退火参数对铁电TiN/HfxZr1-xO2/TiN薄膜器件的电学性能影响

作者：朱曦; 马海力; 高天; 冯洁^*; 吕杭炳^*

来源：微电子学, 2020, 50(02): 257-261.

DOI：10.13911/j.cnki.1004-3365.190255

• HfxZr1-xO2
• 磁控溅射
• 退火
• MIM结构

采用磁控溅射法制备了Zr含量占比为0.134和0.156的TiN/HfxZr1-xO2/TiN结构的薄膜器件。对该器件进行了不同条件下的退火实验。研究了HfxZr1-xO2器件的电流、极化和循环特性,以及特性随退火温度和退火时间改变的变化规律,并结合微观结构表征手段,对器件特性随退火条件变化的规律做出了解释。在此基础上,总结出溅射法制备氧化铪锆薄膜的适用退火条件。实验结果表明,当退火温度低于氧化铪的居里温度时,退火后的器件仍表现出顺电性而不具有铁电性。Zr含量为0.156的HfxZr1-xO2器件在氧气中快速退火的最佳退火条件为:温度600℃、退火时间50 s。适当延长退火时间可以提高器件性能。

• 单位
  上海交通大学; 中国科学院微电子所; 薄膜与微细技术教育部重点实验室