[發明專利]一種鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710522810.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107331664A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 葛鵬祖;唐新桂;李蕊;劉秋香;蔣艷平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于鐵電薄膜技術領域，尤其涉及一種鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜存儲器及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子信息產業的飛速發展，鐵電薄膜材料在電子材料領域中受到越來越多的重視。各種物理化學方法被應用于鐵電薄膜的制備，其準備技術不斷被突破，使鐵電薄膜的應用也越來越廣，如鐵電存儲器、高介質常數存儲器、鐵電場效應晶體管、紅外探測與成像器件相位器，表面濾波器等等。其中最具有代表性的就是PbZr_0.53Ti_0.47O₃(PZT)薄膜，其相對較低的沉積溫度，高的介電常數，大的剩余極化，曾被認為是最有前途的材料之一，然而鉛對環境不可避免的污染，并且其在經過10⁷～10⁹次極化反轉后，會產生疲勞性能，材料的剩余極化會減小很多，鐵電性能受到嚴重影響，這使的傳統PZT薄膜的應用受到很大的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜存儲器及其制備方法，本發明中的鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜剩余極化強度高、漏電流密度低。

本發明提供一種鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜存儲器，包括依次接觸的基底、導電薄膜和鐵電薄膜，以及設置在所述導電薄膜上的底電極和設置在鐵電薄膜上的頂電極；

所述導電薄膜為LaNiO₃；

所述鐵電薄膜為Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄。

優選的，所述基底為Si、ITO導電玻璃、FTO導電玻璃、砷化鎵、Pt/Ti/SiO₂/Si襯底和SrTiO₃:Nb中的一種或幾種。

優選的，所述底電極為Pt、Au、Ag、W、Al、Ti、TiN中的一種或幾種。

優選的，所述頂電極為Pt、Au、Ag、W、Al、Ti、TiN中的一種或幾種。

本發明提供一種鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜存儲器的制備方法，包括以下步驟：

A)將LaNiO₃前驅液涂覆在基底表面，烘干得到鍍有導電薄膜的基底；所述LaNiO₃前驅液由La(NO₃)₃·5H₂O、NiC₄H₆O₄·4H₂O和乙二醇甲醚配制得到；

B)將Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驅液涂覆在導電薄膜表面，烘干得到鍍有鐵電前驅膜的基底；

所述Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驅液由NiC₄H₆O₄·4H₂O、ZnC₄H₆O₄·2H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、乙二醇甲醚和冰醋酸配制得到；

C)將鍍有鐵電前驅膜的基底在氧氣和/或氮氣的退火氣氛下、550～650℃下進行退火，得到鍍有鐵電薄膜的基底；

D)在步驟C)得到的鐵電薄膜的表面鍍頂電極；在導電薄膜表面鍍底電極，得到鎳鐵鋅氧體鐵電薄膜儲存器。

優選的，所述步驟A)中涂覆方法為旋涂工藝，具體過程為：

先以800～1500r/min的轉速旋轉10～15s，再以3000～4000r/min的轉速旋轉20～30s。

優選的，所述步驟A)中烘干的過程具體為：

將涂覆有LaNiO₃前驅液的基底在170～190℃烘干10～30min，然后在320～380℃下烘干30～60min，得到鍍有導電薄膜的基底。

優選的，所述LaNiO₃前驅液的摩爾濃度為0.2～0.3mol/L；

所述Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驅液的摩爾濃度為0.2～0.3mol/L。

優選的，所述步驟B)中烘干的具體過程為：