氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法技术

本发明专利技术申请公开一种氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法。氧化铪基铁电薄膜包括多个纳米铁电畴，和包围在每个纳米铁电畴周围的相结构，以使得多个纳米铁电畴之间呈弥散分布，形成多相共存结构；相结构为顺电相、非铁电相和反铁电相。基于本发明专利技术实施例，本发明专利技术的氧化铪基铁电薄膜为多相共存结构，其呈弥散布置的多个数量的纳米铁电畴有利于降低氧化铪基铁电薄膜的极化翻转势垒，从而减小了其矫顽场电压。另一方面，基于本发明专利技术实施例的氧化铪基铁电薄膜，仅需一个稍小的外加驱动电压就能达到相对大的剩余极化值，可以减小器件工作电压，避免氧化铪基铁电薄膜在高循环电场中过早的出现硬击穿现象，有效地提高氧化铪基铁电薄膜的抗疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法
本专利技术涉及铁电材料技术和半导体存储领域，尤其涉及一种氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法。
技术介绍
随着人工智能和大数据时代的来临，海量的信息对信息存储器件提出了更高的要求，而铁电存储设备因其非易失性和低功耗的特点在各类存储中占有重要地位。最近，一种新的作为铁电存储核心材料的氧化铪基铁电薄膜吸引了广大生产厂商和研究机构的极大关注。相比于传统铁电材料，氧化铪基铁电薄膜具有high-K特性、CMOS工艺兼容、集成度高、无铅污染以及良好的抗辐射和温度稳定性，成为新一代存储技术发展的一个重要方向。目前，制备的氧化铪基铁电存储设备获得了良好的的存储特性，其剩余极化值和存储窗口分别约20μC/cm2和1～3V。但是，铁电存储设备中的氧化铪基铁电薄膜在具有多晶多相结构特点的同时，还具有高浓度的本征氧空位缺陷的特点，以使得氧化铪基铁电薄膜在高循环电场下易发生薄膜击穿的问题。因此，有效提高氧化铪基铁电薄膜的抗疲劳性能是铁电材料发展中丞待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种氧化铪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，包括：/n多个纳米铁电畴，和包围在每个所述纳米铁电畴周围的相结构，以使得多个所述纳米铁电畴之间呈弥散分布，形成多相共存结构；所述相结构为顺电相、非铁电相或反铁电相。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，包括：
多个纳米铁电畴，和包围在每个所述纳米铁电畴周围的相结构，以使得多个所述纳米铁电畴之间呈弥散分布，形成多相共存结构；所述相结构为顺电相、非铁电相或反铁电相。


2.如权利要求1所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，包括：
铁电层，包括多个所述纳米铁电畴；
介电层，贴合于所述铁电层的其中一个表面，且所述介电层的材料与所述铁电层的材料不同，以使所述介电层能够打破所述多个所述纳米铁电畴的极化偶极子的长程有序，使多个纳米铁电畴在所述铁电层和所述介电层内呈弥散分布，形成具有多相共存结构的氧化铪基铁电薄膜。


3.如权利要求2所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
所述铁电层的数量为多层，所述介电层的数量为多层，且多层所述铁电层和多层所述介电层交错层叠布置。


4.如权利要求3所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
每层所述铁电层和每层所述介电层的厚度均为1nm-5nm。


5.如权利要求2所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，氧化铪基铁电薄膜的厚度为3nm-30nm。


6.如权利要求2所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
所述铁电层由Hf0.5Zr0.5O2(HZO)材料制成，或者所述铁电层为掺杂有Y、Al、Gd、La或Sr元素中的一种或多种的氧化铪基铁电薄膜。


7.如权利要求2所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
所述介电层为Al2O3、ZrO2、HfO2、La2O3或Y2O3中的一种。


8.一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖敏，戴思维，郇延伟，刘晨，曾斌建，周益春，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43