李晨雨，朱俊，陈欢文

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都610054）

Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜的制备和性能研究

李晨雨，朱俊，陈欢文

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都610054）

运用脉冲激光沉积方法，在Pt（111）基片上沉积制备Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜。通过对X射线衍射(XRD)分析表明，薄膜的正交相随衬底温度升高而增强，随薄膜厚度增加而减小。P-E电滞回线实验表明，提高衬底温度有助于增强薄膜铁电性能。400℃氧气中原位退火后薄膜剩余极化（2Pr）达到8μC/ cm2。5V以下薄膜漏电流密度为3.2×10-6A/cm2。Hf0.5Zr0.5O2薄膜的疲劳特性测试表明，在经过2×109次反转后可参与翻转总极化值有一定下降。

脉冲激光沉积；Hf0.5Zr0.5O2薄膜；铁电；XRD；疲劳测试

0 引 言

因为铁电存储器具有双稳态极化特性，普遍被认为是应用前景广泛的非易失性存储器。大多数研究都集中在钙钛矿结构的传统铁电材料上。然而传统钙钛矿结构的铁电薄膜在应用于硅基铁电存储器上，已经被证明有很多困难，如铁电尺寸效应、小的帯隙、与硅的界面许多不匹配、结晶过程中因热处理导致的退化等[1]。

近年来，二元氧化物HfO2、ZrO2因其高的介电常数，被广泛应用于场效应管栅介质层[2]。和大多数二元氧化物相似，HfO2、ZrO2被认为一般成中心对称的晶体结构，具有线性的介质特性。因此尽管这些氧化物被成功地引入微电子技术，但人们并没有考虑到它们除了电介质的这种有限的功能外的其他用途。

最近Johannes Müller等报道，HfO2薄膜在不同元素掺杂的情况下会出现铁电性，如Si,Y,Al, Zr[3-7]。……