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

《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