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稀土金属氟化物超离子导体介电薄膜及其制备方法技术

技术编号:42498233 阅读:30 留言:0更新日期:2024-08-22 14:09
本发明专利技术公开了一种稀土金属氟化物超离子导体介电薄膜及其制备方法,该介电薄膜由稀土金属氟化物超离子导体采用热蒸发法制得,所述稀土金属氟化物超离子导体选自氟化钪,氟化钇,氟化镧,氟化铈,氟化钕,氟化钐,氟化铕,氟化钆,氟化钬,氟化铒,氟化镱,氟化镨,氟化钷,氟化铽,氟化镝,氟化铥,氟化镥。本发明专利技术通过热蒸发的方式使得稀土金属氟化物源材料在蒸发系统中加热蒸发成气态,气态的氟化物会直接粘附在置于源材料上侧的衬底上并重结晶,从而使稀土金属氟化物的厚度可控,缺陷数量可控并且具有很高的集成性,使得稀土金属氟化物超离子导体介电材料在设计和制造新型功能器件方面能显现出巨大潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料,具体涉及一种稀土金属氟化物超离子导体介电薄膜及其制备方法


技术介绍

1、电介质材料是凝聚态物理和先进电子器件应用中的核心材料之一。随着传统半导体器件微型化接近物理极限,为了克服短沟道效应带来的不利影响,一个重要的解决路径就是寻找对沟道材料具有更强调控能力的介电材料;在凝聚态物理研究领域,各种强关联电子现象的调控也需要发展具有更大电容耦合的介电材料。传统低介电常数的sio2介电材料和随后发展的高介电常数介电材料hfo2、zro2等由于介电击穿极限通常会面临严峻的栅极泄露问题,已经逐渐无法满足微型半导体器件或强关联电子体系中电子态的场效应调控需求。尽管科研人员又陆续开发出了具有更大电容耦合的新型电介质如超高介电常数的srtio3单晶薄膜氧化物电介质和有机电解质材料电介质等,但这些新型电介质在实际应用层面仍具有较大的问题,如srtio3单晶薄膜氧化物电介质需要通过转移至目标衬底或材料表面而不适用于晶圆级制备;而另一类有机电解质材料由于其多以液态或者凝胶形式存在,和传统半导体光刻工艺也难以兼容。此外,液体电解质还存在电化学机制,严重影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超离子导体介电薄膜,其特征在于,由稀土金属氟化物超离子导体制得;所述介电薄膜的电导率为10-5-10-2S/cm,低频电容为1-25μF/cm2,高频电容为0.02-0.2μF/cm2,漏电流密度小于10-5A/cm2,表面粗糙度均方根小于1nm,氟空位含量为0.01-15%。

2.根据权利要求1所述的超离子导体介电薄膜,其特征在于,所述稀土金属氟化物超离子导体选自氟化钪,氟化钇,氟化镧,氟化铈,氟化钕,氟化钐,氟化铕,氟化钆,氟化钬,氟化铒,氟化镱,氟化镨,氟化钷,氟化铽,氟化镝,氟化铥,氟化镥。

3.权利要求1或2所述的超离子导体介电薄膜的制备方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种超离子导体介电薄膜,其特征在于,由稀土金属氟化物超离子导体制得;所述介电薄膜的电导率为10-5-10-2s/cm,低频电容为1-25μf/cm2,高频电容为0.02-0.2μf/cm2,漏电流密度小于10-5a/cm2,表面粗糙度均方根小于1nm,氟空位含量为0.01-15%。

2.根据权利要求1所述的超离子导体介电薄膜,其特征在于,所述稀土金属氟化物超离子导体选自氟化钪,氟化钇,氟化镧,氟化铈,氟化钕,氟化钐,氟化铕,氟化钆,氟化钬,氟化铒,氟化镱,氟化镨,氟化钷,氟化铽,氟化镝,氟化铥,氟化镥。

3.权利要求1或2所述的超离子导体介电薄膜的制备方法,其特征在于,所述介电薄膜采用热蒸发法制备。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法的过程为:先将稀土金属氟化物超离子导体进行研磨,然后将其置于热蒸发系统的加热柱上,当系统真空度达到10-5pa以下时开始蒸镀,稀土金属氟化物超...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁洪涛李泽亚孟奎陈朋申艺成黄俊伟秦峰邱彩玉
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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