一种HfO2基铁电隧道结器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种HfO2基铁电隧道结器件及其制备方法。HfO2基铁电隧道结器件包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构，其具有对称冠状能带；顶电极，形成在所述叠层结构上。通过引入Al2O3中间层，有效控制了HZO薄膜的晶粒尺寸，提高了HZO薄膜的质量。此外，ZrO2薄膜可以诱导HZO薄膜产生更多的铁电相。以此叠层结构制备铁电隧道结器件能有效提高可靠性，隧穿电阻以及耐受性，能够满足至少104次的读写操作。次的读写操作。次的读写操作。

【技术实现步骤摘要】
一种HfO2基铁电隧道结器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种HfO2基铁电隧道结器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁电隧道结(FTJ)器件具有功耗低，读写速度快，结构简单，耐用性强，非易失性数据存储和非破坏性的数据读取等优点，是非常有前途的下一代非易失性存储器件。
[0003]相比于传统钙钛矿型铁电材料，基于HfO2的铁电薄膜具有更低的处理温度(400℃～600℃)，更大的禁带宽度，更薄的厚度以及与CMOS工艺的更好兼容性。
[0004]但是，基于HfO2的铁电薄膜也存在着剩余极化太小，稳定性差等缺点，以此制备的FTJ器件隧穿电阻比较小，可靠性较低。并且薄膜的铁电性会随着厚度的增加而降低，使得器件的耐受性较差。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术公开一种HfO2基铁电隧道结器件，包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构，其具有对称冠状能带；顶电极，形成在所述叠层结构上。/>[0006]本专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HfO2基铁电隧道结器件，其特征在于，包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构，其具有对称冠状能带；顶电极，形成在所述叠层结构上。2.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结器件，其特征在于，所述ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构各层的能带分别为2.65eV，2.7eV，1.25eV，2.7eV，2.65eV。3.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结器件，其特征在于，所述ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构中，ZrO2薄膜厚度为1～2nm，HZO薄膜厚度为6nm，Al2O3薄膜的厚度为1～2nm。4.一种HfO2基铁电隧道结器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上形成底电极；在所述底电极上形成ZrO2/HZO/Al2O3/HZO/ZrO2叠层结构，其具有对称冠状...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱颢，刘逸伦，陈琳，孙清清，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：