制备温度对BiFeO3薄膜结构及性能的影响.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#制备温度对BiFeO3薄膜结构及性能的影响**孙翔宇，帅垚，罗文博（电子科技大学微电子与固体电子学院，成都，610054）5摘要：阻变存储器是一类新型非易失性存储器，具有功耗低、读写快、保持特性好、可小型化等特点。本文主要研究了采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备多晶BiFeO3阻变薄膜的工艺，针对不同基片温度条件对薄膜结晶质量、微观形貌和阻变性能的影响进行了系统的研究。结果表明，在550~750℃的温度范围内，BFO薄膜能够获得较为良好的结晶。采用650℃的基片温度可以获得较为平整的薄膜表面和致密的薄膜结构。同时，该薄

2、膜具有优异的阻变性10能。关键词：BiFeO3薄膜；基片温度；阻变性能中图分类号：TN304.9TheeffectoftemperatureonthestructureandpropertyofBiFeO3thinfilm15SUNXiangyu,SHUAIYao,LUOWenbo(SchoolofMicroelectronicsandSolid-stateElectronics,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu,610054)Abstract:ResistiveRandomAccessMemory(

3、RRAM)isanewkindofnon-volatilememory.Ithasmanyadvantagessuchaslowpowerconsumption,fastwrite/read,goodretentionandgoodscalability.20Pulsedlaserdepositionmethodwasusedtofabricatemulti-crystalBiFeO3film.Theeffectofsubstratetemperatureonthethecrystallizationquality,micro-structureandresistiveswitch

4、ingpropertyofBFOthinfilmwasstudied.TheresultsrevealthatwellcrystallizedBFOfilmcanbeobtainedatsubstratetemperaturebetween550℃and750℃.Meanwhile,flat,compactBFOfilmwithexcellentresistiveswitchingpropertycanbeobtainedatsubstratetemperatureof650℃.25Keywords:BiFeO3thinfilm;substratetemperature;resis

5、tiveswitchingproperty0引言非易失性存储器一直以来是半导体集成电路中的重要电子元件。以硅基半导体技术为基础的半导体非易失性存储器，是目前使用最广泛采用的Flash存储器。Flash存储器技术是30在1967年由贝尔实验室提出的浮栅（FloatingGate）结构的基础上发展而来的。然而，随着[1]集成电路工艺的发展，集成度的增加，它在小尺寸化上面临着巨大的挑战。为了应对Flash存储器在不久的将来所面临的工艺极限问题，人们在新型非易失性存储器技术领域开展了大量研究工作，并已经取得很大的进展，这些技术主要包括铁电存储器（FerroelectricRandomAcc

6、essMemory，FeRAM）、磁存储器（MagneticRandomAccessMemory，MRAM）、相35变存储器（Phase-ChangeMemory,PCM）以及阻变存储器（ResistiveRandomAccessMemory，基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20130185110009）作者简介：孙翔宇（1988），男，博士，主要研究方向：气凝胶，红外，阻变通信联系人：罗文博（1982），男，副教授，硕士生导师，功能薄膜材料制备与性能研究.E-mail:luowb@uestc.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.c

7、n[2]RRAM）等。而阻变存储器作为其中最具潜力的一类新型非易失性存储器，得到了广泛的研究。早在1962年，Hickmott等人就在Al/Al2O3/Al电容结构中观察到了具有回线形态的I-V[3]曲线，表明其电阻能够在外加电场的作用下发生非易失性的改变，随后分别于1964年和401967年，人们又陆续在NiO和SiO中发现了类似的现象。在这之后，Chua于1971年预测[4]了忆阻器（memristor）的存在，并认为其是电路中除电阻、电容、电感之外的第四种基本电