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一种氧化铪基铁电薄膜、制备方法及应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-01 11:58:56

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-09 16:06:36
本申请涉及铁电薄膜技术制备领域,具体公开了一种氧化铪基铁电薄膜、制备方法及应用。氧化铪基铁电薄膜的制备方法为:衬底预处理:采用有机溶剂对衬底进行清洗;底电极的沉积:采用物理气相沉积方式在衬底上沉积底电极;HZO薄膜沉积:采用脉冲激光沉积方式在底电极上沉积HZO薄膜;覆盖层沉积:采用脉冲激光沉积方式在HZO薄膜上沉积覆盖层;退火:在400‑800℃高温中通入20‑80mTorr氧气,保持3‑30min后使薄膜样品冷却至室温;顶电极沉积:采用物理气相沉积方式在覆盖层上沉积顶电极,形成氧化铪基铁电薄膜。本申请的氧化铪基铁电薄膜可用于制作负电容场效应晶体管,其具有铁电性性能优异的特点。
一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:衬底预处理:采用有机溶剂对衬底进行清洗; 底电极的沉积:采用物理气相沉积方式在衬底上沉积底电极; HZO薄膜沉积:采用脉冲激光沉积方式在底电极上沉积HZO薄膜,设置沉积温度为400-550℃,激发光数为2000-6500发,使得形成的HZO薄膜厚度为4-20nm; 覆盖层沉积:采用脉冲激光沉积方式在HZO薄膜上沉积覆盖层,设置沉积温度为400-500℃,激发光数设置为6000-20000发,使得形成的覆盖层厚度为8-30nm,沉积后形成薄膜样品; 退火:在400-800℃高温中通入20-80mTorr氧气,保持3-30min后使薄膜样品冷却至室温; 顶电极沉积:采用物理气相沉积方式在覆盖层上沉积顶电极,形成氧化铪基铁电薄膜。

氧化铪基铁电薄膜具有多种应用潜力。由于其铁电性质,可以应用于非挥发性存储器(FeRAM)和电荷积分器等存储器器件中,用于实现高密度、低功耗的数据存储。此外,氧化铪基铁电薄膜还可以用于传感器、电容器、电子器件和能量存储器等领域。在这些应用中,薄膜的铁电性质可以用于实现电场控制的器件性能,如可编程电容和电阻等。

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氧化铪基铁电薄膜具有多种应用潜力。由于其铁电性质,可以应用于非挥发性存储器(FeRAM)和电荷积分器等存储器器件中,用于实现高密度、低功耗的数据存储。此外,氧化铪基铁电薄膜还可以用于传感器、电容器、电子器件和能量存储器等领域。在这些应用中,薄膜的铁电性质可以用于实现电场控制的器件性能,如可编程电容和电阻等。

技术转让

氧化铪基铁电薄膜的制备方法和应用对于开发新型电子器件和存储器件具有重要意义。通过调控制备方法和工艺参数,可以实现对薄膜结构和性质的控制,从而优化器件的性能和可靠性。这种薄膜的应用有望在信息技术、电子设备和能源领域等方面发挥重要作用,推动相关技术的发展和应用