SrTiO3和 (Ba,Sr) TiO3是使用原子层沉积在 SrRuO3上长大的膜
Bo-Eun Park1, Jaeho Lee1, Jeongil Bang1
1Samsung Advanced Institute of Technology, Samsung Electronics, Suwon-si, Gyeonggi-do 16678, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|September 6, 2024
概括
研究人员探索了新的高介电常数 (k) 材料,特别是酸 (STO) 和酸 (BSTO),用于高级动态随机访问存储器 (DRAM) 电容器. 这些三元氧化物提供了超越传统限制的性能提升.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 对于动态随机存取内存 (DRAM) 电容器的常规二元氧化物具有有限的介电常数 (k < 100).
- 下一代DRAM需要具有极低等效氧化物厚度 (EOT) 的材料.
研究的目的:
- 研究三元氧化物,酸 (STO) 和 (Ba,Sr) TiO3 (BSTO),作为高k DRAM电容器的替代品.
- 优化材料性能,以提高性能和可靠性.
主要方法:
- 在 SrRuO3 (SRO) 上使用原子层沉积 (ALD) 的STO和BSTO的长轴增长.
- 在低温 (300°C) 的现场结晶,通过SRO/STO结构兼容性实现.
- 通过Ba染调整STO的介电性质.
主要成果:
- 在SRO上的STO在厚度低至50 Å时保持了优越的结晶性,而没有薄膜变形.
- 在~50%的Ba剂下,BSTO实现了高介电常数 (k_max:527).
- BSTO表现出低泄漏电流 (3.9 × 10^-8 A cm^-2 @ 1 V) 和高可靠性 (10^12 周期).
结论:
- 三级氧化物STO和BSTO是下一代DRAM电容器的有希望的替代品.
- ALD能够实现低温,高质量的薄膜生长,具有可调节的特性.
- 优化的BSTO为极端的EOT要求提供了可行的解决方案.
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