鐵電薄膜因具有優(yōu)秀的鐵電、介電、光電、非線性光學特性被普遍應(yīng)用于各類微電子集成器件中。但是,傳統(tǒng)的鈣鈦礦型鐵電薄膜如Pb(Zr_xTi_1-x)O₃(PZT)在硅基上進行集成時存在尺寸效應(yīng)、與硅基兼容性差、鐵電抗疲勞特性差的問題。為了滿足日益復(fù)雜的工作環(huán)境,人們對鐵電薄膜的兼容性、穩(wěn)定性、使用壽命提出了更高的要求。與傳統(tǒng)的鈣鈦礦型鐵電材料PZT相比,Pb(Hf_xTi_1-x)O₃(PHT)具有相似的鐵電與介電性能,但更好的鐵電抗疲勞特性,可用于制備性能更加優(yōu)秀的鐵電存儲器(Fe RAM)。本論文以PHT鐵電材料為實驗對象,采用脈沖激光沉積技術(shù)(PLD)在Pt/Ti/SiO₂/Si上進行薄膜的沉積,對準同型相界(MPB)附近的Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜進行重點研究。不僅如此,改變薄膜中Hf的含量,對Hf摻雜量對薄膜的結(jié)構(gòu)與性能帶來的影響進行分析探討。本論文的主要研...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鐵電材料與鐵電薄膜
        1.1.1 鐵電材料的分類
        1.1.2 鐵電材料的主要特性
        1.1.3 鐵電薄膜的發(fā)展背景及問題
    1.2 薄膜的形成與生長
    1.3 鈣鈦礦(ABO₃)型鐵電薄膜
    1.4 Pb(Hf_xTi_1-x)O₃鐵電材料簡介
    1.5 影響薄膜結(jié)構(gòu)與性能的因素
        1.5.1 材料組分
        1.5.2 工藝參數(shù)
    1.6 論文選題及研究方案
第二章 常用的薄膜制備技術(shù)及分析方法
    2.1 常用的薄膜制備技術(shù)
        2.1.1 濺射法
        2.1.2 金屬有機化合物化學氣相沉積法(MOCVD)
        2.1.3 溶膠-凝膠法(Sol-Gol)
        2.1.4 脈沖激光沉積(PLD)
    2.2 薄膜結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
    2.3 薄膜電學性能表征
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 薄膜鐵電性能(PE)測試
        2.3.3 薄膜絕緣性能(IV)測試
        2.3.4 薄膜介電性能(CV)測試
第三章 Pt/Si襯底上Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜制備工藝研究
    3.1 靶材的制備
    3.2 脈沖激光沉積法制備Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜
    3.3 氧分壓對Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜的影響
    3.4 溫度對Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜的影響
    3.5 自緩沖層對Pb(Hf_0.48Ti_0.52)O₃薄膜的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Hf摻雜量對Pb(Hf_xTi_1-x)O₃薄膜的影響
    4.1 不同Hf摻雜量下PHT薄膜的最佳生長參數(shù)探究
    4.2 低溫自緩沖層上生長PHT薄膜
        4.2.1 不同Hf摻雜量對PHT薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 Hf摻雜量對薄膜電學性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3802472