金属有机物分解法制备HfO2-ZrO2纳米多层薄膜及其铁电性能研究

作者：汤林^*; 刘逸群; 陈海燕; 陈永红; 周科朝; 张斗^*

来源：湘潭大学学报(自然科学版), 2019, 41(05): 85-92.

DOI：10.13715/j.cnki.nsjxu.2019.05.010

• 薄膜
• 纳米多层
• 铁电性
• 金属有机物分解

HfO2基铁电薄膜是一种环境友好型的铁电材料,具有尺寸可缩放性、与CMOS兼容性好等多方面优势,有望代替传统钙钛矿结构材料成为铁电存储器件的主要组成材料之一.近年来,已有相关研究表明Zr掺杂的HfO2基薄膜具有良好的铁电性.然而,针对其复合多层结构的铁电薄膜却鲜有报道.为此,该研究利用金属有机物分解法制备了HfO2和ZrO2层交替生长的HfO2-ZrO2纳米多层薄膜,对薄膜的物相、表面形貌和铁电性能进行了相应的表征和分析,研究了退火工艺对薄膜铁电性能的影响.结果表明,随着纳米层数的增加,HfO2-ZrO2薄膜的结晶性得到改善,且薄膜表面致密度增加,表面较为平整,晶粒有所细化.在400℃、1 min的退火条件下,HfO2/ZrO2纳米多层薄膜具有明显的铁电性,电流翻转峰明显,剩余极化强度高达16μC/cm2,纳米多层薄膜具有最小的漏电流密度以及良好的耐疲劳性能.

• 单位
  粉末冶金国家重点实验室; 中南大学