用于硅基鐵電電容器集成的Ni-Ti、Ni-Al阻擋層研究.pdf

1、采用磁控濺射法(magnetron sputtering)，室溫下在Si(001)基片上制備了可用于鐵電存儲器集成的導電阻擋層Ni—Ti、Ni—Al以及電極La0.5Sr0.5CoO3薄膜，采用溶膠—凝膠法(Sol—Gel)制備了Pb(Zr0.4Zi0.6)O3鐵電薄膜，構造了La0.5Sr0.5CoO3/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/La0.5Sr0.5CoO3/Ni—Ti/Si(LSCO/PZT/LSCO/Ni—Ti/Si)和L

2、a0.5Sr0.5CoO3/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/La0.5—Sr0.5CoO3/Ni—Al/Si(LSCO/PZT/LSCO/Ni—Al/Si)硅基鐵電電容器異質結。利用X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、透射電子顯微鏡(TEM)、鐵電測試儀(Precision LC unit)研究了薄膜樣品的微觀結構、表面形貌、不同層間的界面以及電容器的鐵電性能。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，低功率制

3、備的非晶Ni—Ti薄膜可以作為導電阻擋層實現(xiàn)硅基鐵電電容器的集成。微觀結構研究發(fā)現(xiàn)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/La0.5Sr0.5CoO3/Ni—Ti/Si異質結界面之間沒有反應或互擴散，Ni—Ti薄膜中的Ni在經(jīng)歷退火后仍然是金屬態(tài)，具有良好的輸運性質，說明界面之間形成了良好的歐姆接觸。鐵電電容器具有良好的鐵電性能，測量電壓為5V時，剩余極化強度(Pr)為27.9μC/cm2，矯頑電壓(Vc)為1.28V，抗疲勞特性及保持特性均

4、良好，說明了非晶Ni—Ti薄膜是一種新型廉價的優(yōu)良阻擋層材料。
　　 研究了沉積功率對Ni—Ti薄膜的結構和性能的影響，實驗發(fā)現(xiàn)沉積功率、結晶狀態(tài)和抗氧化性存在非常密切的關系。沉積功率的大小盡管并不影響Ni—Ti薄膜的結晶狀態(tài)(Ni—Ti薄膜均為非晶態(tài))，但是沉積功率直接影響Ni—Ti薄膜的抗氧化能力，低功率下制備的非晶Ni—Ti薄膜表現(xiàn)出了優(yōu)良的抗氧化性能，而高功率制備的Ni—Ti薄膜起不到阻擋層的效果。
　　 研究發(fā)