新型铁电不挥发性逻辑电路的分析和实现

提出了一种利用与CMOS工艺相容的铁电薄膜来实现使一般逻辑电路成为非挥发性的新技术.通过电路模拟及对锁存器和触发器实验电路进行测试,表明逻辑集成电路的铁电锁存新技术是切实可行的.     

铁电存储器研究进展

近几年来,铁电存储器研究取得了很大进展.铁电存储器因其所具有的许多优越性和良好的应用前景而受到人们的广泛关注和重视.本文介绍了铁电存储器的工作原理及设计与制作方法.并对其研究现状及进一步发展趋势作了简要的评述.     

压电和铁电薄膜及其应用的发展趋势

本文讨论了压电和铁电薄膜材料及其在固体器件中应用的发展趋势。薄膜生长技术的进展,为压电和铁电薄膜集成固体器件在各个领域的应用开辟了广阔的前景。ZnO和AIN薄膜将广泛地用于SAW和BAW器件。特别是成功地制作了薄膜体声波谐振器和高次谐波体波谐振器。以PbTiO_3为基的PZT和PLZT固溶体外延薄膜将应用于热电探测器和SAW器件。在实现了对多层薄膜的界面结构及其特性的成功控制之后,铁电薄膜将在铁电存储和集成光学领域发挥重要作用。     

铁电存储器和IC卡

铁电薄膜与半导体集成产生了新一代非易失存储器,与传统的半导体非易失存储器比较具有突出的优点,是新一代ＩＣ卡的理想存储芯片。     

铁电薄膜的特性、制备及应用

铁电薄膜材料具有自发极化，且其方向随外电场反转．它还具有压电效应、热释电效应等，因此在不挥发存贮器、压力传感器、红外传感器等方面有广泛的应用。铁电薄膜制备工艺与标准ＣＭＯＳ工艺、双极型集成电路工艺以及ＧａＡｓ集成电路工艺相容，使集成铁电技术取得长足的发展。一门崭新的集半导体、电介质等学科于一体的集成铁电学正在崛起。     

当前铁电学和铁电材料研究的几个问题

概括分析了近一二年来国际上铁电学和铁电材料研究的发展，提出了发展我国相关研究的一些设想，包括铁电物理学的发展、铁电材料的研究、铁电薄膜、铁电薄膜器件的市场前景分析，以及铁电微电机械系统等．     

铁电薄膜开关特性理论可靠性分析

将Ishibashi-Takagi的Ⅰ类和Ⅱ类铁电薄膜开关特性理论与同时考虑两种类型的理论结果进行了比较,研究结果表明,Ishibashi-Takagi理论较合理地反应了铁电薄膜中电畴反转特征,仅在较小范围内有必要考虑Ⅰ、Ⅱ类铁电体的联合作用。     

铁电微型传感器和执行器制作技术

采用表面微细加工技术制作了铁电微型传感器和执行器。其技术特点是将铁电薄膜制备和加工工艺与半导体集成电路工艺相结合。其技术难点有：平面化、多晶硅的内应力控制，悬空结构与基片粘连及各层薄膜制备工艺间的兼容性等。本文提出了解决方法。     

YMnO_3薄膜的铁电性能及其应用

对金属 -铁电体 -半导体场效应晶体管器件而言 ,具有六方晶系结构的稀土锰酸盐 ( Re Mn O3)是性能优良的薄膜材料 ,它们的介电常数低 ,仅仅只有单一的极化轴 ,没有挥发性的元素 Pb、Bi等。本文作者对 Re Mn O3材料的结构特征、制备方法及其铁电性能等进行了介绍 ,并指出存在的困难及其发展方向。     

应用于非破坏性读出铁电存储器的MFIS FET制备及其特性

将ZrO2和PZT的sol-gel薄膜制备技术应用到非破坏性读出铁电存储器中,制作出应用Al/PZT/ZrO2/p-Si结构的MFIS电容和单管MFIS FET,研究了MFIS电容的界面和存储窗口特性,结果表明ZrO2介质阻挡层和Si衬底以及PZT的附着良好,在±5V测试电压、1MHz测试频率下,存储窗口电压为2.6V左右,与相应的铁电薄膜的正、负矫顽电压差值的比为0.8.对于宽长比为500μm/50μm器件,采用栅极与源极、漏极写入方式,±10V时在写入电压下得到理想的输入-输出特性;小尺寸的40μm/8μm器件在±5V写入电压下特性较好.     

铁电存储器FM24C16原理及其在多MCU系统中的应用

FM24C16是美国Ramtron公司以铁电晶体为材料生产的铁电存储器(FRAM)，和一般的EEPROM比较，其具有无写延时、超低功耗、无限次写入等超级特性，特别适合在那些对写入时间和次数有较高要求的应用场合，而且其与单片机接口电路简单，应用方便．本文对FM24C16的工作原理、应用电路及应用程序做了比较详细的介绍．     

Flexible Inorganic Ferroelectric Thin Films for Nonvolatile Memory Devices

Next‐generation wearable electronics call for flexible nonvolatile devices for ubiquitous data storage. Thus far, only organic ferroelectric materials have shown intrinsic flexibility and processability on plastic substrates. Here, it is shown that by controlling the heating rate, ferroelectric hafnia films can be grown on plastic substrates. The resulting highly flexible capacitor with a film thickness of 30 nm yields a remnant polarization of 10 µC cm^?2. Bending tests show that the film ferroelectricity can be retained under a bending radius below 8 mm with up to 1000 bending cycles. The excellent flexibility is due to the extremely thin hafnia film thickness. Using the ferroelectric film as a gate insulator, a low voltage nonvolatile vertical organic transistor is demonstrated on a plastic substrate with an extrapolated date retention time of up to 10 years.     

Nonvolatile Ferroelectric Memory Effect in Ultrathin α‐In2Se3

High‐density memory is integral in solid‐state electronics. 2D ferroelectrics offer a new platform for developing ultrathin electronic devices with nonvolatile functionality. Recent experiments on layered α‐In₂Se₃ confirm its room‐temperature out‐of‐plane ferroelectricity under ambient conditions. Here, a nonvolatile memory effect in a hybrid 2D ferroelectric field‐effect transistor (FeFET) made of ultrathin α‐In₂Se₃ and graphene is demonstrated. The resistance of the graphene channel in the FeFET is effectively controllable and retentive due to the electrostatic doping, which stems from the electric polarization of the ferroelectric α‐In₂Se₃. The electronic logic bit can be represented and stored with different orientations of electric dipoles in the top‐gate ferroelectric. The 2D FeFET can be randomly rewritten over more than 10⁵ cycles without losing the nonvolatility. The approach demonstrates a prototype of rewritable nonvolatile memory with ferroelectricity in van der Waals 2D materials.     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

BST铁电薄膜压控微波器件

作为一种典型的钙钛矿结构铁电体,BST具有极强的非线性介电性质,其介电常数随外加直流偏压变化,同时BST薄膜易于与微带共面波导等电路集成,能有效减小电路体积,因此可广泛应用于压控变容器、滤波器、移相器、振荡器等微波器件中。该类器件调谐速度极快,损耗低,工作频带宽,功率承载能力强,可调性好。介绍了BST薄膜的非线性介电性质与其在微波应用中的国外研究现状。     

应用于FRAM的集成铁电电容的研究

集成铁电电容的制备是铁电存储器的关键工艺之一。该文采用射频(RF)磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si制备Pb(Zr,Ti)O3(PZT)薄膜,上下电极Pt采用剥离技术工艺制备,刻蚀PZT薄膜,形成Pt/PZT/Pt/Ti/SiO2/Si集成电容结构,最后高温快速退火。结果表明,这种工艺条件可制备性能良好的铁电电容,符合铁电存储器对铁电电容的要求。