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摘要:
研究了基于Ni电极和原子层淀积的ZrO2/SiO2/ZrO2对称叠层介质金属-绝缘体-金属(MIM)电容的电学性能.当叠层介质的厚度固定在14 nm时,随着SiO2层厚度从0增加到2 nm,所得电容密度从13.1 fF/μm2逐渐减小到9.3 fF/μm2,耗散因子从0.025逐渐减小到0.02.比较MIM电容的电流-电压(I-V)曲线,发现在儈压下电流密度随着SiO2厚度的增加而减小,在低压下电流密度的变化不明显,还观察到电容在正、负偏压下表现出完全不同的导电特性,在正偏压下表现出不同的儈、低场I-V特性,而在负偏压下则以单一的I-V特性为主导.进一步对该电容在儈、低场下以及电子顶部和底部注入时的导电机理进行了研究.结果表明,当电子从底部注入时,在儈场和低场下分别表现出普尔-法兰克(PF)发射和陷阱辅助隧穿(TAT)的导电机理;当电子从顶部注入时,在儈、低场下均表现出TAT导电机理.主要原因在于底电极Ni与ZrO2之间存在镍的氧化层(NiOx),且ZrO2介质层中含有深浅两种能级陷阱(分别为0.9和2.3 eV),当电子注入的模式和外电场不同时,不同能级的陷阱对电子的传导产生作用.
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文献信息
篇名 基于Ni电极和ZrO2/SiO2/ZrO2介质的MIM 电容的导电机理研究
来源期刊 物理学报 学科
关键词 金属-绝缘体-金属电容 导电机理 ZrO2/SiO2/ZrO2叠层介质 Ni电极
年,卷(期) 2017,(8) 所属期刊栏目 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
研究方向 页码范围 318-326
页数 9页 分类号
字数 语种 中文
DOI 10.7498/aps.66.087301
五维指标
作者信息
序号 姓名 单位 发文数 被引次数 H指数 G指数
1 丁士进 复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室 29 174 7.0 12.0
2 王永平 复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室 2 2 1.0 1.0
3 刘文军 复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室 2 2 1.0 1.0
4 刘骐萱 复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室 1 2 1.0 1.0
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研究主题发展历程
节点文献
金属-绝缘体-金属电容
导电机理
ZrO2/SiO2/ZrO2叠层介质
Ni电极
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
物理学报
半月刊
1000-3290
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