLT制备条件对PLT/PZT/PLT薄膜结构铁电性能的影响,总结出了制备PLT薄膜的最佳工艺条件:工作气压3Pa,基片温度600oC,溅射气氛为:Ar/O2=6:1。根据这个工艺条件,在Pt衬底上成功地制备了性能优异的PLT/PZT/PLT铁电薄膜。测试结果表明,薄膜具有良好的铁电性能;对于约500kV/cm的外加电场,薄膜具有较大的剩余极化值(2Pr=52.7μC/cm2),较小的矫顽场(2Ec=130kV/cm)。经1010开关极化后,剩余极化无明显的减少。