Abstract
本論文共分為兩部分，第一部分探討以不同厚度HfO2作為鐵電材料SBT與Si間的擴散阻絕層，對MFIS鐵電薄膜電容結構的影響。實驗發現薄膜厚度與後續熱處理會對HfO2結晶特性與擴散阻絕能力有明顯影響。鍍覆HfO2時，所有試片均會在HfO2/Si間產生介面層(IL)，且經後續熱處理IL明顯增厚。經計算後IL介電常數約為5.67，在MFIS結構佔去不可忽視的跨壓。SIMS分析顯示三組厚度的HfO2試片均無法阻擋Si擴散進入SBT，且HfO2的Hf亦均會擴散進入SBT。儘管如此，HfO2仍具有相當高的介電常數，好的介面特性與低漏電流。鍍覆在不同厚度HfO2上的SBT皆具有良好結晶性與均勻晶粒結構，使MFIS鐵電薄膜電容具有相當大的記憶視窗/外加電壓比，非常適合低壓下操作。本研究證實了HfO2是1T-FeRAM中最好的擴散阻絕層之一。 第二部分利用鈦酸鋇塊材與硝酸銀水溶液，探討在鐵電材料表面上光化學反應的發生。實驗結果顯示高能光源可激發鐵電材料內電子電洞對，激發出的載子將被特定的鐵電域(+c Domain)吸引，使奈米銀粒子選擇性地在鈦酸鋇表面析出。本實驗證實銀粒子分佈與鐵電域結構間的相互關係，並成功整合奈米電極與鐵電元件。印證了鐵電微影技術的可行性。