[发明专利]一种提高铪基铁电器件性能的退火方法

权利要求书

1.一种提高铪基铁电器件性能的退火方法，铪基铁电器件包括铪基铁电功能层、以及分别位于该铪基铁电功能层两侧的第一电极和第二电极；其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的电极材料互不相同；根据电极材料的氧化难易程度，记第一电极和第二电极中，相对较不易氧化的电极为惰性电极，相对较易氧化的电极为对电极；

退火方法是利用退火炉对铪基铁电器件进行快速热退火；退火过程中，通过控制退火炉的加热排灯，仅使用靠近惰性电极的单侧排灯对铁电器件进行加热，使加热升温过程中炉内惰性电极处的温度高于对电极处的温度；

所述快速热退火在预设的目标退火温度下的保温时间不长于60s；利用快速热退火，能够提升铪基铁电层的结晶程度，促进铪基铁电功能层中o相的占比，进而提升铪基铁电器件的剩余极化强度。

2.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的电极材料选自：Pt、TiN、Ru、Ir、W、Au、TaN、Ni；

优选的，第一电极为Pt，第二电极为TiN；此时，所述惰性电极为Pt，所述对电极为TiN。

3.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述铪基铁电器件是基于Hf_xZr_yO₂铁电材料器件，其中，x为大于0的正数，y为大于0的正数，并且x+y2；

优选的，所述Hf_xZr_yO₂中，x：y优选为1：1。

4.如权利要求3所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述Hf_xZr_yO₂对应的铁电层结构具体为固溶体、类超晶格、双层堆积或掺杂。

5.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述退火是在真空、N₂或O₂下进行的；优选是在N₂下进行的。

6.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，退火开始前，是先对退火炉进行抽真空处理，使退火炉腔内真空度满足2.1*10^-2hPa～2.1*10^-4hPa，更优选为4.2*10^-2hPa。

7.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述退火炉中，靠近惰性电极的单侧排灯的总额定功率为10kw。

8.如权利要求7所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述退火炉的温度程序依次包括：升温至目标退火温度的升温阶段、温度满足目标退火温度的保温阶段、以及自目标退火温度降温的降温阶段；

在升温阶段，对于所述靠近惰性电极的单侧排灯，其功率为100％；

在保温阶段，对于所述靠近惰性电极的单侧排灯，其功率为20％～40％；

在降温阶段，对于所述靠近惰性电极的单侧排灯，其功率为0。

9.如权利要求8所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，在降温阶段，降温速率为10℃/s～150℃/s，更优选为50℃/s。

10.如权利要求1所述提高铪基铁电器件性能的退火方法，其特征在于，所述预设的目标退火温度为400℃～700℃；优选退火温度为600℃。