RF溅射法制备PZT铁电薄膜及其表征

采用对靶溅射法在SiO2/Si基板上沉积Pt/Ti底电极,用射频(RF)溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si基板上制备了厚度约800 nm的PZT薄膜。XRD分析表明,Ar气氛中沉积,700℃下快速退火(RTA)20 min所得的PZT薄膜具有钙钛矿结构;SEM、AFM分析表明,该条件下所得薄膜的表面由平均粒径约219 nm的晶粒组成,较为均匀、致密。在1 kHz的测试频率下,PZT薄膜的介电常数为327.6,从电滞回线上可以得出,该PZT薄膜的矫顽场强为50 kV/cm,剩余极化强度和自发极化强度分别为10μC/cm2、13μC/cm2。     

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铁电薄膜离子束刻蚀研究

以Ｐｔ为上下电极和中间ＰＺＴ薄膜的铁电电容器主要由油射法和离子束刻蚀法制备。研究快速热处理实现铁电相转变的条件和离子束刻蚀工艺对铁电容器图形的影响，选择合理的制备工艺可得到针电电容器。     

PZT铁电薄膜刻蚀的研究进展

PZT铁电薄膜器件在微电子领域有着广泛的应用，可用于制备微机械系统(MEMS)、DRAM、红外探测器等，而薄膜的微图形化刻蚀技术是制备工艺中重要的环节。该文主要介绍了PZT铁电薄膜刻蚀技术的研究进展和应用，并对各种刻蚀法进行分析和对比。     

PZT铁电薄膜的制备和应用

介绍了一种制备膜厚为数微米的均匀相和非均匀相(准周期性多层膜)铁电薄膜的有效方法,研究了PZT平面波导结构的光波导特性及准周期性多层铁电薄膜的布拉格反射特性.研究表明厚度在数微米的均匀相铁电薄膜膜层致密,棱镜耦合实验表明该铁电薄膜波导层对光波的传播有良好的限定性能.准周期铁电多层薄膜具有良好的布拉格反射特性,周期数为10以上的铁电多层膜样品在室温下具有90%以上的反射率和约40 nm的反射带宽.     

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。     

电化学还原法制备PZT薄膜

以Ｐｂ（ＮＯ３）２、ＴｉＣｌ３为电解质，利用电化学还原方法在不锈钢基底上制备了钙钛矿型ＰＺＴ薄膜，并对薄膜样品性能进行了测试，其介电系数接近１３００，介质损耗０．６，剩余极化强度１２μＣ／ｃｍ＾２，矫顽场强６３ｋＶ／ｃｍ。     

基于原子力显微技术的PZT薄膜铁电性能研究

针对现有测试技术不能直接获得纳米尺度铁电薄膜电滞回线的问题,提出了将原子力显微镜与铁电分析仪连用的方法,研究了锆钛酸铅(PZT)薄膜样品的电滞回线.结果表明,应用铁电分析仪与原子力显微镜联用的测试技术能表征铁电薄膜的电滞回线,在无顶电极测试条件下,测试得到的电滞回线很不对称,且剩余极化值较大.     

后续热处理配合PLD制备铁电PZT薄膜及其工艺优化研究

利用ＡｒＦ准分子脉冲激光沉积工艺在Ｐｔ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制行了Ｐｂ（Ｚｒ５２Ｔｉ４８）Ｏ３（ＰＺＴ）薄膜。并用Ｘ射线衍射分析方法研究了不同后续热处理对薄膜相组成和相结构转变的影响。     

PZT薄膜电滞回线测试的数值补偿研究

通过Sawyer-Tower测试电路研究了铁电薄膜的电滞回线,发现薄膜漏电阻以及示波器输入电阻和电容的影响可能会使所测量的电滞回线发生形状扭曲或者使测量结果出现较大偏差,通过数值补偿方法重建了电荷平衡方程,并编制了相应的软件补偿程序。通过对溶胶-凝胶制备的PZT铁电薄膜的电滞回线测试表明,运用该数值补偿方法可以有效补偿薄膜漏电阻以及示波器输入电阻和电容对测试结果的影响,满足PZT铁电薄膜制备技术以及微机电系统中器件设计对薄膜性能测试的要求。     

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。     

新型不挥发非破坏性读出铁电存储器(MFS)

长期以来，人们认为铁电场效应管是单晶体管、不挥发、非破坏性读出存储器的基本结构。铁电场效应管的基本结构为金属／铁电／半导体（MFS）结构。MFS存储器与其它不挥发性存储器相比在数据传输速率、疲劳特性和工作电压等方面有更大的优点。本论文简单地论述了MFS存储器的结构、工作原理和制备方法。     

PZT铁电薄膜湿法刻蚀技术研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT薄膜的湿法刻蚀方法。在分析了刻蚀液成分对刻蚀效果影响的基础上,选择体积比为1∶2∶4∶4的BHF/HCl/NH4Cl/H2O溶液作为刻蚀液,刻蚀速率为0.016μm/s。实验表明,刻蚀得到的PZT薄膜图形表面无残留物,侧蚀比小(1.5∶1),侧面倾角约60°。刻蚀液对光刻胶和PZT薄膜底电极Pt的选择性好,该工艺适用于MEMS领域中PZT薄膜的微图形化。     

PZT铁电薄膜的雾化湿法刻蚀技术研究

PZT薄膜的微图形化是制备基于PZT薄膜微传感器和微驱动器的关键技术之一。通过引入雾化技术,改进了传统的PZT薄膜湿法刻蚀方法,进一步减小了薄膜微图形的侧蚀比,提高了图形的转化精度。选用体积比为1∶2∶4∶4的BHF/HCl/NH4Cl/H2O溶液作为刻蚀液,对溶胶-凝胶法制备的1μm厚PZT薄膜作雾化湿法刻蚀,刻蚀速率为28 nm/s,侧蚀比为0.5∶1。对所得样品表面区域进行EDS分析表明,所得PZT薄膜图形表面无残留物,该工艺可用于MEMS领域中PZT薄膜的微图形化。     

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。