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[发明专利]一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件-CN201910675057.4在审
发明人：张青竹;张兆浩;魏千惠;屠海令;殷华湘;魏峰;赵鸿滨;王文武 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-07-25 - 公布日： 2019-12-03 - 主分类号： C23C16/40 文献下载
摘要：本发明提供一种稀土掺杂铪基铁电材料，包括铪基铁电材料，铪基铁电材料中掺杂有稀土元素，掺杂的稀土元素与铪基铁电材料中铪元素原子比例介于(0.1~0.9):1。本发明还提供一种稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，包括：将含有稀土元素的物质掺杂至铪基铁电材料中，形成稀土掺杂的铪基铁电材料；在惰性气体中对稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，得到经退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料本发明制备的稀土掺杂的铪基铁电材料，使得材料的非对称性增加，可以使负电容材料更薄，具有很强的负电容特性；同时，利用稀土掺杂的铪基铁电材料制备的半导体器件，具有很高的电畴和反转速度，抗疲劳和可靠性更高。
铁电材料铪基稀土掺杂稀土元素制备半导体器件退火电容材料电容特性惰性气体非对称性退火处理物质掺杂掺杂的抗疲劳铪元素电畴反转掺杂

[发明专利]提高铪基铁电器件耐久性的方法及铪基铁电器件-CN202211021475.X在审
发明人：李秀妍;陈丹旸;司梦维 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-08-24 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： H01L45/00 文献下载
摘要：本发明提供一种提高铪基铁电器件耐久性的方法及铪基铁电器件，该方法包括：在衬底上制备铪基薄膜；在所述铪基薄膜上形成金属电极，形成铪基器件；对所述铪基薄膜进行热退火使其结晶具有反铁电特性，得到铪基反铁电薄膜，形成铪基铁电器件；对所述铪基反铁电薄膜施加电场循环，使所述铪基反铁电薄膜在获得剩余极化强度的同时提高耐久性。本发明通过加以电场循环使铪基反铁电薄膜获得剩余极化强度，使其满足剩余极化强度的同时获得更好的耐久性。
提高铪基铁电器件耐久性方法

[发明专利]一种氧化铪基铁电薄膜电容的性能优化方法-CN202310104007.7在审
发明人：廖敏;罗梓綦;曾斌建;郑帅至;彭强祥 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2023-02-11 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H01G7/06 文献下载
摘要：本发明属于铁电薄膜电容技术领域。本发明提供了一种氧化铪基铁电薄膜电容的性能优化方法，在衬底一面顺次沉积第一金属层、氧化铪基铁电薄膜、第二金属层，得到金属‑铁电‑金属结构的铁电电容；对金属‑铁电‑金属结构的铁电电容进行热处理后，顺次进行刻蚀第二金属层、在氧化铪基铁电薄膜上沉积能够对氧化铪基铁电薄膜施加面内压应力的第三电极层，得到金属‑铁电‑金属结构的氧化铪基铁电薄膜电容。本发明氧化铪基铁电薄膜电容的性能优化方法相较于传统的金属后退火(PMA)处理，通过沉积能够对氧化铪基铁电薄膜施加面内压应力的第三电极层可进一步提高氧化铪基铁电薄膜电容的极化强度，进一步优化氧化铪基薄膜的铁电性能
一种氧化铪基铁电薄膜电容性能优化方法

[发明专利]氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法-CN202010941513.8有效
发明人：廖敏;戴思维;郇延伟;刘晨;曾斌建;周益春 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2020-09-09 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H01L29/51 文献下载
摘要：本发明申请公开一种氧化铪基铁电薄膜和氧化铪基铁电薄膜制备方法。氧化铪基铁电薄膜包括多个纳米铁电畴，和包围在每个纳米铁电畴周围的相结构，以使得多个纳米铁电畴之间呈弥散分布，形成多相共存结构；相结构为顺电相、非铁电相和反铁电相。基于本发明实施例，本发明的氧化铪基铁电薄膜为多相共存结构，其呈弥散布置的多个数量的纳米铁电畴有利于降低氧化铪基铁电薄膜的极化翻转势垒，从而减小了其矫顽场电压。另一方面，基于本发明实施例的氧化铪基铁电薄膜，仅需一个稍小的外加驱动电压就能达到相对大的剩余极化值，可以减小器件工作电压，避免氧化铪基铁电薄膜在高循环电场中过早的出现硬击穿现象，有效地提高氧化铪基铁电薄膜的抗疲劳性能
氧化铪基铁电薄膜制备方法

[发明专利]基于铪基铁电电容的非易失性SRAM单元-CN202111239678.1在审
发明人：张跃军;李憬;戴晟;傅晟杰 -专利权人：宁波大学
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G11C11/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于铪基铁电电容的非易失性SRAM单元，包括6T SRAM和非易失存储模块，非易失存储模块包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第一铪基铁电电容和第二铪基铁电电容，为4T2C结构，非易失存储模块中，采用第一铪基铁电电容和第二铪基铁电电容这一对铪基铁电电容作为非易失存储器件，形成互补双边结构，断电前将6T SRAM中的数据保存在第一铪基铁电电容和第二铪基铁电电容中，然后完全关断本发明电路，节省了待机功耗，第一铪基铁电电容和第二铪基铁电电容形成的互补双边结构可以提高数据恢复率和抵抗工艺变化的可靠性；优点是具有较高的数据恢复率和良好的抵抗工艺变化的可靠性。
基于铪基铁电电容非易失性 sram 单元

[发明专利]一种铪基铁电存储器及其制备方法-CN202110683895.3有效
发明人：朱颢;陈佩瑶;刘逸伦;曹园园;孙清清 -专利权人：复旦大学
申请日： 2021-06-21 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： H01L23/64 文献下载
摘要：本发明公开一种铪基铁电存储器及其制备方法。该铪基铁电存储器包括多个铪基铁电存储器单元，所述铪基铁电存储器单元包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；铪基铁电体，其为经退火后的铪铝氧薄膜，形成在所述底电极上；顶电极，形成在所述铪铝氧薄膜上。基于高质量的铁电HAO薄膜形成非易失性铁电存储器单元，实现了长期保持，高耐用性和稳定的存储特性，以及高剩余极化强度，并利用多个铪基铁电存储器单元搭建逻辑电路，实现了存算一体的功能。
一种铪基铁电存储器及其制备方法

[发明专利]基于范德华力作用的氧化铪基铁电薄膜结构及其制备方法-CN202210917511.4在审
发明人：姜杰;冯凯明;张彪 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2022-08-01 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： H01L49/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于范德华力作用的氧化铪基铁电薄膜结构及制备方法，其制备方法包括：提供缓冲层；在缓冲层表面形成氧化铪基铁电薄膜，得到稳定的氧化铪基铁电薄膜结构；其中，缓冲层的材质为二维材料，缓冲层与氧化铪基铁电薄膜之间通过范德华力作用连接本发明的氧化铪基铁电薄膜结构的制备方法采用超薄的二维材料作为缓冲层，相比于传统硅基板与铁电薄膜化学键合，本发明是以范德华力作用连接，采用二维的缓冲层与氧化铪基铁电薄膜范德华力作用结合，以形成范德华异质界面，使得氧化铪基铁电薄膜与二维材料缓冲层之间裸露出来，增大薄膜的表面能，促进向铁电相的转变，并且以无应力状态保证氧化铪基铁电薄膜的自由生长和结晶。
基于范德华力作氧化铪基铁电薄膜结构及其制备方法

[发明专利]一种氧化铪基铁电薄膜、电容结构、晶体管及制备方法-CN202210585655.4在审
发明人：周益春;包克瑜;曾斌建;廖佳佳;廖敏 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： C01G27/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种氧化铪基铁电薄膜、电容结构、晶体管及制备方法，氧化铪基铁电薄膜包括：依次层叠设置的第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层；所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层的材质为：Hf1‑xMxOy1；所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层的材质为：Hf1‑xMxOy2；所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层的材质为：Hf1‑本发明氧化铪基铁电薄膜，采用叠层结构氧分布的铁电薄膜，通过改变氧含量调控相关性能，使得薄膜的铁电性能和抗疲劳性能达到所需的要求，从而可以提高微电子器件装置的使用寿命。
一种氧化铪基铁电薄膜电容结构晶体管制备方法

[发明专利]氧化铪铁电相单晶及其制备方法-CN202210577546.8在审
发明人：周益春;阳江衡;廖敏;廖佳佳;曾斌建 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： C30B29/16 文献下载
摘要：本申请公开了一种氧化铪铁电相单晶及其制备方法，属于铁电存储器技术领域，其中，氧化铪铁电相单晶的制备方法包括：获取两根氧化铪多晶料棒；将两根所述氧化铪多晶料棒共线设置，且两根所述氧化铪多晶料棒之间留有预设距离的缝隙；将所述缝隙置于激光加热区进行铁电单晶的生长得到氧化铪铁电相单晶。该方法可以生长出大尺寸、无宏观缺陷的铁电相。激光的照射稳定性好，加热区域温度均匀度高，不会发生由于温度不均匀所导致的相分离，导致组分变化，并且避免了污染问题，铁电薄膜质量更佳。
氧化铪铁电相单晶及其制备方法

[发明专利]一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用-CN202011528457.1在审
发明人：毕磊;粟怡杰;秦俊;邓龙江 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2020-12-22 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： H01L49/02 文献下载
摘要：本发明属于铁电存储器领域，特别涉及一种钇掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法与应用。本发明通过对氧化铪薄膜进行氧化钇掺杂，使得该多晶薄膜在特定掺杂浓度中的铁电正交相的相纯度较高，阻碍铁电畴翻转的杂相含量较低；并使用了MIM结构，使得在后期进行RTP退火处理有助于氧化铪薄膜从四方相向铁电正交相进行转化；较高相纯度的铁电正交相使得铁电畴在翻转过程中能够减少非铁电相的阻碍，翻转更加容易，翻转势垒更低，因此实现了0.60‑0.66MV/cm的低矫顽场钇掺杂氧化铪基铁电薄膜。相比现有的铁电氧化铪矫顽场数值1‑2MV/cm，减少了约35％左右，有效的解决了铁电氧化铪存储器大规模商用的阻碍，有利于铁电存储器的未来发展。
一种掺杂氧化铪基铁电薄膜材料及其制备方法应用

[发明专利]一种铁电电容器和存储单元及其制备方法-CN202011146593.4有效
发明人：廖敏;杨棋钧;李华山;孙智杰;曾斌建;周益春 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2020-10-23 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： H10N97/00 文献下载
摘要：本发明提供一种铁电电容器及制备方法，晶体管及制备方法，存储单元，其中，一种铁电电容器，包括第一电极层、第二电极层和氧化铪基铁电薄膜；氧化铪基铁电薄膜设置在第一电极层的一面；第二电极层设置在氧化铪基铁电薄膜远离第一电极层的一面以金属硅化物为第一电极层(下电极)或第二电极层(上电极)，氧化铪基铁电薄膜为电容介质层；金属硅化物的晶体结构为类萤石结构，此晶体结构能够有效的诱导氧化铪基铁电薄膜非中心对称的亚稳态正交相的铁电相变，提高氧化铪基铁电材料的铁电性；另外，金属硅化物还可以改善氧化铪基铁电薄膜的质量，抑制界面陷阱的产生，形成良好的界面，以提高铁电电容器的抗疲劳性能，将铁电电容集成到晶体管上形成存储单元，进而提高了存储单元的抗疲劳性能。
一种电容器存储单元及其制备方法

[发明专利]一种基于氧化铪的铁电栅结构及其制备工艺-CN201710417470.1有效
发明人：彭强祥;刘巧灵;廖敏;周益春 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2017-06-06 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： H01L29/51 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于氧化铪的铁电栅结构，包括衬底，所述衬底的表面上依次层叠有缓冲层、底电极层、铁电层和顶电极层，所述铁电层的材料包含氧化铪。本发明还公开了一种基于氧化铪的铁电栅结构的制备工艺。本发明所述基于氧化铪的铁电存储器铁电栅结构既具有优异的电学性能，又能使整个铁电存储器存储介质的纵向尺寸减小10～20倍以上，并且能与硅工艺良好地兼容。
一种基于氧化铁电栅结构及其制备工艺

[发明专利]一种增强铪基铁电薄膜极化的热再唤醒操作方法及系统-CN202310553633.4有效
发明人：王兴晟;张子冲;缪向水 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H01L21/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种增强铪基铁电薄膜极化的热再唤醒操作方法及系统，属于微纳米电子技术领域，包括：S1、对铪基铁电薄膜进行加热升温；S2、向铪基铁电薄膜施加具有若干个周期的脉冲电压；S3、将铪基铁电薄膜降温至初始温度本发明通过热再唤醒的操作，产生了一定量的氧空位，将非极化相转变为了极化相，能够以较低的成本、较为简单的操作，使得铪基铁电薄膜的极化值有较大的提升，大大提高了铪基铁电器件的性能。除此之外，本发明可以根据升高温度的不同进行多次极化的提升，大大提高了铪基铁电薄膜使用的灵活性，满足集成阵列中对具备高极化值铪基薄膜的需求。
一种增强铪基铁电薄膜极化唤醒操作方法系统

[发明专利]一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法-CN201911163490.6在审
发明人：翟明龙;黄凯亮;孙兵;赵妙;常虎东;刘洪刚 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-11-22 - 公布日： 2020-03-17 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种氧化铪基铁电薄膜的制备工艺，通过与现行半导体技术相兼容的工艺制备具有铁电性的氧化铪基薄膜，氧化铪基薄膜通过沉积系统沉积在衬底上，然后沉积无机非金属材料薄膜作为氧化铪基薄膜退火前的顶部覆盖层，经快速热退火后，采用腐蚀或者刻蚀工艺去除顶部覆盖层，从而获得具有铁电特性的氧化铪基薄膜。采用无机非金属材料薄膜作为覆盖层，所述无机非金属材料覆盖层典型物质为氧化硅，氮化硅和氧化铝中的一种或几种的组合，铁电薄膜为氧化铪基薄膜。可以应用于半导体器件相关铁电电容器以及铁电存储器、负电容晶体管等器件，可以有效的改善铁电薄膜的工艺兼容性，改善薄膜的剩余极化性能，从而拓展氧化铪基铁电薄膜的应用。
一种氧化铪基铁电薄膜制备方法

[发明专利]一种正交相氧化铪基铁电薄膜及其制备方法和应用-CN202110960953.2有效
发明人：彭强祥;王泽奇;曾斌建;廖敏;杨琼 -专利权人：湘潭大学
申请日： 2021-08-20 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： C30B33/02 文献下载
摘要：本发明属于铁电薄膜技术领域，本发明提供了一种正交相氧化铪基铁电薄膜及其制备方法，制备方法包括将氧化铪基薄膜顺次经过两次退火，得到正交相氧化铪基铁电薄膜；其中，第一次退火的温度为620～740℃，时间为20本发明还提供了一种正交相氧化铪基铁电薄膜的应用。本发明的正交相氧化铪基铁电薄膜中的正交相更加稳定，施加电压时无需唤醒即有较好的剩余极化；本发明的正交相氧化铪基铁电薄膜具有更好的耐疲劳性能和更小的漏电流。
一种交相氧化铪基铁电薄膜及其制备方法应用

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