高品质的长轴压电和铁电石Al1-xScN薄膜
Yang Zeng1, Yihan Lei2,3, Yanghe Wang2,3
1Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan, 411105, China.
Small methods
|August 9, 2024
概括
添加的化 (AlScN) 薄膜具有增强的压电和铁电性能. 脉冲激光沉积产生高质量的单晶薄膜,适用于先进的微电子应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 微电子工程 微电子工程
背景情况:
- 由于其压电性质,化 (AlN) 等石材料对微电子非常重要.
- 兴奋剂 (AlScN) 增强了压电性,引入了铁电性,但传统方法的薄膜质量很差.
- 聚晶AlScN中的高泄漏电流限制了其融入半导体设备的可能性.
研究的目的:
- 开发高质量的单晶表层AlScN薄膜.
- 研究AlScN的结构,压电和铁电特性.
- 为了克服多晶AlScN薄膜的局限性.
主要方法:
- 脉冲激光沉积 (PLD) 技术.使用脉冲激光沉积技术.
- 在蓝宝石和4H-SiC基板上AlScN薄膜的表轴生长.
- 原子尺度显微镜成像和扫描探针显微镜用于表征.
主要成果:
- 单晶表轴性AlScN薄膜生长的纯石阶段高达x = 0.3.3.
- 低氧污染率 (≤0.1个百分比).
- 估计极化为140μC cm-2,确认可以切换.
- 在x = 0.3时,压电系数增加了五倍,与未使用的AlN相比.
结论:
- 脉冲激光沉积使得具有优越性质的高质量的表轴AlScN薄膜成为可能.
- 增强的压电和铁电特性使得AlScN成为先进微电子的有希望的材料.
- 这些发现为下一代射频过器和非挥发性存储器设备铺平了道路.
