[发明专利]一种镍铁锌氧体铁电薄膜存储器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁电薄膜技术领域，尤其涉及一种镍铁锌氧体铁电薄膜存储器及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子信息产业的飞速发展，铁电薄膜材料在电子材料领域中受到越来越多的重视。各种物理化学方法被应用于铁电薄膜的制备，其准备技术不断被突破，使铁电薄膜的应用也越来越广，如铁电存储器、高介质常数存储器、铁电场效应晶体管、红外探测与成像器件相位器，表面滤波器等等。其中最具有代表性的就是PbZr_0.53Ti_0.47O₃(PZT)薄膜，其相对较低的沉积温度，高的介电常数，大的剩余极化，曾被认为是最有前途的材料之一，然而铅对环境不可避免的污染，并且其在经过10⁷～10⁹次极化反转后，会产生疲劳性能，材料的剩余极化会减小很多，铁电性能受到严重影响，这使的传统PZT薄膜的应用受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍铁锌氧体铁电薄膜存储器及其制备方法，本发明中的镍铁锌氧体铁电薄膜剩余极化强度高、漏电流密度低。

本发明提供一种镍铁锌氧体铁电薄膜存储器，包括依次接触的基底、导电薄膜和铁电薄膜，以及设置在所述导电薄膜上的底电极和设置在铁电薄膜上的顶电极；

所述导电薄膜为LaNiO₃；

所述铁电薄膜为Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄。

优选的，所述基底为Si、ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、砷化镓、Pt/Ti/SiO₂/Si衬底和SrTiO₃:Nb中的一种或几种。

优选的，所述底电极为Pt、Au、Ag、W、Al、Ti、TiN中的一种或几种。

优选的，所述顶电极为Pt、Au、Ag、W、Al、Ti、TiN中的一种或几种。

本发明提供一种镍铁锌氧体铁电薄膜存储器的制备方法，包括以下步骤：

A)将LaNiO₃前驱液涂覆在基底表面，烘干得到镀有导电薄膜的基底；所述LaNiO₃前驱液由La(NO₃)₃·5H₂O、NiC₄H₆O₄·4H₂O和乙二醇甲醚配制得到；

B)将Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驱液涂覆在导电薄膜表面，烘干得到镀有铁电前驱膜的基底；

所述Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驱液由NiC₄H₆O₄·4H₂O、ZnC₄H₆O₄·2H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、乙二醇甲醚和冰醋酸配制得到；

C)将镀有铁电前驱膜的基底在氧气和/或氮气的退火气氛下、550～650℃下进行退火，得到镀有铁电薄膜的基底；

D)在步骤C)得到的铁电薄膜的表面镀顶电极；在导电薄膜表面镀底电极，得到镍铁锌氧体铁电薄膜储存器。

优选的，所述步骤A)中涂覆方法为旋涂工艺，具体过程为：

先以800～1500r/min的转速旋转10～15s，再以3000～4000r/min的转速旋转20～30s。

优选的，所述步骤A)中烘干的过程具体为：

将涂覆有LaNiO₃前驱液的基底在170～190℃烘干10～30min，然后在320～380℃下烘干30～60min，得到镀有导电薄膜的基底。

优选的，所述LaNiO₃前驱液的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L；

所述Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄前驱液的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L。

优选的，所述步骤B)中烘干的具体过程为：