基于Cu和TiN盖层的Hf0.5 Zr0.5O2薄膜铁电性能比较研究

• 作者: 张岩 王佳丽 王岛 邹正淼 陆旭兵
• 来源期刊: 湘潭大学自然科学学报
• 学科: 数学
• 关键词: Hf0.5Zr0.5O2薄膜 铁电性能 金属盖层 原子层沉积
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 页码范围: 127-135
• 页数: 9页
• 分类号: O152.1
• 字数: 2086字
• 语种: 中文

摘要

该文采用原子层沉积在Si/SiO2/TiN基底上制备了20 nm Hf0.5Zr0.5O2(HZO)薄膜,并分别以TiN和Cu为盖层构筑了HZO铁电电容器.掠入射X射线衍射测试表明,TiN和Cu作为盖层的HZO薄膜都具有明显的正交相.系统比较研究了Cu和TiN盖层对HZO薄膜的铁电、漏电和可靠性的影响.极化-电压测试表明,TiN和Cu为盖层的HZO薄膜在±4 V扫描电压下,剩余极化强度(2Pr)值分别为40.4μC/cm2和21.2μC/cm2.相应的矫顽电压分别为+1.7 V和+2.0 V.极化疲劳与保持特性测试表明,在经过2.3×108循环次数后,以TiN和Cu为盖层的HZO薄膜的2Pr值分别衰减了39.7％和45.6％.经过1.3×104 s保持测试,TiN和Cu盖层的HZO薄膜的2Pr值从初始34.4μC/cm2和17.1μC/cm2分别下降到了22.6μC/cm2和1.6μC/cm2.上述结果说明,金属盖层是影响HZO铁电性的一个非常重要的因素.盖层的功函数、热膨胀系数、界面缺陷和界面介电层都是导致HZO薄膜铁电性差异的可能机制.该文工作对于进一步理解HZO铁电性起源和影响机制提供了有意义的借鉴,将有助于发展未来高性能的HZO铁电存储器和负电容晶体管.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陆旭兵	华南师范大学华南先进光电子研究院	6	20	2.0	4.0
2	王岛	华南师范大学华南先进光电子研究院	2	0	0.0	0.0
3	张岩	华南师范大学华南先进光电子研究院	3	0	0.0	0.0
4	邹正淼	华南师范大学华南先进光电子研究院	2	0	0.0	0.0
5	王佳丽	华南师范大学华南先进光电子研究院	2	0	0.0	0.0