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时间:2019-06-25
《反铁电薄膜在高K材料上的制备以与在信息储存中的应用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、器虽然具有一些优异性能,但其研制中仍有一些急待解决的问题,如薄膜材料的选择,优质铁电薄膜要求有大的剩余极化值Pr和较低的矫顽场Ec,抗疲劳性能等。PZT反铁电薄膜是过去的几十年中研究最广泛的一种薄膜材料。本文采用溶胶一凝胶(s01.gel)的方法,制备了PZT反铁电薄膜,并对工艺中的退火温度和铅过量进行了深入研究,这些研究结果改进了PZT反铁电薄膜的工艺方法,优化了薄膜的性能。得出了750℃为最佳的退火温度,铅过量20%为最佳的铅过量程度等结果。之后我们分析了H+离子注入PZT铁电薄膜所产生类反铁电现象的机理。PZT反铁电薄
2、膜具有很多优异的特性,但在外加电压撤掉后,其剩余极化值接近于零,这一性质决定了其不能作为铁电存储器件的材料。本文是在高介电常数材料A1203上通过s01.gel的方法制备PZT反铁电薄膜。通过对反铁电薄膜电滞回线的测量,发现反铁电薄膜存在剩余极化值,并随着A1203/PZT薄膜厚度比的不断增大,剩余极化值Pr也不断增大。因此,反铁电薄膜的两个剩余极化值既可以作为两种状态被外电路读取,也可以作为调制沟道的源漏极导通状态来区别“0”和“1"。通过对MFIS结构的反铁电电容的C.V测量,发现了反铁电薄膜存在记忆窗口,并且随着外加电
3、压的不断增大,记忆窗口电压也不断增大。这样就使PZT反铁电薄膜可以作为存储信息的材料应用于铁电存储器。关键词:铁电存储器反铁电薄膜PZT高K材料A1203中图分类号:TN304.055thatis,aftertheremovaloftheexternalvoltageorexternalelectricfield,thereispositiveandnegativeremanentpolarization,correspondingtothestates“1”and什0”ofthememory.Therefore,theFR
4、AMisabletokeepthepolarizationinformationwithoutmaintainingexternalvoltageorexternalelectricfield.AlthoughFRAMhasmanyadvantages,alotofproblemsmustbesolvedbeforeitCanbeused,suchas,thechoiceofthinfilmmaterials,largeremanentpolarizationandlowcoercivefieldneededbyexcell
5、entferroelectricthinfilms,theresistfatigueperformance.Overthepastseveraldecades,antiferroelectricmaterials,particularlyPZT,havebeenstudiedextensively.PZTantiferroelectricthinfilmswerepreparedbysol—gelmethodinthisthesis.AnnealingtemperatureandexcessPbwerealsoinvesti
6、gated.Weimprovedtheprocess,andoptimizedthepropertiesofPzTantiferroelectricthinfilmthroughtheseinvestigations.Itisfoundthebestannealingtemperatureis750℃withexcessPbis20%.Also,weanalyzedtheprincipleofH十implantedPZTferroelectricthinfilms.PZTantiferroelectricthinfilmha
7、smanyexcellentproperties.However,itsremanentpolarizationisnearzeroaftertheremovaloftheexternalvoltageorexternalelectricfield,thismadeantiferroelectricthinfilmunsuitableforthememory.PZTantiferroelectricthinfilmWaspreparedonthehigh-kmaterialA1203inthisthesis.Thetesti
8、ngresultsofthehysteresisloopshowPZTantiferroelectricthinfilmalsohaspositiveandnegativeremanentpolarization,anditincreaseswinltheincreasingofA1203
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