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溶胶—凝胶法制备钛酸锶钡多层膜的漏电流性能

朱燕艳  
【摘要】: 钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_xTiO_3或BST)以其高介电常数、低损耗,介电响应快、疲劳强度大等优点,在下一代动态随机存储器(DRAM)上的应用前景非常广阔,是近年来人们研究的热点。虽然在这方面的工作已取得可喜的进展,但要使其成功地应用于DRAM器件上,仍有很多问题有待进一步解决,如较高的漏电流现象。数据一旦被写进DRAM,每个小电容上电荷的存储时间就必须大于DRAM的刷新脉冲时间,如果由于漏电流致使存储的电荷丢失,就会导致数据读取的误操作。所以有必要降低漏电流以增加读取数据的可靠性。因此,漏电流性能的改进将是一项很有意义的工作。 本文采用溶胶-凝胶法,通过降低最底层和最上层的退火温度,在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了非晶/多晶型BST多层膜,不仅改善了正向漏电流特性,而且也改善了反向漏电流特性。从多层膜的XRD图可以看出明显的鼓包,表明有BST的非晶层存在。这也可以从SEM表面形貌得到证实。而且,通过降低最上面非晶层的厚度,可以有效地控制薄膜的介电常数,而损耗依然保持较低。 本文就LaNiO_3缓冲层对BST薄膜漏电流的影响也进行了初步研究。在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上先制备一LaNiO_3缓冲层,然后再制备BST薄膜。研究表明LaNiO_3和BST薄膜在晶格结构和晶格常数上的相似性给BST薄膜和底电极提供了更好的晶格匹配,从而改善BST薄膜的性质。从XRD图可以看出这样制备得到的BST薄膜有明显的择优取向性。与同厚度的BST膜相比漏电流性能有了明显改善,介电常数也有提高,而损耗仍然保持较低。


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