研究目的
研究前驱体对采用原子层沉积技术制备忆阻器件中预沉积堆叠材料的影响。
研究成果
原子层沉积(ALD)技术成功用于制备具有增强性能的HfO?基忆阻器件。研究表明,在ALD过程中使用臭氧作为氧化剂会导致Ti层氧化,形成额外的TiO?层,该层显著影响器件的电学特性。这一改进使器件呈现出无需成形的特性、自限流能力以及非交叉的滞后电流-电压特征,使其适用于非易失性存储应用。研究结果凸显了前驱体选择在ALD过程中的重要性及其对器件性能的影响。
研究不足
该研究强调了原子层沉积(ALD)前驱体与预沉积层之间的相互作用,这种作用可能导致器件堆叠中出现未预料到的相态和结构变化。不同前驱体的具体影响以及ALD工艺中进一步优化的需求被指出为未来研究的重点领域。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用原子层沉积(ALD)技术在重掺杂硅衬底上生长氧化铪(HfO2)薄膜,该衬底具有二氧化硅(SiO2)薄膜和钛(Ti)电极。研究方法包括结构和电学表征,以了解前驱体对堆叠材料的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用1平方厘米的商业化重掺杂硅/热氧化二氧化硅(120纳米)衬底。在衬底上溅射20纳米的钛层,随后通过ALD工艺沉积氧化铪。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于电学表征的Keithley 4200测试仪、X射线反射仪、原子力显微镜和用于结构分析的二次离子质谱仪。材料包括氧化铪、二氧化硅、钛以及用于顶电极的钯/钴。
4:实验流程与操作步骤:
该过程包括使用臭氧(O3)和三(二甲氨基)氢化钛(TDMAH)作为前驱体的氧化铪ALD沉积,随后进行结构和电学表征,以分析堆叠材料的特性和性能。
5:数据分析方法:
数据分析包括比较ALD沉积前后的电学特性、结构分析以识别堆叠中的变化,以及阻抗测量以建模器件的电学响应。
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