一种在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法及系统，包括：S1，研磨Bi2O3、Fe2O3粉末，将研磨后的混合粉末压制成溅射靶；S2，洗涤衬底，衬底至少包含ZnO(110)或ZnO(001)；S3，采用射频溅射使溅射靶的Bi、Fe、O原子沉积在衬底上，得到四方相BiFeO3外延薄膜。本发明专利技术提供的方法首次实现了四方相BiFeO3与半导体ZnO的外延集成，对其在非易失信息存储等领域的应用具有重要意义。储等领域的应用具有重要意义。储等领域的应用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法及系统


[0001]本专利技术涉及铁电材料
，具体涉及一种在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法及系统。

技术介绍

[0002]非易失存储是信息技术高速发展的必然要求，也是近年来半导体领域的一大研究热点。其中铁电存储器被认为是最具潜力的新一代存储器类型之一。在各种铁电存储器中，铁电场效应晶体管(FeFET)尤为引人关注。FeFET结构极为简单，其核心是金属-铁电体-绝缘体-半导体(MFIS)堆栈结构。但是，存储密度不高，成为制约基于MFIS堆栈的FeFET实用化的瓶颈因素。MFIS结构实际上可等效为两个串联电容，铁电层、绝缘层分压大小与其介电常数成反比，而与厚度成正比。若铁电层分压过小，不能使其极化饱和，器件性能会严重受限。由于介电失配问题(铁电层介电常数一般比通用的介电绝缘体大1到2个数量级)，为优化分压关系，使电压尽可能落于铁电体两端，只能增加铁电层厚度。MFIS结构中铁电体厚度通常高达数百纳米，同时伴随着较大的总写入电压，代价极为高昂。如何在保证存储窗口的前提下提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，包括：S1，研磨Bi2O3、Fe2O3粉末，将研磨后的混合粉末压制成溅射靶；S2，洗涤衬底，所述衬底至少包含ZnO(110)或ZnO(001)；S3，采用射频溅射使所述溅射靶的Bi、Fe、O原子沉积在所述衬底上，得到四方相BiFeO3外延薄膜。2.根据权利要求1所述的在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，其特征在于，所述S3中射频溅射时以Ar
+
及O
2+
的混合离子束作为离子源轰击所述溅射靶。3.根据权利要求2所述的在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，其特征在于，所述S3中射频溅射时通入的氧气流量的范围为0～50sccm，通入的氟气流量的范围为0～500sccm。4.根据权利要求3所述的在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，其特征在于，所述S3中射频溅射时氧气分压小于0.5Pa。5.根据权利要求2所述的在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，其特征在于，所述S3中射频溅射时的衬底温度为450～700℃。6.根据权利要求1所述的在半导体ZnO上外延制备四方相BiFeO3薄膜的方法，其特征在于，所述S3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金良，尹志岗，张兴旺，郑茂源，程勇，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：