一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于铁电存储器领域，特别涉及一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用。本发明专利技术通过对氧化铪薄膜进行氧化钇掺杂，使得该多晶薄膜在特定掺杂浓度中的铁电正交相的相纯度较高，阻碍铁电畴翻转的杂相含量较低；并使用了MIM结构，使得在后期进行RTP退火处理有助于氧化铪薄膜从四方相向铁电正交相进行转化；较高相纯度的铁电正交相使得铁电畴在翻转过程中能够减少非铁电相的阻碍，翻转更加容易，翻转势垒更低，因此实现了0.60‑0.66MV/cm的低矫顽场钇掺杂氧化铪基铁电薄膜。相比现有的铁电氧化铪矫顽场数值1‑2MV/cm，减少了约35％左右，有效的解决了铁电氧化铪存储器大规模商用的阻碍，有利于铁电存储器的未来发展。

【技术实现步骤摘要】
一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用
本专利技术属于铁电存储器领域，特别涉及一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用。
技术介绍
自发极化是铁电材料最基本的特性之一。自发极化指一类极性晶体在无外电场作用时，自身己经存在的极化，称为自发极化。在无外加电场的情况下,铁电体内部仍然存在剩余极化，其具有正、负两种状态,可分别对应二进制中的0和1。根据这一原理可制备出铁电存储器。用铁电材料制得的铁电存储器的优势有，断电时数据存储的非易失性、较低的功耗、较高的擦写次数、抗宇宙辐射并且具有高读写速度等，是未来的非易失性随机存取存储器的理想选择。铁电材料的发展推动了铁电存储器等未来高性能存储器的快速发展。目前，较成熟的商业化铁电存储器使用较多的铁电材料仍是钙钛矿结构的传统铁电材料，例如PZT、SBT等。而此类材料应用于铁电存储器中会造成诸多问题。如会造成较大的漏电流问题、与半导体工艺不兼容、与硅的热力学不匹配、会造成环境污染问题等。2011年T.Mikolajick等首次发现掺杂的HfO2薄膜具有铁电性，在此之后人们发现氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜，其特征在于：其结构是铁电正交相为主晶相的多晶结构，Y

【技术特征摘要】
1.一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜，其特征在于：其结构是铁电正交相为主晶相的多晶结构，Y2O3掺杂的浓度为16.57mol％-24.97mol％，铁电氧化铪薄膜厚度为5-20nm，矫顽场0.60-0.66MV/cm；采用PLD脉冲激光沉积工艺生长薄膜并进行掺杂，再经RTP快速退火使其结晶，得到薄膜。


2.如权利要求1所述钇掺杂氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，制备方法如下：
步骤1、在基片上沉积厚度80-100nm的TiN薄膜底电极；
步骤2、在步骤1所得底电极进行粗糙度处理使其最大粗糙度小于10nm；
步骤3、在步骤2所得底电极上采用PLD脉冲激光沉积的方式，交替打靶进行浓度16.57mol％-24...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕磊，粟怡杰，秦俊，邓龙江，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51