Browsing by Author "Shih, Teng-Yuan"

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    HIPIMS鍍製HfO2氧化層之MIM電容的鐵電量測
    (2016) 石登元; Shih, Teng-Yuan
    鐵電材料是目前熱門的研究目標之一，現今科技的發展使得我們對於電子元件的尺寸追求越來越小。然而傳統鐵電材料所鍍製的薄膜厚度大約幾百奈米，薄膜的漏電也非常大，從而影響鐵電材料在記憶體上的應用。所以科學家們開始尋找新型的鐵電材料，並且發現HfO2和ZrO2等材料，有機會取代傳統鐵電材料。其中HfO2更是許多科學家所看好的新型鐵電材料選擇，並嘗試使用不同的鍍製方式來探討HfO2薄膜所能展現出的鐵電特性。 在本研究中，我們將利用高功率脈衝磁控濺鍍 (High Power Impulse Magnetron Sputtering, HIPIMS)來製備HfO2鐵電層。試片的基本結構上為，在P-type矽基板上使用DC sputter鍍製下電極的Mo，再來是鐵電層HfO¬2，最後則是上電極的Al。實驗總共會有三組Sample的變化。Sample 1為在HfO2層中摻雜Zr形成HfO2:Zr薄膜。Sample 2則是在HfO2層上鍍製一層Zr層。Sample 3是在HfO2的上下方分別鍍製TiN層以及ZrN層兩種結構變化。試片完成後，做鐵電性的量測，並配合物性測量作分析。最後，本研究在三組Sample中皆有發現極化現象。在Sample 1中得知HIPIMS鍍製時，氧氣通量在10 sccm表現最佳，並且RTA在850℃時無鐵電性表現。在Sample 2中得知Zr摻雜在HfO2的量不是越多越好，在TEM中看出HIPIMS鍍製時Hf對Mo層造成損害的情況，這情況在Sample 3的結構中能有效的改善。而Sample 3試片的鐵電性在三組中是表現最好的，TiN與ZrN在RTA溫度上的趨勢表現相反，推測是因為兩者在應力結構上表現不同。 關鍵字: 高功率脈衝磁控濺鍍、鐵電材料、二氧化铪