硅基PZT铁电薄膜的制备与性能研究

用溶胶-凝胶（Sol-Gel）方法制备了硅基Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电薄膜。分析了PZT铁电薄膜的表面形貌、晶化程度、界面状态等性质。基于上述分析结果提出并实现了低温退火处理制备有PT过渡层的PZT铁电薄膜的工艺流程。测试了低温制备的PZT铁电薄膜的C-V、漏电等电性能,发现在Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜的工艺中加入PT过渡层,有助于提高PZT薄膜的品质。     

PZT薄膜的制备及其与MEMS工艺的兼容性

用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si上制备了PZT薄膜,并采用剥离技术与热处理的方法解决了Pt电极的图形化,在结晶热处理前,利用PZT腐蚀液对PZT进行图形化腐蚀.分别用SEM,XRD,EDX对电极和PZT薄膜的相貌、相结构以及化学组分进行了分析.结果表明:所制备的PZT薄膜具有完全的钙钛矿型结构;这种图形化的工艺方法大大改善了电极和PZT的图形化条件,在不影响电极和PZT性能的同时,提高了电极和PZT的图形质量;底电极和PZT的图形化过程,避免了强酸长时间的腐蚀,大大提高了PZT薄膜的制备与MEMS工艺的兼容性.     

溶胶-凝胶法制备PZT薄膜研究进展

随着微机电系统(MEMS)产业的快速发展,铁电薄膜材料作为微机电器件的重要组成部分而愈受重视。锆钛酸铅(PZT)薄膜具有优越的压电性、热释电性及光电性等性能,在微电子、压电、光学及半导体等领域展现了巨大的应用潜力。因此,高性能PZT薄膜的制备技术及制备工艺一直备受关注。其中,溶胶凝胶法因具有易于控制成分,所需设备成本低及制备薄膜的均匀性好等优点而被广泛用于PZT薄膜制作中。该文在溶胶凝胶法基本原理及制作工艺的基础上,着重分析了溶胶凝胶法制备PZT薄膜的研究现状,总结了当前溶胶凝胶法的技术特点,并指出了研究中存在的不足及未来的潜在改进方向。     

纳米晶PZT薄膜体声波谐振器的研究

采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在Si基Pt电极上沉积了PZT压电薄膜,并研制了以SiO2为声反射层的体声波谐振器.用X-射线衍射、电镜扫描及原子力显微镜测试表明,PZT薄膜具有(110)择优取向,良好的短柱状自行晶结构及平滑的表面,晶粒平均尺寸为50～60 nm.介电性能测试结果表明,介电常数保持约800,损耗角为0.02.用网络分析仪测试体声波谐振器得到较好的频率特性,即串、并联谐振频率分别为2.91 GHz和3.01 GHz,机电耦合系数为8.18%.在敏感元电极上加载1 μL浓度为0.2 μg/μL的磁性微球溶液,谐振频率降低了0.09 GHz.     

硅基PZT铁电薄膜的界面和表面研究

用高分辨岸民镜等手段研究了溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）工艺制备的硅基Ｐｂ（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）铁电薄膜,发现在ＰＺＴ的上表面生成了ＳｉＯ２,ＰＺＴ与硅衬底的界面处形成了无定型的ＳｉＯｘ层并有铅的沉积,而且热处理温度越高,这种现象越显著。这些结构严重影响了ＰＺＴ铁电薄膜的品质及其应用。在分析上述结构产生机制的基础上提出了Ｓｏｌ－Ｇｅｌ工艺的改进方法。     

基于PZT压电薄膜的压力传感器工艺研究

选用敏感材料锆钛酸铅(PZT),优化微机电系统(MEMS)微加工工艺,制作了硅基PZT压电薄膜叉指式电极结构的MEMS压力传感器。在基体Au/Ti/LNO/SiO_2/Si<100>上,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在650℃高温下采用分层退火的方式进行退火,得到厚1.2μm的PZT压电薄膜。薄膜表面均匀,无裂纹。利用光刻工艺和低压溅射工艺得到平行叉指电极。制作完成PZT压电薄膜结构的微压力传感器,在弹性薄膜上施加压力,其电压输出性能较好,说明基于压电薄膜的叉指电极结构可行,为基于纳米纤维结构的微压力传感器的制作奠定了理论基础。     

改善(Pb,Ca)TiO3薄膜的铁电性能研究

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在LaNiO3／Si(111)基片制备出高度(100)取向生长的钙钛矿相(Pb0.76Ca0.24)TiO3(PCT)薄膜。用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌；测试了薄膜的铁电和介电特性，PCT薄膜的翻余极化强度和矫顽场分别为9.3μC/cm^2和64kV／cm，在100kHz薄膜的介电系数和损耗分别为231和0．045。比较了在不同电极制备PCT薄膜的结果，用LaNiO3作底电极，改善了铁电性，降低了矫顽场。     

室温下Sol-Gel法制备BiFeO3薄膜的铁电和介电性

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在LaNiO3包覆的SiO2/Si衬底上采用不同退火工艺制备了BiFeO3薄膜。原子力显微镜研究表明,薄膜表面光滑,并由不同大小的晶粒组成。X-射线表明不同样品结晶程度不同,并根据不同的退火工艺分别呈(010)择优取向和随机取向。2种取向的薄膜的双剩余极化强度分别为2.84μC/cm2和2.56μC/cm2。择优取向的薄膜在低频下的介电常数和介电损耗较大,且其薄膜中观察到大漏电流。并对两薄膜的导电机制用空间电荷限制的电导理论进行了分析。     

不同厚度PZT薄膜的制备及电性能特性研究

采用sol-gel（溶胶-凝胶）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了厚度为400nm,600nm,800nm的PZT（锆钛酸铅,Zr/Ti=52/48）薄膜,研究了厚度对薄膜介电性能与铁电性能的影响。通过对薄膜的铁电性能与介电性能进行测试,分析了不同厚度薄膜的剩余极化强度、介电常数与介电损耗;通过对介电调谐率与最大正切损耗的计算,进一步分析了薄膜的介电调谐性能。实验结果表明,薄膜的介电常数与介电损耗随薄膜厚度的增大而增加;厚度为600nm的薄膜具有最好的介电调谐性能与铁电性能。     

LCP柔性基板的薄膜电阻制作技术

针对液晶聚合物(LCP)柔性基板高频电子封装应用需求,采用一种薄膜溅射工艺直接在LCP柔性基板上制作TaN薄膜电阻,研究不同等离子体预处理方式对LCP表面形貌和LCP表面薄膜金属膜层附着强度的影响,进一步研究溅射气压和氮气体积分数等参数对电阻性能的影响,考察LCP柔性基板上的TaN薄膜电阻精度及电阻温度系数(TCR),...     

PZT铁电薄膜的反应离子刻蚀研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT铁电薄膜反应离子刻蚀方法.利用深反应离子刻蚀设备研究了反应离子刻蚀中刻蚀气氛、刻蚀功率及刻蚀气体流量等因素对PZT薄膜刻蚀效果的影响.实验结果表明,刻蚀气体采用SF6、刻蚀功率为250 W、SF6/Ar总流量为25 cm3/min(其中SF6:Ar为20:5)时刻蚀效果最优.利用优化后的工艺条件制作出可用于铁电存储器的铁电电容并测试其电学特性,得到了较理想的电滞回线和漏电流.     

PZT铁电薄膜的掺杂改性

用溶胶－凝胶方法制备了掺高价离子钇及过量Ｐｂ的ＰＺＴ铁电薄膜。探讨了添加剂对ＰＺＴ铁电薄膜的结构和电特性的影响。实验表明，过量ｒ（Ｐｂ）６％或掺高价离子ｒ（Ｙ）３％能较大地改善ＰＺＴ铁电薄膜的电性能。     

梯度煅烧对PZT铁电薄膜表面形貌的影响

研究了通过梯度煅烧制度改善薄膜开裂同题的方法和机理。实验在Al2O3基片上采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制备了PZT铁电薄膜，发现薄膜的开裂程度随预烧制度的不同而存在明显的差别。结果表明，通过选择薄膜的预烧温度，使各个薄膜层的预烧温度呈梯度分布，可减小薄膜中的应力，从而改善薄膜的开裂情况。     

溶胶一凝胶工艺对PZT铁电薄膜结构的影响

本文阐述了用溶胶一凝胶法制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺参数对薄膜结构的影响。实验表明，采用合适的工艺参数能制备出具有钙钛矿型结构的ＰＺＴ铁电薄膜。     

电极对PZT铁电薄膜性能的影响

用溶胶－凝胶法制备ＰＺＴ铁电薄膜。以Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ为底电极，Ａｕ为上电极，形成金属－铁电薄膜－金属结构的铁电电容器。研究电极对ＰＺＴ铁电薄膜结构和电性能的影响，实验发现，金属Ｔｉ的厚度会影响ＰＺＴ铁电薄膜的结构。界面层的存在使介电系数、自发极化、矫顽电压、漏电流都与薄膜的厚度有关。     

PZT薄膜微图形的制作精度的研究

采用典型的半导体光刻工艺用ＢＨＦ／ＨＮＯ３溶液成功地刻蚀了ＰＺＴ（５２／４８）薄膜。研究了薄膜的微观结构对微图形的制作精度的影响。结果表明，在薄膜中晶粒团聚区域和周围区域的刻蚀速率存在着差异，晶粒小的薄膜有利于获得高保真的从掩膜到薄膜的图形转移，晶粒团聚区域的尺寸基本决定了图形转移的误差。     

PZT压电薄膜无阀微泵的制备工艺及实验研究

介绍了一种基于PZT薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件,采用收缩管/扩张管结构,压电圆型致动片和PDMS泵膜的组合可产生较大的泵腔体积改变。在对微泵制备工艺研究的基础上,对其性能进行了实验研究,结果表明:电压和频率对流速均有显著影响。在7.5 V1、80 Hz的正弦电压驱动下,该压电微泵的最大输出流速为2.05μL/min。该文制作的微泵具有流量稳定,驱动电压较低,性能稳定可靠和易控制等优点,可满足微流体系统的使用要求。     

流延硅基PZT厚膜工艺研究

研究了基于流延技术制备硅基锆钛酸铅（PZT）厚膜的工艺。考虑衬底特性对厚膜品质的影响,在不同的种子层上分别制备了PZT厚膜,测试工艺结果,证实了种子层的作用。分析了高温烧结时间对流延PZT厚膜品质的影响,确定了最优高温烧结时间。文章提出的硅基PZT厚膜工艺可用于制备射频天线的介质基片。     

Nb和Co掺杂对PZT铁电薄膜电性能的影响

用sol-gel法在ITO玻璃衬底上制备了不同比例Nb和Co掺杂的PZT铁电薄膜,薄膜呈以(101)为首要方向的多晶结构。结果表明,Co掺杂的PZT薄膜的剩余极化强度、矫顽场强、相对介电常数和漏电流密度均大于PZT薄膜的相应值,但在掺杂x(Nb)为1%~10%内漏电流密度随着Nb掺杂比例的增加而减小,薄膜的剩余极化强度和相对介电常数也有所减小。