论文题目: 层状结构铁电存储器的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 微电子学与固体电子学
作者: 王宁章
导师: 李兴教
关键词: 层状铁电薄膜,铁电存储二极管,界面电位降,内建电压,回线,特性,特性
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文包含铁电薄膜及铁电存储器研究现状的评论、对铁电陶瓷的烧结、BIT薄膜材料的改良、层状结构铁电薄膜的制备及材料的晶相结构测试分析以及层状结构铁电薄膜界面电特性的研究。主要内容如下: 1)用特殊的固态反应烧结工艺制备了PZT及BNT铁电陶瓷。通过用XRD及SEM分析了铁电陶瓷的晶相结构,用RT66铁电测试仪测定了铁电陶瓷的电滞回线,分析结果表明,研究表明,采用在800℃预烧、保温2小时,1100℃终烧、保温12 h的烧结工艺,所得的BNT铁电陶瓷纯度高,致密性好、晶粒均匀,具有良好的铁电性能。2)讨论了准分子激光淀积铁电薄膜的基本原理,研究了准分子激光淀积多层结构铁电薄膜的制备工艺,成功地在p-Si（100）基片上淀积了BIT、PZT/BIT和BIT/PZT/BIT等多层结构铁电薄膜。研究了铁电薄膜的晶相结构及表面形貌,测试了这三种铁电薄膜的电滞回线。结果表明,所制备的铁电薄膜具有较优的铁电性能。3)用脉冲激光淀积方法在硅底片上淀积具有较好的c-轴取向的钕置换铋的Bi4-xNdxTi3O12薄膜,研究了不同的钕掺量及淀积工艺对BNT薄膜的铁电性能的影响,结果表明,当钕掺量x=0.8时,退火温度为680℃时,薄膜具有较优的c-轴取向,在应用电压为10V,测试频率为1MHz下,其剩余极化（Pr）及矫顽场（Ec）分别达到27μC/cm2和70kV/cm。研究还表明,Nd充分替代Bi后的Bi3.20Nd0.80Ti3O12薄膜增强了抵抗极化疲劳的能力,疲劳测试结果表明在开关次数达到1010后仍有较好的抗疲劳特性。4)制备了极薄铁电薄膜Au/BIT/p-Si（100）结构与Au/PZT/p-Si（100）并对其微结构进行了研究,对极薄铁电薄膜的I-V曲线的温度特性进行了物理解释,分别对负电压区的I-T曲线及正电压区的I-V曲线进行了拟合,得出两个结论:一是在负电压区,电流I与温度T有关,I-T关系可用拟合曲线方程I=Aexp（b/T）表示,其漏电流的输运机制可能主要是界面态或高密度陷阱态的复合有关,这可能是极薄薄
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 铁电材料及铁电薄膜概况
1.3 铁电存储器的研究发展慨况
1.4 本文选题的依据及研究的主要内容
2 铁电陶瓷靶的烧结及其性能的研究
2.1 引言
2.2 PZT 铁电陶瓷的烧结
2.3 钛酸铋基陶瓷靶材的烧结
2.4 本章小结
3 脉冲激光淀积工艺及多层结构铁电薄膜的制备
3.1 引言
3.2 多层铁电薄膜结构的设计思想
3.3 多层结构铁电薄膜的制备
3.4 本章小结
4 BI_(4-X)ND_XT1_3O_(12)铁电薄膜电容的制备及特性的研究
4.1 引言
4.2 BNT 薄膜的淀积工艺及参数
4.3 掺钕量对BNT 铁电薄膜的微结构及铁电性能的影响
4.4 退火温度对BI_(3.20)ND_(0.80)TI_30_(12) 薄膜微结构的影响
4.5 BI_(13).20ND_(0.80)TI_3O(12) 薄膜微结构及性能的研究
4.6 本章小结
5 铁电薄膜I-V 特性的研究及界面电位降的计算
5.1 引言
5.2 极薄铁电薄膜I-V 特性的研究
5.3 多层结构铁电薄膜界面电位降与界面能带结构的分析
5.4 修正的经验幂定律的建立及界面电位降的计算
5.5 利用C-V 特性曲线计算界面的外电压降
5.6 本章小结
6 铁电薄膜异质结构的不对称行为及内建电压的研究
6.1 引言
6.2 内建电压的定量分析
6.3 内建电压与I-V 特性曲线的不对称的整流特性的研究
6.4 本章小结
7 非破坏读出的AU/BIT/PZT/BIT/P-SI(100)存储二极管的内在条件及存储器操作方法
7.1 引言
7.2 有I-V 回线的AU/BIT/PZT/BIT/P-SI(100)存储二极管
7.3 I-V 特性曲线的转变电压与P-E 回线的矫顽场的关系
7.4 存储器波形
7.5 本章小结
总结
致谢
参考文献
附录 作者在攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-04-12
参考文献
- [1].PZT第一性原理计算及其铁电性能研究[D]. 彭刚.华中科技大学2006
- [2].铁电存储器用Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的制备及性能研究[D]. 郭冬云.华中科技大学2006
- [3].钛酸锶钡、钛酸锶铌及多层铁电存储器研究[D]. 鲍军波.华中科技大学2006
- [4].硅工艺兼容型铁电存储器的多逻辑态存储研究[D]. 侯鹏飞.湘潭大学2017
- [5].PZT铁电存储器的研究[D]. 蔡道林.电子科技大学2008
- [6].铁电存储器的辐射效应及其抗辐射加固技术研究[D]. 辜科.电子科技大学2015
- [7].铁电存储器关键工艺与器件建模研究[D]. 闻心怡.华中科技大学2011
- [8].挠曲电耦合下铁电薄膜电畴演变及应变调控[D]. 蒋丽梅.湘潭大学2014
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- [4].FRAM铁电材料的微结构与电性能研究[D]. 刘敬松.电子科技大学2005
- [5].多层铁电薄膜的制备及其电性能研究[D]. 贾建峰.兰州大学2006
- [6].钛酸盐类铁电薄膜的制备及其性能研究[D]. 杨长红.山东大学2006
- [7].铁电薄膜和铁电超晶格的理论研究[D]. 杨鲲.山东大学2007
- [8].用于嵌入式铁电存储器的集成铁电电容研究[D]. 王龙海.华中科技大学2006
- [9].铁电存储器用Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的制备及性能研究[D]. 郭冬云.华中科技大学2006
- [10].钛酸锶钡、钛酸锶铌及多层铁电存储器研究[D]. 鲍军波.华中科技大学2006