Ferroeléctricos sobre silicio preparados por métodos de depósito químico de disoluciones: de la lámina delgada a los sistemas auto-ensamblados

Abstract

The work of the authors during the last years on ferroelectric thin and ultra-thin films deposited by Chemical Solution Deposition (CSD) onto silicon based substrates is reviewed in this paper. Ferroelectric layers integrated with silicon substrates have potential use in the new micro/nanoelectronic devices. Two hot issues are here considered: 1) the use of low processing temperatures of the ferroelectric film, with the objective of not producing any damage on the different elements of the device heterostructure, and 2) the downscaling of the ferroelectric material with the aim of achieving the high densities of integration required in the next generation of nanoelectronic devices. The UV-assisted Rapid Thermal Processing has successfully been used in our laboratory for the fabrication of ferroelectric films at low temperatures. Preliminary results on the CSD preparation of nanosized ferroelectric structures are shown. Keywords:Chemical Solution Deposition (CSD), ferroelectricity, thin film, ultrathin film, nano-sized structures.Ferroeléctricos sobre silicio preparados por métodos de depósito químico de disoluciones: de la lámina delgada a los sistemas auto-ensamblados.Este artículo revisa el trabajo realizado por los autores durante los últimos años sobre lámina delgada y ultra-delgada ferroeléctrica preparada mediante el depósito químico de disoluciones (CSD) sobre substratos de silicio. Las películas ferroeléctricas integradas con silicio tienen potenciales usos en los nuevos dispositivos micro/nanoelectrónicos. Dos aspectos claves son aquí considerados: 1) el uso de bajas temperaturas de procesado de la lámina ferroeléctrica, con el fin de no dañar los diferentes elementos que forman la heteroestructura del dispositivo y 2) la disminución de tamaño del material ferroeléctrico con el fin de conseguir las altas densidades de integración requeridas en la próxima generación de dispositivos nanoelectróncos. Los procesos térmicos rápidos asistidos con irradiación UV se están usando en nuestro laboratorio para conseguir la fabricación del material ferroeléctrico a temperaturas bajas compatibles con la tecnología del silicio. Se muestran resultados preliminares sobre estructuras ferroeléctricas nanométricas preparadas por CSD.Palabras clave: Depósito químico de disoluciones (CSD), ferroelectricidad, lámina delgada, lámina ultra-delgada, estructuras nanométricas.

Ferroelectric self-assembled PbTiO3perovskite nanostructures onto (100)SrTiO3substrates from a novel microemulsion aided sol–gel preparation method

“…Special attention has been paid to those studies where mesostructured thin films have been prepared by the deposition of solutions containing these structuring agents combined with the evaporation-induced self-assembly (EISA) technique [47]. Treatment of the dried layer by rapid thermal processing (RTP) at 923 K, a temperature traditionally used for the crystallization of PbTiO 3 perovskite films [40,42], should produced the total elimination of the organics from the coating and the formation of the single PbTiO 3 perovskite phase (see table 1).…”

“…Only a few works have reported the preparation on substrates of ferroelectric nanocrystalline perovskites from microemulsion mediated synthesis [37][38][39][40][41]. Isolated nanostructures or continuous thin films with an enhanced cpreferred orientation have been obtained, but where, to the best of our knowledge, periodical order has not been observed and besides, the ferroelectric character of the nanostructures has not been demonstrated.…”