Al掺杂浓度对Hf0.5Zr0.5O2薄膜铁电性能的影响

作者：邱宇; 朱俊^*; 周云霞; 李康; 张钰

来源：材料导报, 2021, 35(02): 2001-2005.

• 脉冲激光沉积(PLD)
• Al掺杂铪锆氧薄膜
• 铁电
• 反铁电
• 相变

采用脉冲激光沉积法(Pulsed laser deposition,PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备TiN/Al掺杂Hf0.5Zr0.5O2/TiN的MIM(金属-绝缘体-金属)结构薄膜电容器。对Al掺杂浓度为0%～4%(摩尔分数)的Al∶Hf0.5Zr0.5O2薄膜的微观结构以及电学性能进行了研究,在此基础上,还研究了退火温度对Al∶Hf0.5Zr0.5O2薄膜的影响。测试结果表明,随着Al掺杂浓度的增大和退火温度的降低,四方相更加稳定,电滞回线更加细窄,剩余极化强度减小。退火温度为500℃时,掺杂浓度为1.03%(摩尔分数)的Al∶Hf0.5Zr0.5O2薄膜中将诱导出类似反铁电薄膜具有的双电滞回线特性,储能密度更高。分析结果表明,这些变化均是由于Al∶Hf0.5Zr0.5O2薄膜内四方相与正交相之间发生的场致可逆相变以及氧空位的再分布。

• 单位
  电子科技大学; 电子薄膜与集成器件国家重点实验室