[发明专利]铁电薄膜的制备方法及铁电薄膜

说明书

本申请公开了一种铁电薄膜的制备方法及铁电薄膜，属于微电子器件技领域，其中，铁电薄膜的制备方法包括：将衬底置于均匀电场中；于所述衬底上依次沉积第一铁电薄膜、介电层及第二铁电薄膜层。由于该方法施加同步电场调控了衬底表面的势能分布，使得沉积过程中前驱体的吸附和脱附过程不受表面形貌的影响，为制备保形性优异、均一性好的超薄铁电薄膜提供了保障；同时，在电场的作用下，可以调控薄膜内部缺陷的分布以及浓度，消除唤醒效应，提高薄膜的铁电性能和可靠性。

技术领域

本申请属于微电子器件技术领域，具体涉及一种铁电薄膜的制备方法及铁电薄膜。

背景技术

近年来，信息产业的飞速发展使得现有的配套系统无法满足数据的指数级增长，微电子器件领域面临着十分严峻的挑战。

随着微电子器件不断向便携式、小型化、低功耗的需求发展，其中的功能薄膜材料的尺寸要求同步进行微缩。铁电薄膜因独特物理特性进入了人们的视野，其是一种功能材料，可应用于铁电存储器、压电传感器、温度传感器、非线性光学器件等。制备大面积、厚度薄、可三维集成、性能均一且优异的铁电薄膜是制备高性能器件的基础之一。

随着摩尔定律的发展，为了提高器件的集成密度，对于器件结构的研究逐渐由平面开始向三维转化，因此，对于适合复杂三维结构的薄膜沉积方法的开发势在必行。但是现有三维结构的薄膜沉积方法制备的铁电薄膜的厚度均一性差。

发明内容

本申请的目的是提供一种铁电薄膜的制备方法及铁电薄膜以解决铁电薄膜的厚度均一性差的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种铁电薄膜的制备方法，该方法可以包括：

将衬底置于均匀电场中；

于所述衬底上依次沉积第一铁电薄膜、介电层及第二铁电薄膜层。

在本申请的一些可选实施例中，所述衬底的热膨胀系数为5*10e^-6～5*10e^-5。

在本申请的一些可选实施例中，所述电场包括：直流电场。

在本申请的一些可选实施例中，所述电场包括：交流电场。

在本申请的一些可选实施例中，所述交流电场的波形为：正弦波、方形波、三角波或锯齿波。

在本申请的一些可选实施例中，所述介电层的热膨胀系数为5*10e^-6～5*10e^-5。

在本申请的一些可选实施例中，在所述于所述衬底上依次沉积第一铁电薄膜、介电层及第二铁电薄膜层之后，所述铁电薄膜的制备方法还包括：

进行300度～600度的原位退火，得到铁电薄膜。

在本申请的一些可选实施例中，在所述将衬底置于均匀电场中之前，所述铁电薄膜的制备方法还包括：对所述衬底的环境抽真空，真空度为0.1-0.2torr。

在本申请的一些可选实施例中，将所述衬底的环境加热至预设值，所述预设值在100-300℃范围内。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种铁电薄膜，该铁电薄膜利用第一方面实施例任一项所述的铁电薄膜的制备方法制备得到的。

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请实施例方法通过施加同步电场调控了衬底表面的势能分布，使得沉积过程中前驱体的吸附和脱附过程不受表面形貌的影响，为制备保形性优异、均一性好的超薄铁电薄膜提供了保障；同时，在电场的作用下，可以调控薄膜内部缺陷的分布以及浓度，消除唤醒效应，提高薄膜的铁电性能和可靠性。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例中铁电薄膜的制备方法流程图；