高Sc掺杂AlN薄膜铁电性能的研究

纤锌矿铁电材料因其大的剩余极化(P_(r))、优良的高温稳定性以及与半导体工艺的良好兼容性,受到了广泛的关注。然而,纤锌矿钪掺杂氮化铝(AlScN)铁电薄膜应用于非易失性存储器的主要挑战是其较大的矫顽场(E_(c)),以及在高电场下较大的漏电流。为制备具有低E_(c)和高电场下低漏电流的AlScN薄膜,本文采用反应磁控溅射的方法,在不同底电极(Mo、TiN和Al)上沉积了高钪含量的Al_(0.57)Sc_(0.43)N铁电薄膜。通过X射线光电子能谱、X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电镜和铁电测试仪对薄膜的成分、微观结构及电性能进了分析。实验结果表明:在不同底电极上沉积的Al_(0.57)Sc_(0.43)N薄膜均表现出明显的c轴取向,并展现出显著的铁电性,E_(c)^(-)分别为2.6、3.5和2.3 MV/cm。TiN作为底电极时,AlScN铁电薄膜获得较大的剩余极化值且薄膜的漏电流较小。