河北省应用基础研究计划(10963525D)
- 作品数：18 被引量：29H指数：3
- 相关作者：刘保亭赵庆勋魏大勇王宽冒李曼更多>>
- 相关机构：河北大学河北省科技工程学校华北电力大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河北省应用基础研究计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：理学电子电信电气工程化学工程更多>>
- 紫光对外延掺锰铁酸铋薄膜物性的影响被引量：1
- 2014年
- 采用溶胶-凝胶的方法在(001)取向的SrRuO3/SrTiO3(SRO/STO)异质结上制备了外延BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并以氧化铟锡(ITO)作为上电极构架了ITO/BFMO/SRO型电容器。研究表明,BFMO薄膜为良好的外延生长,当波长为404 nm的紫光入射到电容器表面,产生光电导,漏电流密度变大;测试电压为5 V时,无光和光照时的漏电流密度分别为2.92 mA/cm2和10.10 mA/cm2。通过对电流密度的拟合发现:欧姆传导为外延ITO/BFMO/SRO电容器的主要漏电机制,并且光照没有改变电容器的导电机制。在紫光照射下,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生光生载流子的缘故。由于光辐射的作用,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电容增大。
- 彭增伟姜庆华朱慧娟王晋峰刘保亭
- 关键词：溶胶-凝胶
- (001)高度择优取向Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/Pt异质结的结构及性能被引量：1
- 2010年
- 采用射频磁控溅射法结合高真空后退火处理,在MgO（001）单晶基片上制备了Pt薄膜。应用脉冲激光沉积法在Pt/MgO上进一步生长了Ba0.6Sr0.4TiO3（BST）薄膜。借助X射线衍射仪（XRD）、铁电测试仪、LCR表研究了BST/Pt/MgO的结构和性能。研究发现,700℃真空退火可以保证Pt薄膜在MgO基片上实现（001）高度择优生长,以（001）Pt薄膜为模板,可以进一步获得（001）高度择优取向具有铁电性能BST薄膜。在100 Hz测试频率下,BST薄膜最大介电常数为1100、调谐率为81%、品质因数为21;在7 V的电压下,漏电流密度1.85×10-5A/cm2,进一步分析表明,BST薄膜在0-2.6 V之间满足欧姆导电机制,在2.6-7 V之间满足普尔-弗兰克导电机制。
- 郭哲刘保亭王军李曼张金平娄建忠
- 关键词：BST薄膜脉冲激光沉积导电机制
- 光照对BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜铁电和输运性质的影响被引量：3
- 2011年
- 采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并构架了Pt/SrRuO3/BFMO/Pt型电容器。X射线衍射(XRD)分析发现在650℃快速退火可以得到良好结晶质量的多晶薄膜。紫光入射到薄膜表面,电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生的光生载流子影响了退极化场的分布。研究表明,在紫光照射下,薄膜的漏电流密度变大,电导由5.1×10-7S增大到6.63×10-7S。通过对暗电流密度的拟合发现,BFMO薄膜为欧姆导电机制。
- 彭增伟刘保亭魏大勇马继奎王宽冒李曼赵光
- 关键词：光照铁电性质输运性质
- 含Ni-Al阻挡层硅基BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3铁电电容器的结构及物理性能被引量：4
- 2011年
- 以Ni-Al为阻挡层,在Si衬底上构架了SrRuO3(SRO)/BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)/SRO异质结电容器。X射线衍射(XRD)分析表明:Ni-Al阻挡层为非晶结构,BFMO薄膜为具有良好结晶质量的多晶结构。在5 kHz测试频率下,SRO/BFMO/SRO电容器呈现饱和的电滞回线。实验发现,SRO/BFMO/SRO铁电电容器具有良好的抗疲劳性能。漏电机制研究表明,外加电场小于210 kV/cm时,SRO/BFMO/SRO电容器满足欧姆导电机制,在电场大于210kV/cm时,满足空间电荷限流传导机制。
- 陈剑辉刘保亭魏大勇王宽冒崔永亮王英龙赵庆勋韦梦袆
- 关键词：NI-AL阻挡层
- 用于Cu互连的Ta/Ti-Al集成薄膜的结构和阻挡性能被引量：2
- 2012年
- 应用射频磁控溅射法在(001)Si衬底上制备了Cu(120nm)/Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)/Si异质结,借助原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和四探针测试仪(FPP)等方法研究了Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜用作Cu和Si之间阻挡层的结构和性能。研究发现,Cu/Ta/Ti-Al/Si异质结即使经受850℃高温退火后,样品的XRD图中也没有出现杂峰,表明样品各层之间没有发生明显的化学反应。相对于800℃退火的样品,850℃退火样品的表面均方根粗糙度急剧增大,同时方块电阻也增加了一个数量级,表明Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜在850℃时,阻挡性能完全失效。由于Ta和Cu之间存在良好粘附性以及Ti-Al强的化学稳定性,Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜在800℃以下具有良好的阻挡性能。
- 任国强邢金柱李晓红郭建新代秀红杨保柱赵庆勋
- 关键词：CU互连阻挡层射频磁控溅射
- 沉积温度对BiFeO_3薄膜结构和性能的影响被引量：3
- 2010年
- 采用磁控溅射法制备SrRuO3(SRO)薄膜、脉冲激光沉积法制备BiFeO3(BFO),构架了Pt/SRO/BFO/SRO/SrTiO3(001)异质结,采用X射线衍射仪(XRD)、铁电测试仪研究了沉积温度对BFO薄膜结构和性能的影响。研究结果表明,随着温度的升高,BFO(001)和(002)衍射峰强度逐渐增强,BFO(110)和Bi2O3衍射峰强度逐渐减小,不同沉积温度下生长的样品都具有铁电性,在800 kV/cm的电场下,640℃下生长的BFO薄膜的剩余极化强度为65μC/cm2。采用数学拟合的方法研究了Pt/SrRuO3/BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3的漏电机理,结果表明BFO薄膜导电机理为普尔-弗兰克导电机理。
- 赵庆勋魏大勇王宽冒马继奎刘保亭王英龙
- 关键词：脉冲激光沉积沉积温度
- 沉积温度对磁控溅射BiFeO3薄膜结构和性能的影响被引量：10
- 2011年
- 应用磁控溅射法在以SrRuO3(SRO)薄膜为缓冲层的Pt/TiO2/SiO2/Si(001)基片上制备了多晶BiFeO3(BFO)薄膜,构架了SRO/BFO/SRO异质结电容器。采用X射线衍射、铁电测试仪等研究沉积温度对BFO薄膜结构和性能的影响。X射线衍射图谱显示BFO薄膜为多晶结构。在2.5 kHz测试频率下,500℃生长的BFO薄膜呈现比较饱和的电滞回线,2Pr为145μC/cm2,矫顽场Ec为158 kV/cm,漏电流密度约为2.4×10-4A/cm2。漏电机制研究表明,在低电场区,SRO/BFO/SRO电容器满足欧姆导电机制,在高电场区,满足普尔-弗兰克导电机理。实验发现:SRO/BFO/SRO电容器经过109翻转后仍具有良好的抗疲劳特性。
- 赵庆勋张婷马继奎魏大勇王宽冒刘保亭
- 关键词：磁控溅射沉积温度SRRUO3BIFEO3薄膜
- 外延CeO_2高k栅介质层的结构及介电性能被引量：1
- 2011年
- 利用脉冲激光沉积两步生长法在Si(111)衬底上制备了厚度为10～40 nm的外延CeO2薄膜,构建了Pt/CeO2/Si MOS结构,研究了CeO2薄膜的界面及介电性能。实验发现,界面处存在的电荷对MOS结构C-V特性的测量有较大影响,采用两步生长法制备的外延CeO2薄膜在保持较大介电常数的同时有效降低了界面态密度。由等效氧化物厚度-物理厚度曲线得出CeO2薄膜的介电常数为37;根据Hill-Coleman法计算出CeO2薄膜界面态密度为1012量级。
- 娄建忠代鹏超李曼赵冬月刘保亭
- 关键词：介电性能
- 快速退火对Ni-Al-O栅介质结构和介电性能的影响
- 2011年
- 采用反应脉冲激光沉积方法(PLD)分别在n-Si(100)和Pt/Ti/SiO2/Si(111)衬底上生长了Ni-Al-O栅介质薄膜,将样品在不同温度下进行快速退火处理.通过XRD和AFM对其结构和表面形貌进行了表征,利用LCR表和Keithley表对其介电性能和漏电流进行了研究.结果表明,样品经过750℃退火后仍然保持非晶状态,且样品的表面平整,均方根粗糙度小于0.5 nm.在1 MHz测试频率下,由Pt/Ni-Al-O/Pt电容器测得的介电常数为9.9.MOS电容器的电学测试显示,700℃以上退火的样品有较高的电容值,较低的漏电流密度.研究表明,Ni-Al-O薄膜是一种有潜力的新型高k栅介质材料.
- 李曼刘保亭王玉强王宽冒
- 关键词：高K栅介质
- (La_(0.5)Sr_(0.5))CoO_3为电极的Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3和Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3铁电电容器结构及电学性能被引量：1
- 2013年
- 分别采用磁控溅射法和溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了(La0.5Sr0.5)CoO3(LSCO)和Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)薄膜,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上构架了LSCO/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT(40/60))/LSCO和LSCO/Pb(Zr0.2Ti0.8)O3(PZT(20/80))/LSCO铁电电容器,研究了两种铁电电容器的结构和性能。XRD结构分析表明:两种四方相的不同Zr/Ti比例的PZT薄膜均为结晶良好的多晶钙钛矿结构。在5 V测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO和LSCO/PZT(20/80)/LSCO两种铁电电容器的剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)分别为:28μC/cm2和1.2 V以及32μC/cm2和2 V。相对于PZT(40/60),PZT(20/80)具有较大的剩余极化强度和矫顽场,是由于其矩形度(c/a)较大。两种电容器都具有较好的脉宽依赖性和抗疲劳性。在5 V的测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO电容器的漏电流密度为3.2×10-5A/cm2,LSCO/PZT(20/80)/LSCO电容器的漏电流密度为3.11×10-4A/cm2,经拟合分析发现:在0～5 V的范围内,两种电容器都满足欧姆导电机制。
- 贾冬梅刘保亭彭增伟郝彦磊朱慧娟张宪贵
- 关键词：铁电电容器矫顽场
