包含具固有铁电性Hf-Zr的膜的制作方法

技术特征：
1.一种包含氧化铪及氧化锆的薄膜结晶材料，其中该结晶材料在沉积时展示铁电行为。2.根据权利要求1的结晶材料，其中(i)大于40％的该结晶材料的总体积呈铁电相；及(ii)小于60％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。3.根据权利要求1的结晶材料，其中小于50％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。4.根据权利要求1的结晶材料，其中小于40％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。5.根据权利要求1的结晶材料，其中小于30％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。6.根据权利要求1的结晶材料，其中小于25％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。7.根据权利要求1的结晶材料，其中小于20％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。8.根据权利要求1的结晶材料，其中小于15％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。9.根据权利要求1的结晶材料，其中小于10％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。10.根据权利要求1的结晶材料，其中小于5％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分。11.根据权利要求1的结晶材料，其中(iii)小于60％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。12.根据权利要求11的结晶材料，其中小于50％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。13.根据权利要求11的结晶材料，其中小于40％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。14.根据权利要求11的结晶材料，其中小于30％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。15.根据权利要求11的结晶材料，其中小于25％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。16.根据权利要求11的结晶材料，其中小于20％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。17.根据权利要求11的结晶材料，其中测量时小于15％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。18.根据权利要求11的结晶材料，其中测量时小于10％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。19.根据权利要求11的结晶材料，其中测量时小于5％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。
20.根据权利要求1的结晶材料，其中(i)大于50％的该结晶材料的总体积呈铁电相；(ii)小于50％的该结晶材料的总体积构成非铁电相组分；及(iii)小于25％的该结晶材料的总体积构成非铁电单斜晶相组分。21.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中氧化铪与氧化锆比率介于约1:3与约3:1之间。22.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约6原子百分比的碳含量。23.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约5原子百分比的碳含量。24.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约4原子百分比的碳含量。25.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约3原子百分比的碳含量。26.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约2原子百分比的碳含量。27.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有低于约1原子百分比的碳含量。28.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有介于约1原子百分比与约6原子百分比之间的碳含量。29.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有介于约1原子百分比与约5原子百分比之间的碳含量。30.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有介于约1原子百分比与约4原子百分比之间的碳含量。31.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有介于约1原子百分比与约3原子百分比之间的碳含量。32.根据权利要求1至20中任一项的结晶材料，其中该结晶材料具有介于约1原子百分比与约2原子百分比之间的碳含量。33.根据权利要求1至32中任一项的结晶材料，其中该结晶材料衍生自一种或多种茂金属前体，其具有式i：或式ii：
其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各独立地选自c
1-c6直链烷基、c
1-c6支链烷基、c
1-c6卤代直链烷基及c
1-c6卤代支链烷基。34.根据权利要求1至32中任一项的结晶材料，其中该结晶材料衍生自一种或多种茂金属前体，其具有式i：或式ii：其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各独立地为c
1-c6直链烷基。35.根据权利要求1至32中任一项的结晶材料，其中该结晶材料衍生自一种或多种茂金属前体，其具有式i：
或式ii：其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各为甲基。36.一种沉积根据权利要求1至32中任一项的结晶材料的方法，其包括：(i)在沉积温度下提供基板；(ii)将该基板暴露于在该沉积温度下不分解的第一前体；(iii)将该基板暴露于第一反应气体；(iv)将该基板暴露于在该沉积温度下不分解的第二前体；及(v)将该基板暴露于第二反应气体，其中该第一前体及该第二前体之一包含锆及该第一前体及该第二前体中另一者包含铪。37.根据权利要求36的方法，其进一步包含至少一个净化步骤。38.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体各独立地为含有氧气、水、过氧化氢及一氧化二氮中的一种或多种的气体。39.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体各独立地为含氧的气体。40.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体各独立地为含有臭氧的气体。41.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体各独立地为含水的气体。42.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体为相同气体。43.根据权利要求36的方法，其中该第一反应气体及该第二反应气体为不同气体。44.根据权利要求36的方法，其中该第一前体及该第二前体各独立地为前体，其具有式
i：或式ii：其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各独立地选自c
1-c6直链烷基、c
1-c6支链烷基、c
1-c6卤代直链烷基及c
1-c6卤代支链烷基。45.根据权利要求36的方法，其中该第一前体及该第二前体各独立地为前体，其具有式i：或式ii：
其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各独立地为c
1-c6直链烷基。46.根据权利要求36的方法，其中该第一前体及该第二前体各独立地为前体，其具有式i：或式ii：其中(i)m选自zr及hf且(ii)r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7及r8各为甲基。47.根据权利要求36的方法，其中该方法包括ald工艺。48.根据权利要求36的方法，其中该方法包括cvd工艺。49.根据权利要求36的方法，其中该沉积温度介于约200℃与约570℃之间。50.根据权利要求36的方法，其中该沉积温度介于约265℃与约500℃之间。51.根据权利要求36的方法，其中该沉积温度介于约280℃与约300℃之间。52.根据权利要求36的方法，其中该沉积温度低于约340℃。53.根据权利要求36的方法，其中该沉积温度为约300℃。54.根据权利要求36的方法，其中该基板包含硅、锗、iii至v族材料、过渡金属二硫属化物、氮化钛、钛、钽、氮化钽、钨、铂、铑、钼、钴、钌、钯或其混合物，或电介质，如氧化硅、氮化
硅、氧化铝、氧化钛。55.根据权利要求36的方法，其中该沉积的结晶材料具有介于约0.2nm及约20nm之间的厚度。56.根据权利要求36的方法，其中该沉积的结晶材料展示剩余极化而无需另外热加工。57.根据权利要求36的方法，其中该沉积的结晶材料具有大于8μc/cm2的剩余极化(pr)或大于16μc/cm2的总开环。58.根据权利要求1至32中任一项的结晶材料，其中于极化-电场测量中存在滞后及剩余极化。59.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约0.2nm至约10nm的厚度。60.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约0.2nm至约5nm的厚度。61.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约0.2nm至约1nm的厚度。62.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约0.2nm至约0.5nm的厚度。63.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约15nm或更小的厚度。64.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约10nm或更小的厚度。65.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约5nm或更小的厚度。66.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约3nm或更小的厚度。67.一种包含根据权利要求1至32中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有约1nm或更小的厚度。68.一种包含根据权利要求1至32或权利要求60至68中任一项的材料的薄膜，其中该膜具有大于8μc/cm2的剩余极化(pr)或大于16μc/cm2的总开环。69.一种根据权利要求1至32中任一项的薄膜结晶材料的用途，其用于形成展示铁电行为的薄膜。70.一种根据权利要求60至69中任一项的薄膜作为计算装置中的铁电材料的用途。

技术总结
所公开并要求保护的主题涉及结晶铁电材料，其包含氧化铪及氧化锆的混合物，具有大量(即约40％或更多)或大部分的该材料在沉积时(即不需要进一步加工诸如后续覆盖或退火)呈铁电相及用于制备及沉积这些材料的方法。铁电相及用于制备及沉积这些材料的方法。铁电相及用于制备及沉积这些材料的方法。


技术研发人员：K
受保护的技术使用者：默克专利股份有限公司
技术研发日：2021.06.15
技术公布日：2022/12/23