後處理對於無鉛鈮酸鈉鉀薄膜特性之影響應用於非揮發性鐵電記憶體之研究

蘇志文

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後处理对於无铅铌酸钠钾薄膜特性之影响应用於非挥发性铁电记忆体之研究

Study of the Effects of Post-Treatment on the Characteristics of (Na0.5K0.5)NbO3 –Based Films for the Applications of Nonvolatile Ferroelectric Random Access Memory

苏志文 , 硕士　　导师：朱圣缘　　

繁体中文

铁电记忆体；无铅；铌酸钠钾；溶胶凝胶法；後处理； FeRAM ； Lead free ； (Na, K)NbO3 ； Sol-gel ； Post-treatment

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摘要 │ 参考文献 (98) │ 国际计量

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In this research, lead-free (Na, K)NbO3-based (NKN-based) thin films were fabricated on Pt/TiO2/SiO2/Si substrates via a sol-gel processing method, and through the control of various RTA annealing temperature and high-temperature furnace temperature in process. With the measurement of XRD, XRR, SEM, XPS, J-E, εr, tanδ, room temperature P-E curve and variable temperature P-E curve, we tried to find more favorable conditions of the processing temperature for the ferroelectric memory. Others, it was found that the thin film microstructure improved and the electrical properties enhanced after adding the additional right amount of lithium element into NKN structure. In the optimum post-treatment temperature control, RTA:750 oC and furnace:800 oC, the leakage current was reduced to 1.24 × 10-10 A/cm2 (0 kV/cm), 3.90 × 10-8 A/cm2 (100 kV/cm), and the dielectric constant raised up to 786 and the dielectric loss decreased to 0.02, respectively under 100 kHz. The electrical measurements at room temperature hysteresis curve of residual polarization increased to 11.8 μC/cm2 (±400 kV/cm), memory window up to 393 kV/cm (also 3.93 V), the switching cycles also increased to about 3 × 108 times. The fatigue characteristics at <100 oC, the stability raised up to about 107 cycles compared to NKN.

参考文献 ( 98 ) 〈TOP〉

[1] G. H. Haertling, "Ferroelectric thin films for electronic applications," Journal of Vacuum Science & Technology A, vol. 9, pp. 414-420, 1991.
连结：
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连结：
[7] F. Soderlind, P.-O. Kall, and U. Helmersson, "Sol-gel synthesis and characterization of Na0.5K0.5NbO3 thin films," Journal of Crystal Growth, vol. 281, pp. 468-474, 2005.
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