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研究生:劉元昌
研究生(外文):Liu, Yuan-Chang
論文名稱:高介電常數薄膜在記憶元件應用之研究
指導教授:李雅明李雅明引用關係
指導教授(外文):Li, Ya-Ming
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
中文關鍵詞:記憶元件高介電常數薄膜介電質準分子雷射濺鍍法
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本研究分為兩個部份,在第一部份: 以準分子雷射濺鍍法來製備鈦酸鋇薄膜。並選
擇製程參數: 1 mbar氧壓、基板溫度攝氏550 度、靶材至基板距離4 公分沉積,完
成後在相同溫度,1 大氣壓之氧壓下退火10分鐘之薄膜,做電性及可靠性分析。在
2.5 伏特之操作電壓下,可以得到其最大極化子 、持續極化量及頑矯電壓分別為4
0.6uC/cm2、5.7uC/cm2及0.33伏特。以脈衝電路,可得到其介電係數為203 。在電
容對電壓之量測上,可得到其介電係數為250 。在電流對電壓之量測上,其漏電流
密度為1.6uA/cm2(2.5 伏特操作下);崩潰電場為1 MV/cm 。其切換時間為3.36usec
(2.62 伏特操作下) 。在介電質崩潰之時間性量測上,以二氧化矽之崩潰模型,估
計在2.5 伏特操作下,可達20年以上。
在第二部份: 以含磁極的RF濺鍍法,來製備三氧化二釔薄膜。鍍膜時,維持其空室
壓力在10 mTorr,沉積完成後在攝氏600 度,1 Torr氧壓做1 小時熱退火處理的薄
膜,其X 光繞射依生成相在(332) 面有從優取向之現象。在此製程條件下,製備厚
度53.5rm及39.5rm之薄膜做電性量測。在電容對電壓之量測下,以100 kHz 之頻率
可得到其介電係數分別為11.6及11.8。在5 伏特電壓下,其漏電流密度分別為28.5
uA/cm2及39.4M/cm2;且崩潰電壓在3 到7 伏特左右。電流傳導效應均屬於Pooole-F
renkel機制,由此機制導出之介電係數分別為10.4及16.4。
此兩種材料在未來取代二氧化矽作為動態隨機存取記憶體之電容上,非常具有潛力


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