一种铁电薄膜的制备方法及应用技术

本申请公开了一种铁电薄膜的制备方法及应用，首先，用乙酰丙酮铪和乙酰丙酮锆为原料，乙酸和乙酸酐为溶剂，制备铪锆氧前驱体溶液，然后将此溶液进行涂覆、干化热解和高温退火后得到铁电薄膜。再将此铁电薄膜应用到电容器的结构中。本申请提供的铁电薄膜，具有良好的晶体结构和良好的铁电性能，与硅兼容性好，在氧化硅片上生长光滑致密，此外，避免了采用有毒的铅或者含铅的材料做原料，不会对环境造成污染。

Preparation and Application of a Ferroelectric Thin Film

The application discloses a preparation method and application of a ferroelectric thin film. Firstly, a precursor solution of hafnium zirconium oxide is prepared by using hafnium acetonate and zirconium acetonate as raw materials, acetic acid and acetic anhydride as solvents, and then a ferroelectric thin film is obtained by coating, dry pyrolysis and annealing at high temperature. The ferroelectric thin film is applied to the structure of capacitors. The ferroelectric thin film provided in this application has good crystal structure and ferroelectric properties, good compatibility with silicon, smooth and compact growth on silicon oxide wafer, and avoids the use of toxic lead or lead-containing materials as raw materials, which will not pollute the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种铁电薄膜的制备方法及应用
本申请涉及微电子器件领域，尤其涉及一种铁电薄膜的制备方法及应用。
技术介绍
利用铁电材料具有的自发极化，且自发极化矢量可以在外电场的作用下反转的性质而实现存储功能。铁电材料的主要特征是具有铁电性，外电场可以调控极化强度的方向。这种特性使之适用于做存储器，其剩余极化(外电场强度为零)的两个状态分别对应着存储器的“0”和“1”态，并可通过改变外电场的方向来改变存储状态或通过外围电路来传感其极化状态，读取信息。目前常用的铁电材料是钙钛矿结构的PZT(piezoelectricceramictransducer,锆钛酸铅压电陶瓷)，但是PZT很难在硅(Si)上直接生长，与硅的兼容性差，且PZT需要使用有毒材料铅,不利于环保。
技术实现思路
鉴于目前PZT存在的上述不足，本申请提供一种铁电薄膜的制备方法，能够制备一种铁电薄膜，在制备过程不需要使用有毒的铅或者含铅物质做原料。本申请要解决的另外一个技术问题是提供一种铁电薄膜的制备方法，能够制备一种铁电薄膜，所述铁电薄膜能够与硅兼容性好，能在氧化硅片上生长。本申请进一步要解决的技术问题是提供一种铁电薄膜的制备方法，能够制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备铪锆氧前驱体溶液：按照摩尔比为Hf:Zr＝x:(1‑x)称取乙酰丙酮铪和乙酰丙酮锆并混合均匀，加入乙酸和乙酸酐混合溶液中，在惰气氛围下加热至130‑150℃反应0.5‑6小时，得到铪锆氧前驱体溶液(HfxZr(1‑x)O2)，其中，x的取值范围是0.2≤x≤0.8，铪和锆在铪锆氧前驱体溶液中的总浓度C为0.4mol/L；将所述铪锆氧前驱体溶液进行涂覆、干化热解得到无定型结构薄膜，重复上述操作，直至到达所需膜厚；将无定型结构薄膜进行高温退火，得到铁电薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备铪锆氧前驱体溶液：按照摩尔比为Hf:Zr＝x:(1-x)称取乙酰丙酮铪和乙酰丙酮锆并混合均匀，加入乙酸和乙酸酐混合溶液中，在惰气氛围下加热至130-150℃反应0.5-6小时，得到铪锆氧前驱体溶液(HfxZr(1-x)O2)，其中，x的取值范围是0.2≤x≤0.8，铪和锆在铪锆氧前驱体溶液中的总浓度C为0.4mol/L；将所述铪锆氧前驱体溶液进行涂覆、干化热解得到无定型结构薄膜，重复上述操作，直至到达所需膜厚；将无定型结构薄膜进行高温退火，得到铁电薄膜。2.根据权利要求1所述的铁电薄膜的制备方法，其特征在于，所述x的取值是0.5。3.根据权利要求1所述的铁电薄膜的制备方法，其特征在于，所述乙酸和乙酸酐的质量比为乙酸：乙酸酐＝3：1。4.根据权利要求1所述的铁电薄膜的制备方法，其特征在于，所述惰气氛围下加热采用加热板或管式炉进行加热。5.根据权利要求1所述的铁电薄膜的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丑修建，耿文平，张启程，穆继亮，侯晓娟，何剑，陈茜，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14