一种高结晶钛酸钡薄膜、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种高结晶钛酸钡薄膜、制备方法及应用，涉及材料与器件领域，包括基材、钛酸钡层以及顶部电极层；所述钛酸钡层置于所述基材上，所述顶部电极层位于所述钛酸钡层背离基材一侧；所述基材设置为硅板、蓝宝石、具有(001)或(110)晶向的氧化镁或具有(0001)晶向的碳化硅；所述钛酸钡层具有(001)或(111)晶向，通过原子层沉积在450℃以下低温下生长；所述钛酸钡层在真空下进行等离子退火；所述钛酸钡层中的Ba/Ti比值为0.9～1.5；所述顶部电极层设置为Pt、Ta、TaN、TiN、Au或Ag形成的导电层；解决现有结晶BTO薄膜的方法不适用于生产线后端(BEOL)集成工艺的问题。端(BEOL)集成工艺的问题。端(BEOL)集成工艺的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高结晶钛酸钡薄膜、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及材料与器件领域，尤其涉及一种高结晶钛酸钡薄膜、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]近年来，非易失性存储器器件已被广泛研究。拥有可嵌入CMOS电路的低功耗存储器件具有很高的工业和学术兴趣。
[0003]非易失性存储器设备包括闪存、磁性随机存取存储器(MRAM)、电阻式RAM、铁电RAM(FeRAM)、相变RAM(PCRAM)等。它们都有优点和缺点，但最有前途的非易失性存储器技术与低功耗操作依赖于铁电层。在此类器件中，二进制“0”和“1”由铁电层中的两个不同的稳定电极化表示。在嵌入式环境中使用此类器件的主要限制是依靠高温(>600℃)退火来获得高质量的铁电层。
[0004]钛酸钡(BaTiO3,BTO)是一种众所周知的铁电材料。由于其介电常数大，矫顽力场适中，铁电相变温度高于室温，因此已在许多电子应用中得到了广泛的研究。因此,BTO是一种非常重要且合适的材料,用作从DRAM到FeRAM和FE
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FET的各种存储设备中的介电层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结晶钛酸钡薄膜，其特征在于：包括基材、钛酸钡层以及顶部电极层；所述钛酸钡层置于所述基材上，所述顶部电极层位于所述钛酸钡层背离基材一侧；所述基材设置为硅板、蓝宝石、具有(001)或(110)晶向的氧化镁或具有(0001)晶向的碳化硅；所述钛酸钡层具有(001)或(111)晶向，通过原子层沉积在450℃以下低温下生长；所述钛酸钡层在真空下进行等离子退火；所述钛酸钡层中的Ba/Ti比值为0.9～1.5；所述顶部电极层设置为Pt、Ta、TaN、TiN、Au或Ag形成的导电层。2.根据权利要求1所述的钛酸钡薄膜，其特征在于：在所述基材与所述钛酸钡层之间设置底部电极层；所述底部电极层设置为具有(001)、(111)或混合晶向的Pt层、Au层、Ag层、导电氧化物层、金属氮化物层或金属合金层。3.根据权利要求1所述的钛酸钡薄膜，其特征在于：在所述钛酸钡层以及顶部电极层之间设置金属氮化物层或金属合金层。所述金属氮化物层设置为Mn3AN或Cu3PdN，其中，A包括Ni，Sn，Ga，Cu或Pt；所述金属合金层设置为Cu3Pd、Pt3Ni、Pt3Fe或Pt3Al。4.一种高结晶钛酸钡薄膜制备方法，用于制备权利要1～3中任一项所述的钛酸钡薄膜，其特征在于，包括：步骤一：采用硅板、蓝宝石、具有(001)或(110)晶向的氧化镁或具有(0001)晶向的碳化硅作为基材；步骤二：基于原子层沉积系统在等离子体腔室的高真空环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凤至，安德烈，
申请(专利权)人：洛玛瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：