热处理温度对Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜结构和性能的影响

摘要

新型氧化铪基铁电薄膜由于其优越的极化特性、良好的尺寸微缩性以及与新型CMOS工艺的高度兼容性,成为了近年来的研究热点。采用原子层沉积方法(ALD)制备的Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)(HZO)薄膜,经过快速热处理(RTP),在上下电极的应力作用下会产生铁电性。本文研究了不同热处理温度对HZO薄膜结构和性能的影响,内容包括:沉积态的HZO薄膜为非晶态,经过快速热处理后,薄膜晶化;对比快速热处理温度为500℃和600℃的电容结构器件单元性能,发现600℃退火后HZO铁电器件的剩余极化更大,矫顽电场更大;对500℃和600℃热处理的器件截面进行结构分析,发现500℃热处理后会有四方相和正交相出现,热处理温度600℃时出现单斜相和正交相。