锆钛酸铅铁电薄膜的制备及性能研究

本文用无机锆盐代替锆的醇盐，研究了溶胶－凝胶技术制备锆钛酸铅（简称ＰＺＴ）铁电薄膜的热处理工艺、结构和电性能。研究结果表明，在Ｓｉ单晶基片上制备的ＰＺＴ薄膜为钙钛矿型结构的陶瓷薄膜，其晶粒细小、致密，且具有良好的铁电性能，适合于制备铁电存贮器。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

用Sol─Gel法制备PZT铁电陶瓷及薄膜

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备了Ｐｂ（Ｚｒ＿（０．５）Ｔｉ＿（０．５））Ｏ＿３（ＰＺＴ）铁电陶瓷与薄膜，观察了它们的结晶情况并测定了它们的电学性能。利用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法，可降低ＰＺＴ陶瓷粉料的预烧温度约２００℃，所得陶瓷致密，晶粒均匀；具有较好的介电性能。ＰＺＴ陶瓷显示弥散相变特征。ＰＺＴ薄膜的晶化受基底影响很大。基底晶格越完整，与ＰＺＴ薄膜的晶格失配率越小，ＰＺＴ薄膜的晶化就越好。采用ＰｂＴｉＯ＿３过渡层促进ＰＺＴ薄膜在镀铂硅片上晶化。ＰｂＴｉＯ＿３过渡层与ＰＺＴ薄膜构成串联电路。其表现电学性能与相应的ＰＺＴ体材料相近。     

PZT铁电薄膜结构及疲劳特性研究

铁电薄膜的电疲劳是铁电存储器等应用的主要障碍，我们用Ｓｏｌ－ｇｅｌ（溶胶－凝胶）方法制备ＰＺＴ铁电薄膜，对其结构和疲劳特性的研究表明，组分及工艺因素合影响薄膜的结构，具有玫瑰花形的ＰＺＴ薄膜内部存在较多的带电缺陷，在外电场作用下１０＾６周期后出现疲劳，改进组分配方或改进热处理工艺，使薄膜为纯钙钛矿结构，薄膜的寿命可超过１０＾１１周期。     

钇改性PZT薄膜的极化印刻研究

铁电ＰＺＴ薄膜的极化印刻（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）是ＰＺＴ不挥发存储器失效的重要原因之一．本文研究了不同钇量改性的ＰＺＴ（４０／６０）铁电薄膜在高温（１２０℃）和偏置电压下的极化印刻特性,发现适量的钇掺杂,改善了ＰＺＴ薄膜电容器单元的极化印刻．     

Sol-Gel法硅基铁电薄膜研究

介绍了用溶胶 凝胶方法制备Pb(Zr0 .53Ti0 .4 7)O3(PZT)铁电薄膜的工艺流程。以硝酸锆、醋酸铅和钛酸四丁酯为原料 ,在 90 0℃ ,30min退火条件下制备了硅基PZT铁电薄膜。实验分析结果显示 ,PZT铁电薄膜的晶化很完善。研究了PZT铁电薄膜与硅之间的界面及其对铁电薄膜品质的影响。并在此基础上实现了制备PZT铁电薄膜的低温改进工艺。     

MF(I)S结构设计对硅基铁电薄膜系统C-V特性的影响

为制备符合铁电场效应晶体管（ Ｆ Ｆ Ｅ Ｔ） 及铁电存储二极管（ Ｆ Ｍ Ｄ） 要求的高质量铁电薄膜,采用 Ｐ Ｌ Ｄ （ Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 工艺, 制备了不同 Ｍ Ｆ （ Ｉ） Ｓ 结构的硅基铁电薄膜系统由 Ｃ－ Ｖ特性的对比分析可见, 影响 Ｃ－ Ｖ 特性的主要因素除了衬底类型、界面特性之外, 还有薄膜的结构设计在此基础上, 为改善铁电薄膜的 Ｃ－ Ｖ 特性提出了合理设想     

MF(I)S结构设计对硅基铁电薄膜系统C-V特性的影响

为制备符合铁电场效应晶体管（ Ｆ Ｆ Ｅ Ｔ） 及铁电存储二极管（ Ｆ Ｍ Ｄ） 要求的高质量铁电薄膜,采用 Ｐ Ｌ Ｄ （ Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 工艺, 制备了不同 Ｍ Ｆ （ Ｉ） Ｓ 结构的硅基铁电薄膜系统由 Ｃ－ Ｖ特性的对比分析可见, 影响 Ｃ－ Ｖ 特性的主要因素除了衬底类型、界面特性之外, 还有薄膜的结构设计在此基础上, 为改善铁电薄膜的 Ｃ－ Ｖ 特性提出了合理设想.     

SO1-Gel法硅基PZT铁电薄膜研究

介绍了以硝酸锆、醋本以铅和钛酸四丁酯为原料用溶胶－凝胶（sol-gel）方法在硅衬底上制备Pb（Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电膜的工艺流程。对铁电薄膜的表面形貌、晶化程度、界面状态等性质进行了分析,结果表明硅基PZT薄膜形成了良好的钙伏矿结构,并在此基础上实现了制备PZT铁电薄膜的低温改进工艺。     

沉积在Pt电极上的铁电PZP薄膜特性

研究了射频磁控溅射沉积在Ｐｔ电极上的Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ２薄膜特性。经过不同温度退火处理后得到了钙钛矿结构的ＰＺＴ薄膜。在对其结构的形成和变化进行研究的基础上，探讨了薄膜ＰＺＴ相的形成机理。其电性能的测试表明，这种铁电ＰＴ（５３／４７）薄膜具有较好的铁民性能和疲劳特性。在６００℃下ＰＺＴ薄膜的剩余极化强度Ｐｒ为２４．８μＣ／ｃｍ＾２，矫顽场强度Ｅｃ为７０ｋＶ／ｃｍ。２１０ｋＶ／ｃｍ的     

PZT多层薄膜物性的研究

对磁控溅射ＰＺＴ铁电多层薄膜进行了分析。结果表明：通过多层薄膜合理的设计和厚度控制，可以改善薄膜进一步的器件应用提供了可能性。通过研究发现，制备多层较理想的溅射条件是衬底温度Ｔ＝６５０℃，薄膜子层厚度约为３００ｎｍ，衬底则以ＭｇＯ（１００）单晶、Ｓｉ２（１００）单晶为佳。结构分析的结果显示出：ＰＺＴ以铁电膜中的晶粒排列整齐，颗粒大小均匀，基本上和衬底成定向织构，膜的角度对多层膜的绝缘性能影响不大，     

溶胶－凝胶方法制备PZT铁电薄膜材料的研究

本文介绍了用ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备ＰＺＴ铁电薄膜的工艺，并指出采用快速热处理工艺能有效地防止薄膜开裂。比较了用３种不同锆盐原料制备的ＰＺＴ薄膜的性能。实验结果表明，用无机盐硝酸锆制备的ＰＺＴ铁电薄膜的性能最好。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

掺锡氧化铟基底上锆钛酸铅铁电薄膜的制备与表征

用溶胶-凝胶工艺在掺锡氧化铟导电氧化物基底上制备了锆钛酸铅（PZT）铁电薄膜．采用快速热处理工艺改进铁电薄膜的晶格取向，用X射线衍射仪分析了薄膜的结晶取向，分别基于Al／PZT／ITO，1TO／PZT／1TO电容结构利用Sawyer-Tower电路原理测试了薄膜的铁电性能．结果表明，在磁控溅射法生长的1TO表面能够制备出具有钙钛矿结构的（110）取向的PZT铁电薄膜，所得薄膜的相对介电常数达到1000，剩余极化强度Pr达到和Pt基底上接近的15．2uc／cm^2，矫顽场强Ec达到70．8kV/cm．并且利用TF Analyzer 2000铁电分析仪测试了PZT铁电薄膜的疲劳特性，发现ITO底电极上PZT薄膜经过108次反转后，剩余极化强度仅下降15％．研究表明：磁控溅射法制备的掺锡氧化铟透明导电薄膜ITO可以作为铁电薄膜的上下电极．     

铁电薄膜退火方法的研究

以锆钛酸铅薄膜（PZT）为例，分析了国内外铁电薄膜退火的各种方法。针对解决铁电薄膜基底高温生长工艺与硅集成电路承受温度较低的不兼容及器件性质劣化的难题，分别对普通炉子退火、快速热退火及激光退火进行了详细的分析比较。激光低温退火技术有望成功地在未来应用PZT铁电薄膜制作组件时，增加其制备工艺设计的弹性和可行性。     

快速热处理对PZT薄膜的微结构及电性能的影响

采用改进的溶胶一凝胶技术,在Ｐｔ／Ｔｉ／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）基片上制备了太电ＰＺＴ薄膜,用ＸＲＤ和ＡＦＭ技术分析了不同热处理工艺条件下ＰＺＴ薄膜的微观形貌变化及相结构演化,系统测试了ＰＺＴ薄膜的铁电性能。工艺－结构－性能研究结果表明：快速热处理工艺（ＲＴＡ）有利于ＰＺＴ薄膜保持较低的漏电流密度,热处理温度是影响晶粒大小的主要因素,而保温时间则对ＰＺＴ薄膜的致密性、晶粒均匀度和晶界结合     

溅射工艺参数对PZT铁电薄膜相变过程的影响

采用射频磁控溅射工艺,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用ＰＺＴ（５３／４７）陶瓷靶制备铁电薄膜。用快速光热退火炉对原位沉积的薄膜进行ＲＴＡ处理。     

用于永久性存贮器Pb（Zr0.52Ti0.48）O3薄膜的特性

用磁控射频溅射方法制备了Ｐｂ（Ｚｒ０．５２Ｔｉ０．４８）Ｏ３薄膜。研究了制膜工艺对Ｐｂ（Ｚ０．５２Ｔｉ０．４８）Ｏ３薄膜相、结晶性和铁电特性的影响。实验表明，所制备的薄膜表面致密，光滑。此Ｐｂ（Ｚｒ０．５２Ｔｉ０．４８）Ｏ３薄膜以钙钛矿结构为主，并具有较高的剩余极化、饱和极化和较小的矫顽场。从实验结果分析得。通过控制工艺条件所制得的单相钙钛矿型的Ｐｂ（Ｚｒ０．５２Ｔｉ０．４８）Ｏ３薄膜的铁电特性得     

多离子束反应共溅射技术制备（Pb,La）TiO3铁电薄膜及薄膜物化性能表征

研制了多离子束反应溅射技术并运用该技术在多种衬底上制备晶态（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ３铁电薄膜。运用多种分析技术对铁电薄膜的物化性能进行了表征。发现在铁电薄膜的近表面有富铅层。测试了铁电薄膜的电滞回线、矫顽场、折射率、吸收系数等电学和光学参数。利用该技术可在较低衬底温度下在位制备组分可调、附着力强的外延或高度择优取向的铁电薄膜。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。