高性能TiO2/ZrO2/TiO2薄膜电容器通过等离子体辅助原子层回火
Seunghyeon Lee1, Geongu Han1, Keun Hoi Kim1,2
1Department of Manufacturing Systems and Design Engineering, Seoul National University of Science and Technology (SeoulTech), Seoul 01811, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|June 17, 2024
概括
等离子体辅助原子层回火 (ALA) 增强了TZT电容器中的TiO2结晶,提高了电介质特性和电容密度27%,同时保持了低泄漏电流.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 层状结构中的异质接口阻碍了薄膜结晶,并降低了静电电容器中的介电性质.
- 控制接口属性对于提高电容器性能至关重要.
研究的目的:
- 研究等离子体辅助原子层化 (ALA) 对TiO2/ZrO2/TiO2 (TZT) 层结构结晶和介电性能的影响.
- 为了提高电容密度,并保持TZT电容器的低泄漏电流.
主要方法:
- TiO2/ZrO2/TiO2 (TZT) 层结构的制造.
- 应用等离子体辅助原子层化 (ALA) 来诱导TiO2上层的结晶.
- 阶段转换,介电常数和泄漏电流密度的表征.
主要成果:
- 酸诱导了上部TiO2的相变,从无形/亚纳变为鲁,使其介电常数增加了25%.
- 由于ALA的局部作用,ZrO2中间层保持无形,保持其阻断功能.
- TZT电容器的电容密度增加了27%,低泄漏电流密度为~10^-8 A/cm^2.
- 在3D结构上 (面积比为5) 实现了461 nF/mm^2的高电容密度.
结论:
- 使用ALA的层次相位控制有效地增强了TZT电容器的介电特性.
- ALA 是一种有前途的技术,可以提高带层结构的静电电容器的性能.
