| 发明名称 | 用于铁电存储器的掺钕钛酸铋铁电薄膜及其低温制备方法 | ||
| 摘要 | 本发明涉及用于铁电存储器的掺钕钛酸铋铁电薄膜及其低温制备方法，属于微电子新材料与器件范围，该薄膜的组成及组分为：Bi<SUB>4-x</SUB>Nd<SUB>x</SUB>Ti<SUB>3</SUB>O<SUB>12</SUB>，其中，Nd中的x为掺钕钛酸铋中Nd占Nd和Bi元素总量的摩尔百分数；该Bi元素的过剩含量占Bi、Nd和Ti元素总量的摩尔百分数的范围为5％＜Bi＜20％；薄膜厚度为20nm～500nm。该制备方法由制备掺钕钛酸铋前驱体溶胶和低温制备掺钕钛酸铋铁电薄膜两部分组成；本发明制备出来的铁电薄膜具有优异的抗疲劳特性、较高的剩余极化强度(Pr)，较低的操作电压(Vc)以及能与CMOS工艺技术兼容等特点。特别适用于铁电存储器应用。 | ||
| 申请公布号 | CN100466320C | 申请公布日期 | 2009.03.04 |
| 申请号 | CN200710063820.5 | 申请日期 | 2007.02.12 |
| 申请人 | 清华大学 | 发明人 | 谢丹;任天令;薛堪豪;刘天志;张志刚;刘理天 |
| 分类号 | H01L41/187(2006.01);H01L41/24(2006.01);C04B35/46(2006.01) | 主分类号 | H01L41/187(2006.01) |
| 代理机构 | 北京清亦华知识产权代理事务所 | 代理人 | 廖元秋 |
| 主权项 | 1、一种用于铁电存储器的掺钕钛酸铋铁电薄膜的低温制备方法，该薄膜的组成及组分为：Bi4-xNdxTi3O12，即各组份的比例为：Bi:Nd:Ti:O＝4-x:x:3:12，x的取值范围为0.1<x<1.0；所述掺钕钛酸铋中的Bi，相对于所述组分Bi4-xNdxTi3O12的含量要过量添加，该Bi元素的范围为5％～20％；所述薄膜厚度为20nm～500nm，其特征在于，由制备掺钕钛酸铋前驱体溶胶和制备掺钕钛酸铋铁电薄膜两部分组成，包括以下步骤：1)制备所述掺钕钛酸铋前驱体溶胶：11)将醋酸钕溶于乙醇胺溶剂中，使其完全溶解成醋酸钕溶液；12)将己酸铋或醋酸铋或硝酸铋溶于己酸或乙酸中，使其完全溶解成己酸铋溶液或乙酸铋溶液；13)将所述醋酸钕溶液加入到所述己酸铋溶液或乙酸铋溶液中，在80～100℃条件下充分搅拌5～15分钟，以形成澄清均匀的钕铋混合溶液；14)取相应量的异丙醇钛，徐徐加入所述混合溶液，在80～100℃条件下充分搅拌10～20分钟，以形成澄清均匀的掺钕钛酸铋溶液；15)将丙醇或乙醇溶剂加入所述掺钕钛酸铋溶液中进行稀释，使其达到制膜工艺所需浓度，该浓度范围为0.01～0.5mol/l，在80～100℃条件下搅拌20～30分钟，直至形成均匀的稀释后的掺钕钛酸铋溶液；16)使用孔径为0.2～0.3μm的过滤装置将稀释后的掺钕钛酸铋溶液的杂质除去，得到均匀透明的掺钕钛酸铋前驱体溶液，放入冰箱冷藏静置5～10天，得到掺钕钛酸铋前驱体溶胶；2)制备所述掺钕钛酸铋铁电薄膜：21)采用带有下电极的衬底材料作为衬底；22)在所述衬底上利用旋涂的方法涂覆一层掺钕钛酸铋前躯体溶胶后，高速离心旋转形成一薄层掺钕钛酸铋铁电薄膜，匀胶转速为：3000～4000转/分；时间为：30～60秒；23)将所述形成有掺钕钛酸铋铁电薄膜的衬底放在热板上进行前烘，前烘温度为：250～300℃，时间为：5～10分钟；24)再将前烘后的薄膜进行热解，热解温度为：350～400℃，时间为：5～15分钟；25)重复步骤22)-步骤24)，直到掺钕钛酸铋铁电薄膜达到预定的厚度为止；26)然后将该达到预定厚度的掺钕钛酸铋铁电薄膜在650℃氧气气氛中进行10分钟晶化退火，或将该达到预定厚度的掺钕钛酸铋铁电薄膜在600℃氮气气氛中进行30分钟晶化退火，得到掺钕钛酸铋铁电薄膜。 | ||
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