铁电Al_0.63Sc_0.37N薄膜的低温层次的化,用于后端的线路集成

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 添加的化 ((Al,Sc) N) 对非易失性存储器和MEMS具有有前途的铁电特性.
• 在 (Al,Sc) N 的高强迫场阻碍了它的应用,需要高含量薄膜.
• 实现高Sc含量表轴 (Al,Sc) N薄膜,特别是在低温下实现后端线路 (BEOL) 集成,是一项挑战.

研究的目的:

• 开发一种高含量 (Al,Sc) N 薄膜的低温表轴生长方法.
• 为了降低 (Al,Sc) N 的强迫场,以提高铁电设备的性能.
• 为了使 (Al,Sc) N能够集成到下一代电子产品的后端流程中.

主要方法:

• 在400°C时,Al_0.63Sc_0.37N薄膜的层次上表层生长.
• 使用等离子体辅助脉冲激光沉积 (N-PLD) 技术.
• 使用X射线光电子光谱 (XPS) 进行材料分析.

主要成果:

• 成功地生长了表层Al_0.63Sc_0.37N薄膜,报告的Sc含量最高.
• 证明原子气氛对于抑制空缺和稳定石阶段至关重要.
• 获得了高质量的薄膜,其残余极化>160μC cm^-2,低强迫场≤2.9 MV cm^-1.

结论:

• N-PLD技术使高含量 (Al,Sc) 的低温表轴生长成为可能N.
• 开发的方法克服了以前在获得高Sc含量铁电薄膜方面的局限性.
• 这项研究为将高性能 (Al,Sc) N集成到 BEOL 中用于高级内存和 MEMS 应用提供了一条途径.