硅基含铜铁电薄膜异质结集成研究

本项目以实现含铜硅基铁电器件尤其是铁电存储器的集成为目的，应用磁控溅射和溶胶凝胶沉积法，借助Ni-Al等金属间化合物薄膜作阻挡层，在硅衬底上生长Cu薄膜，研究Ni-Al等的组分、结晶状态、厚度、杂质含量等对Cu薄膜的结构、界面状态、输运性质等影响，探讨Ni-Al等金属间化合物薄膜用作阻挡层的失效机理。应用透射电镜、X射线衍射等技术研究Cu薄膜上面继续生长氧化物铁电薄膜异质结后的结构、应力、界面、成分等，揭示硅基复合集成异质结的微结构、界面与生长温度等的关系。应用第一性原理研究金属间化合物薄膜杂质的影响和界面性质。通过光刻等手段制备铁电电容器，进行疲劳、保持等铁电性能的研究。本项目的完成可以为金属间化合物阻挡层的研究提供基础，发现能够满足氧化物铁电薄膜异质结、Cu薄膜和Si衬底同时集成的阻挡层材料，对含Cu硅基铁电器件的发展具有重要意义。