铁电薄膜电滞回线测量的快速数值补偿方法研究

测量铁电薄膜电滞回线必须补偿漏电阻和线性电容的影响.本文采用Sawyer-Tower改进电路,分析了在正弦激励电场下漏电阻和线性电容对自发极化的影响,指出二者分别关于饱和极化点奇对称和偶对称;利用正峰值饱和极化点及其前后相邻两点共3对激励电压和极化电压,推导出漏电阻和线性电容计算公式,进而可实现电滞回线快速数值补偿.本算法漏电阻和线性电容的计算时间仅为二分法用时的2%.     

去离子水清洗工艺对PZT铁电电容性能的影响

采用磁控溅射制备了结构为Pt/PZT/Pt/Ti/SiO2/Si的PZT铁电电容,并对样品用去离子水处理,通过测试其电滞回线以及漏电流,并结合XPS分析,研究了去离子水对PZT铁电电容的性能影响.结果表明,在去离子水清洗后,由于在PZT表面有吸附,PZT电容电滞回线沿电压轴发生漂移,电子势垒降低,漏电流增大,经过高温热...     

基于可控剥离技术的柔性PZT薄膜的制备及其铁电性质

可控剥离技术(CST)作为一种薄膜制备方式已被广泛应用于柔性领域,例如硅基柔性太阳电池等。首先采用溶胶-凝胶法先后在普通硅基底上制备镍酸镧(LaNiO3)缓冲层和锆钛酸铅(PZT)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行材料表征,发现PZT薄膜结晶良好,而且表面致密均匀,表明LaNiO3缓冲层有利于PZT薄膜的成膜。之后通过基于电镀镍方法的可控剥离技术实现了硅基底柔性PZT薄膜的制备。PZT薄膜弯曲之后,采用铁电测试仪测试了电滞回线。电滞回线表明该PZT薄膜的极化强度随着施加电压的增加而增大,而且随着电压的增加,电滞回线逐渐趋于饱和,饱和极化强度为38μC/cm~2。最终得出该柔性PZT薄膜不仅具有良好的机械性能,而且具有很好的铁电性能。     

基于原子力显微技术的PZT薄膜铁电性能研究

针对现有测试技术不能直接获得纳米尺度铁电薄膜电滞回线的问题,提出了将原子力显微镜与铁电分析仪连用的方法,研究了锆钛酸铅(PZT)薄膜样品的电滞回线.结果表明,应用铁电分析仪与原子力显微镜联用的测试技术能表征铁电薄膜的电滞回线,在无顶电极测试条件下,测试得到的电滞回线很不对称,且剩余极化值较大.     

睾酮对内皮细胞表达细胞因子的影响

针对现有测试技术不能直接获得纳米尺度铁电薄膜电滞回线的问题,提出了将原子力显微镜与铁电分析仪连用的方法,研究了锆钛酸铅(PZT)薄膜样品的电滞回线.结果表明,应用铁电分析仪与原子力显微镜联用的测试技术能表征铁电薄膜的电滞回线,在无顶电极测试条件下,测试得到的电滞回线很不对称,且剩余极化值较大.     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O_3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

PZT铁电薄膜的反应离子刻蚀研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT铁电薄膜反应离子刻蚀方法.利用深反应离子刻蚀设备研究了反应离子刻蚀中刻蚀气氛、刻蚀功率及刻蚀气体流量等因素对PZT薄膜刻蚀效果的影响.实验结果表明,刻蚀气体采用SF6、刻蚀功率为250 W、SF6/Ar总流量为25 cm3/min(其中SF6:Ar为20:5)时刻蚀效果最优.利用优化后的工艺条件制作出可用于铁电存储器的铁电电容并测试其电学特性,得到了较理想的电滞回线和漏电流.     

Au/PZT/BIT/p-Si结构铁电 存储二极管I-V 特性

采用脉冲激光沉积方法（PLD）制备了Au/PZT/BIT/p-Si多层结构铁电存储二极管.对铁电存储二极管的P-E电滞回线、I-V特性曲线分别进行了测试与分析,并对其导电行为及基于I-V特性回滞现象的存储机理进行了讨论.实验表明,所制备的多层铁电薄膜具有较高的剩余极化（27μC/cm2）和较低的矫顽场（48kV/cm）,BIT铁电层有助于缓解PZT与Si衬底之间的界面反应和互扩散,减少界面态,与Au/PZT/p-Si结构相比,漏电流密度降低近两个数量级,I-V特性曲线回滞窗口明显增大.     

硅基铁电薄膜的制备和特性研究

本文详细介绍了在硅衬底上用ＳＯＬ－ＧＥＬ方法制备ＰＺＴ铁电薄膜电容的工艺步骤，对铁电薄膜进行了ＸＰＳ分析、表面形貌分析、ＸＲＤ分析，测量了铁电电容的电滞回线及Ｃ－Ｖ曲线，并分析了各种工艺条件对铁电薄膜性能的影响．     

Au/PZT/BIT/p-Si结构铁电存储二极管I-V特性

采用脉冲激光沉积方法 (PL D)制备了 Au/ PZT/ BIT/ p- Si多层结构铁电存储二极管 .对铁电存储二极管的P- E电滞回线、I- V特性曲线分别进行了测试与分析 ,并对其导电行为及基于 I- V特性回滞现象的存储机理进行了讨论 .实验表明 ,所制备的多层铁电薄膜具有较高的剩余极化 (2 7μC/ cm2 )和较低的矫顽场 (4 8k V/ cm ) ,BIT铁电层有助于缓解 PZT与 Si衬底之间的界面反应和互扩散 ,减少界面态 ,与 Au/ PZT/ p- Si结构相比 ,漏电流密度降低近两个数量级 ,I- V特性曲线回滞窗口明显增大     

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3 memory capacitor on Si with a polycrystalline silicon/SiO_2 stacked buffer layer

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT) thin films have been deposited on a p-type Si substrate separated by a polycrystalline silicon/SiO_2 stacked buffer layer.The X-ray diffraction peaks of the PZT thin films prepared on the polycrystalline silicon annealed at different temperatures were measured.In addition,the polarization of the Pt/PZT/polycrystalline silicon capacitor has been investigated.The memory capacitor of the metal/ferroelectric/polycrystalline silicon/SiO_2/semiconductor structure annealed at 650℃...     

PZT铁电场效应晶体管电学性能

采用磁控溅射法制备了(111)向择优的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜,并结合半导体集成技术制备了金属/铁电/金属/多晶硅/绝缘层/Si衬底(MFMIS)结构的n沟道铁电场效应晶体管.研究了铁电场效应晶体管的C-V特性、I-V特性以及写入速度.顺时针的C-V滞回曲线和逆时针的Id-Vg滞回曲线表明,n沟道PZT铁电场效应晶体管具有极化存储性能和明显的栅极化调制效应,并且在-5V到 5V的Vg电压下从C-V和Id-Vg滞回曲线中都得到了2V的存储窗口.     

Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管.在氧气氛350℃低温沉积、原位530℃快速退火工艺条件下,获得了多晶纯钙钛矿结构的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）铁电薄膜.PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线,其剩余极化和矫顽场分别为13μC／cm2和48kV／cm.从C-V和I-V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象,记忆窗口约1.1V,＋4V偏压下电流密度为3.9×10－6A／cm2.     

电极对PZT铁电薄膜性能的影响

用溶胶－凝胶法制备ＰＺＴ铁电薄膜。以Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ为底电极，Ａｕ为上电极，形成金属－铁电薄膜－金属结构的铁电电容器。研究电极对ＰＺＴ铁电薄膜结构和电性能的影响，实验发现，金属Ｔｉ的厚度会影响ＰＺＴ铁电薄膜的结构。界面层的存在使介电系数、自发极化、矫顽电压、漏电流都与薄膜的厚度有关。     

Sol-Gel processing of Nb-doped Pb(Zr,Ti)O3 thin films for ferroelectric memory applications

The ferroelectric properties of Nb-doped PZT thin films prepared by a sol-gel method were evaluated relative to memory device application requirements. Within the range of 0 to 4 mol %, Nb-doping of PZT compositions near the morphotropic phase boundary region (i.e. PZT 53/47) enhanced overall ferroelectric properties by reducing the te-tragonal distortion of the unit cell. A 4 mol % Nb-doped PZT 53/47 thin film (0.26 μm) had a coercivity of 8 V/ μm, a remanence ratio of 0.54, a switchable polarization of 45 μC/cm², and a specific resistivity of 3 x 10⁹ Ω-cm. Nb-doping levels in excess of 5 mol had a detrimental effect on the resulting thin film ferroelectric properties. X-ray diffraction (XRD) analysis of highly doped films showed development of a significant PbO phase accompanied by diffraction line broadening of the perovskite phase. As such, it was postulated that the creation of excessive lead vacancies in the PNZT lattice resulted in PbO accumulation at the grain boundaries which impeded grain growth, and hence, adversely affected ferroelectric switching performance. The fatigue performance of the sol-gel derived thin film capacitor system was a function of switching voltage. At switching fields sufficient to saturate the polarization, the endurance of the thin film capacitor was greater than 10⁹ cycles. Cycling with lower fields reduced endurance values, but in all cases, the switchable polarization decreased linearly with the logarithm of cycles. Nb-doping did not have a significant effect on the fatigue performance.     

MFMIS铁电场效晶体管的制备及存储特性

在磁控溅射法制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜的基础上,结合半导体工艺制备了金属/铁电/金属/绝缘层/Si衬底(MFMIS)结构的铁电场效应晶体管。器件的顺时针电容-电压(C-V)特性曲线和逆时针漏电流-栅电压(Id-Vg)特性曲线表明,n沟道PZT铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应和极化存储性能,且在-5~ 5 V的电压下存储窗口为2 V。     

PZT铁电薄膜介电性能测试研究

运用数字锁相技术研究了Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)铁电薄膜的介电性能测试技术,随着薄膜微图形化尺寸的缩小,电路寄生参数的影响将逐渐变大并成为主导因素,从而严重影响薄膜介电性能测试的准确性.通过补偿方法,消除了电路寄生参数的影响,准确测量了薄膜的介电常数.通过对溶胶-凝胶制备的PZT薄膜样品的介电性能测试表明,上述补偿法可满足PZT铁电薄膜制备技术及微机电系统中器件设计对PZT微图形性能测试的要求.     

溶胶一凝胶工艺对PZT铁电薄膜结构的影响

本文阐述了用溶胶一凝胶法制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺参数对薄膜结构的影响。实验表明，采用合适的工艺参数能制备出具有钙钛矿型结构的ＰＺＴ铁电薄膜。     

晶格失配应变对铁电薄膜铁电性能的影响

采用与时间有关的Ginzburg-Landau方程,在考虑表面效应的条件下研究了晶格失配应变对外延铁电薄膜铁电性能的影响,通过外推长度考虑表面效应。获得了不同应变情况下的铁电薄膜电滞回线及蝶形应变迟滞回线。结果表明,剩余极化强度和矫顽场与压应变和张应变密切相关,其值强烈依赖于晶格失配应变。