MFIS結(jié)構(gòu)鐵電薄膜場效應(yīng)晶體管原型器件的制備與性能表征課件

MFIS結(jié)構(gòu)鐵電薄膜場效應(yīng)晶體管原型器件的制備與性能表征

指導(dǎo)教師：唐明華實驗類型：綜合性實驗MFIS結(jié)構(gòu)鐵電薄膜場效應(yīng)晶體管原型器件的制備與性能表征指2023/7/242n-subp+p+p+source/drainformation(LOCOSProcess)STEP1n-subp+p+Y2O3/CeO2filmdeposition(UHV-EBevaporation)STEP2n-subp+p+Ferroelectricfilmdeposition(Sol-gelspin-coating)STEP3n-subp+p+PtTE(gate)formation(Ar/Cl2-RIE)STEP4PtTEn-subp+p+Viaholeformation(Wetetching&RIE)STEP5Viaholen-subp+p+Alelectrodeformation(Lift-off)STEP6AlelectrodeY2O3/CeO2Ferroelectricfilm鐵電場效應(yīng)晶體管的制備工藝流程實驗?zāi)康?023-07-242p+p+p+source/drain2023/7/243

制備一個MFIS結(jié)構(gòu)的無鉛鐵電薄膜場效應(yīng)晶體管的原型器件，并對它的電學(xué)性能進行表征。實驗?zāi)康?023-07-243制備一個MFIS結(jié)構(gòu)的2023/7/244課題來源2007.01~2009.12，無鉛鐵電薄膜及存儲器的制備和失效行為，高等學(xué)校科技創(chuàng)新工程重大項目培育資金項目(076044)，80萬元。2008.01~2010.12，無鉛鐵電薄膜的制備及其印記和保持性能研究，國家自然科學(xué)基金(50772093)，33萬元。2008.01~2010.12，非破壞性讀出無鉛鐵電薄膜場效應(yīng)晶體管的制備及電學(xué)性能，湖南省自然科學(xué)基金

(08JJ3122)，7萬元。2023-07-244課題來源2007.01~2009.122023/7/245勻膠機電子天平快速退火爐干燥箱小型離子濺射儀鐵電分析儀4200半導(dǎo)體參數(shù)測試系統(tǒng)、CV590測試儀SEM、AFM、XRD、Raman儀等實驗所需儀器2023-07-245勻膠機實驗所需儀器2023/7/246磁力加熱攪拌器示意圖

勻膠機示意圖

小型離子濺射儀系統(tǒng)示意圖2023-07-246磁力加熱攪拌器示意圖勻膠機示意圖小2023/7/247RT66FerroelectricPrecisionTester590C-VAnalyzer(1MHz)2023-07-247RT66Ferroelectric2023/7/248實驗原理2023-07-248實驗原理2023/7/249實驗原理2023-07-249實驗原理2023/7/2410實驗步驟實驗原料性能測試襯底及其處理

前驅(qū)體溶液的制備薄膜的制備過程

電極的制備

2023-07-2410實驗步驟實驗原料性能測試襯底及其處2023/7/2411實驗步驟------鐵電薄膜的制備

3.49Bi(NO3)3·5H2O+2.96Ti(OC4H9)4+0.5Nd(CH3COO)3+0.04V(C5H8O2)3=(Bi3.49Nd0.5)(Ti2.96V0.04)O12+……MixedNd(NO3)3

NeodymiumnitrideBismuthnitrideBi(NO3)3·5H2OV(C5H8O2)3

Vanadium(III)acetylacetonateTi(OC4H9)4

TitaniumbutoxideGlacialacetic

Acetylacetone

BNTVOthermaterial前驅(qū)體溶液Precursorsolution

3.49:0.5:2.96:0.04:化學(xué)溶液沉積法(CSD)2023-07-2411實驗步驟------鐵電薄膜的制備2023/7/2412實驗步驟------鐵電薄膜的制備BismuthnitrideNeodymiumnitrideVanadiumTitaniumbutoxidePrecursorsolution

yellowsolab2023-07-2412實驗步驟------鐵電薄膜的制備B2023/7/2413鐵電薄膜制備工藝流程圖

實驗步驟------鐵電薄膜的制備2023-07-2413鐵電薄膜制備工藝流程圖實驗步驟--2023/7/2414退火甩膜Si基片

前驅(qū)體溶液干燥熱解樣品650-800℃/10min3s/400rpm50s/3000rpm3min/400℃3min/100℃5-8timesBNTVthinfilm制膜過程實驗步驟------鐵電薄膜的制備2023-07-2414退火甩膜Si基片前驅(qū)體溶液干燥熱解2023/7/2415實驗步驟------原型器件的制備SputteringPt,Au,Ag,Al?:100~200nm,1umSol-gel,CSD200-300nmRFsputtering,MBE10-20nm2-3’’×0.5mm,n/p-Si(100),ρ<0.1ΩcmElectrodeFerroelectricsInsulatorSiSubstrateBottom-Up2023-07-2415實驗步驟------原型器件的制備S2023/7/2416測試方法------鐵電薄膜鐵電性能漏電流疲勞性能介電性能2023-07-2416測試方法------鐵電薄膜鐵電性能2023/7/2417測試方法------MFIS原型器件C-V曲線I-V曲線保持性能2023-07-2417測試方法------MFIS原型器件2023/7/2418結(jié)果討論與實驗報告要求1.寫出實驗?zāi)康摹?nèi)容和基本原理。2.簡述實驗步驟。3.收集實驗數(shù)據(jù)，用Origin8數(shù)據(jù)分析軟件分別畫出鐵電薄膜的電滯回線、介電曲線、漏電流、疲勞特性曲線，MFIS結(jié)構(gòu)原型器件的C-V曲線、I-V曲線和C-t曲線(保持性能)。4.用XRD、