Формирование полярной сегнетоэлектрической фазы в пленках HfO2 в зависимости от условий отжига и химических свойств примесей

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом Ритвельда проведен количественный фазовый анализ активного слоя HfO2 в слоистых структурах Si-sub./SiO2/HfO2/TiN в зависимости от температуры отжига и сорта легирующей примеси. Дополнительно проведены исследования кристаллической структуры HfO2 методом просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружена связь между валентностью примеси и формирующимися в пленке HfO2 кристаллическими фазами. Показано, что легирование Al с последующим высокотемпературным отжигом в хорошей степени предотвращает образование тетрагональной фазы (пр. гр. P42/nmc) в пользу формирования полярной орторомбической фазы (пр. гр. Pca21). Полученные результаты могут быть применены при синтезе сегнетоэлектрических пленок на основе HfO2 для их использования в энергонезависимых системах памяти.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. В. Бугаев

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Author for correspondence.
Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

А. С. Конашук

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

Е. О. Филатова

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

References

  1. Böscke T.S., Müller J., Bräuhaus D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 102903. https://doi.org/10.1063/1.3634052
  2. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. // Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1979. 640 с.
  3. Mikolajick T., Slesazeck S., Mulaosmanovic H. et al. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. P. 100901. https://doi.org/10.1063/5.0037617
  4. Starschich S., Boettger U. // J. Mater. Chem. C. 2017. V. 5. P. 333. https://doi.org/10.1039/C6TC04807B
  5. Park M.H., Schenk T., Fancher C.M. et al. // J. Mater. Chem. C. 2017. https://doi.org/10.1039/C7TC01200D
  6. Кржижановская М.Г., Фирсова В.А., Бубнова Р.С. // Применение метода Ритвельда для решения задач порошковой дифрактометрии. Учебное пособие. СПб.: Санкт-Петербургский университет, 2016.
  7. https://luttero.github.io/maud/
  8. Park M.H., Kim H.J., Kim Y.J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 242905. https://doi.org/10.1063/1.4811483
  9. Yang H., Lee H.J., Jo J. et al. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 14. P. 064012. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.064012
  10. Yang Y., Zhu W., Ma T.P., Stemmer S. // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. P. 3772. https://doi.org/10.1063/1.1652240
  11. Koo J., Lee J., Kim S. et al. // J. Korean Phys. Soc. 2005. V. 47. P. 501.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental and calculated diffractograms of samples: unburned (1), annealed at 850 (2) and 1000°C (3).

Download (24KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Experimental and calculated diffractograms of samples: annealed at 1000°C (1), annealed at 1000°C with an admixture of Si (2).

Download (22KB)
Indexing metadata
4. 3. Experimental and calculated diffractograms of samples: unburned (1), unburned with an admixture of Al (2), annealed at 850°C with an admixture of Al (3).

Download (22KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. TEM images of samples: annealed at 1000°C (a), annealed at 1000°C with an admixture of Si (b) and annealed at 850°C with an admixture of Al (c).

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences