铁电薄膜的制备及其在器件中的应用

综述了铁电薄膜研究的新进展，分析了铁电薄膜不同制备方法的优缺点。重点介绍了铁电薄膜在铁电存储器及热释红外探测器方面的应用。指出了目前铁电薄膜及器件设计研究需要重点解决的一些问题。     

钛酸铋系铁电薄膜的制备及研究进展

随着薄膜制备技术以及微电子集成技术的发展,钛酸铋系铁电材料在非易失性铁电随机存储器的应用方面已经展现了极其诱人的发展前景.介绍了无铅钛酸铋系铁电薄膜的研究现状,对目前钛酸铋薄膜最常用的几种主要的制备方法进行了评述,指出了钛酸铋研究中亟待解决的几个问题.     

铁电体薄膜

介绍了铁电薄膜材料的种类,并且讨论了SrTiO3,BaTiO3的多种用途,提出MOVCD法具有沉积速率高,沉积均匀,适于大规模生产,可成为制备SiTiO3和BaTiO3薄膜的主要技术。为实际应用铁电薄膜材料提供了理论依据。     

Bi4Ti3O12铁电薄膜及其铁电存储器

从Y系列材料出发介绍了Bi4Ti3O12材料的基本性质,阐述了Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜的过程及影响因素,介绍了以Bi4Ti3O12薄膜为核心的铁电存储器.     

铁电薄膜及铁电存储器研究

综述了铁电薄膜以及铁电存储器的发展,讨论了铁电薄膜制备方法、结构和物理性能表征,并结合作者的前期工作,详细讨论了用于铁电薄膜与硅衬底集成的导电阻挡层问题,指出了铁电薄膜研究中需重点解决的一些问题.     

(Ba0.7Sr0.3)TiO3铁电薄膜热敏电容器的研制

采用射频磁控溅射法制备了用于非致冷红外焦平面阵列的BST((Ba0 .7Sr0 .3)TiO3)铁电薄膜热敏电容器 .介绍了热敏电容器上下电极的选材和制备及铁电薄膜的制备工艺 .根据热敏电容器的电容 -温度曲线 ,分析了热敏电容器的工作原理 .实验结果表明BST铁电薄膜热敏电容器可以工作在室温附近 ,约 2 6℃处     

锆钛酸铅铁电薄膜的制备及在红外探测器中的应用

研究了敏感元材料锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜的制备、结构和性能，并采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对PZT铁电薄膜进行了刻蚀，同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。该研究为铁电薄膜在热释电红外探测器中的应用奠定了基础。     

人工复合铁电多层膜的极化性质研究

建立了三层铁电复合薄膜的理论模型,采用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)唯象理论,引入表示不同材料过渡层性质的局域分布函数,重点研究了具有不同相变温度的铁电材料复合而成的铁电薄膜的极化性质.通过改变不同铁电材料的复合方式及不同铁电材料之间过渡层的厚度,计算了铁电多层膜内部的极化强度分布.研究表明,不同相变温度的铁电材料间复合方式以及它们之间的过渡层的厚度对铁电薄膜的极化分布都有着重要的影响,并且存在临界过渡层厚度,其它复合铁电薄膜的极化分布曲线都在取两临界过渡层的曲线之间.     

（Ba0.7Sr0.3）TiO3铁电薄膜热敏电容器的研制

采用射频磁控浅射法制备了用于非致冷红外焦平面阵列的ＢＳＴ（（Ｂａ０．７Ｓｒ０．３）ＴｉＯ３）铁电薄膜热敏电容器，介绍了热敏电容器上下电极的选材和制备及铁电薄膜的制备工艺。根据热敏电容器的电容－温度曲线，分析了热敏电容器的工作原理。实验结果表明ＢＳＴ铁电薄膜热敏电容器可以工作在室温附近，约２６℃处。     

人工复合铁电多层膜热释电性质的理论研究

建立3种具有不同相变温度的铁电材料垂直于极化方向复合而成的铁电薄膜的理论模型,在ginzburg-landau-devonshire (GLD)唯象理论的框架下展开研究,同时引入局域分布函数来描述不同材料间过渡层的性质,主要研究了复合铁电薄膜的热释电性质.通过改变3种不同铁电材料的复合方式,计算了铁电多层膜内部的极化强...     

铅基铁电薄膜低温结晶和单层厚度提高及其性能研究

非致冷红外焦平面阵列是小型、低功耗和高可靠性红外成像系统的关键组成部分,是国际的研究热点之一.铅基铁电薄膜是制备非致冷红外焦平面阵列的重要材料.然而,在湿化学方法制备铅基铁电薄膜中,有两个因素影响着铁电薄膜与微电子电路的集成一是铁电薄膜的结晶温度较高,一般在550～700℃之间,这一温度超过了常规微电子工艺的温度,导致铁电薄膜工艺与微电子工艺的兼容性差;二是一次成膜厚度薄,一般在0.1～0.2μm之间,大于此厚度的薄膜必需采用多次甩胶-预热处理过程,致使制膜周期冗长,这一工艺过程也降低了铁电薄膜制备工艺与微电子工艺的兼容性.在我们的研究工作中,我们选择聚合物聚醋酸乙烯酯(PVAC)为先体溶液的添加剂,采用金属有机物热分解法,对铅基铁电薄膜制备和性能进行了研究.结果表明PVAC不但能提高薄膜的单层厚度,还可以降低薄膜的结晶温度.通过加入PVAC,获得了单层厚度达到0.83μm、性能优良的PbTi O3和Pb(ZrxTi1-x)O3铁电薄膜,同时将薄膜的结晶温度降低了50～100℃.我们将讨论PVAC和工艺参数对铁电薄膜结晶、成膜特性和电学性能的影响,并对PVAC作用机理进行分析.     

P（L）ZT铁电薄膜裂纹特性分析

对铁电薄膜热处理过程中产生的裂纹的特性进行了分析。通过实验，研究了裂纹与铁电薄膜微细图形的尺寸、图形形状，以及衬底材料的关系，确定了铁电薄膜无裂纹设计规则及无裂纹工艺。     

梯度铁电薄膜热释电性质的理论研究

为了探讨提高铁电薄膜热释电性质的理论途径,建立组分梯度铁电薄膜的理论模型,在热力学唯像理论的框架下,引入一个分布函数描述组分梯度的特性,通过改变参数a、外电场的强度及方向等因素,重点研究了组分梯度铁电薄膜的热释电性质.研究表明:薄膜内各组分的梯度分布导致了极化强度的梯度分布;参数a和所施加外电场的情况是影响铁电薄膜性质的两个重要因素,对改变热释电材料的工作温区和探测灵敏度都有显著影响,该论文的研究为铁电薄膜热释电器件的制备及实际应用提供了理论参考依据.     

外推长度对铁电存储材料BaTiO_3薄膜极化分布的影响

基于朗道-德文希尔（Landau-Devonshire）平均场热力学理论,计算并阐述了在非对称的边界条件下外延生长的铁电存储材料BaTiO3薄膜的极化特性,特别研究了外推长度在薄膜由顺电相到铁电相的相变中所表现出来的重要作用,得出铁电薄膜的极化特性及其分布强烈地依赖于外推长度的取值,揭示了外推长度在铁电薄膜的铁电相变中的物理本质.     

铁电薄膜开关特性测量

对铁电薄膜的开关特性进行了分析．介绍了利用美国ＨＰ４１９２Ａ低频阻抗分析仪设计铁电薄膜开关特性测量仪的方法．讨论了测量原理以及如何利用测量仪所产生的双极性双脉冲对铁电薄膜的开关特性进行测量,给出了有关ＰＺＴ（５５／４５）铁电薄膜样品的测量结果     

基于横场Ising模型插层铁电薄膜相变性质数值计算

基于横场伊辛模型的平均场近似理论讨论了铁电薄膜(中间具有不同材料插入层)二级相变性质.运用该理论,首次推导得到了一个可用于研究任意层数铁电薄膜(中间具有不同插入材料层)的相变性质的递归公式.并运用该公式研究了体材料(A)和插层材料(B)的交换相互作用参量和横场参量对相图的影响.计算结果表明,由于插层材料B参数值的变化,整个铁电薄膜相变性质,不同铁电薄膜层的极化,横场参量过渡值均敏感的发生变化.     

金属与金属氧化物复合靶制备Bi4Ti3O12薄膜

报道了金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法，制备Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２（ＢＴＯ）铁电陶瓷薄膜的方法，研究了ＢＴＯ薄膜的晶体结构，表面形貌以及断面。实验表明采用复合靶能够制备质量好、成分均匀的ＢＴＯ薄膜，其结晶取向与基片材料有关，且退火工艺对膜的质量有影响。     

采用修正的溶胶-凝胶技术制备PZT铁电薄膜

采用一种修正的溶胶-凝胶技术制备出Pb[Zr0.52Ti0.48]O3（PZT）铁电薄膜.对溶胶的整个制备过程进行了红外透射光谱分析,对制备的铁电薄膜结构和性能进行了表征.由XRD图可以看出,退火温度在600℃以上时,薄膜结构为纯的钙钛矿结构.由P-E曲线可以看出,经600℃退火处理的PZT薄膜具有良好的铁电性能.     

镍酸镧薄膜与硅基底的界面分析

LaNiO3是一种钙钛矿型的化合物,晶格参数0.384 nm,与类似PbTiO3,Pb(ZrTi)O3和BaTiO3的铁电薄膜匹配的很好.其在300 K时的电阻大约是10-5Ωm,具有类金属特性、室温电阻率低的特点,随温度变化电阻率显示了良好的金属行为,是一种良好的铁电薄膜的电极材料及气敏材料.但对于薄膜材料的界面化学状态,由于研究方法的限制,目前研究得还比较少.     

铁电薄膜开关特性测量

对铁电薄膜的开关特性进行了分析,介绍了利用美国ＨＰ４１９２Ａ低频阻抗分析仪设计铁电薄膜开关特性测量仪的方法,讨论了测量原理以及如何利用测量仪所产生的双极性双脉冲对铁电薄膜的开关特性进行了测量,给出了有关ＰＺＴ（５５／４５）铁电薄膜样品的测量结果。