鐵電薄膜制備方法的研究.pdf

1、鋯鈦酸鉛鑭((Pb1-xLax)(ZryTi1-y)1-x/4O3，簡稱PLZT)薄膜因其優(yōu)良的電光、熱釋電和鐵電等性能，廣泛應(yīng)用于光電子學(xué)、微電子學(xué)和集成光學(xué)等領(lǐng)域，是作為光開關(guān)，紅外探測(cè)器和光波導(dǎo)等控制部件的理想材料。
　　 本文采用MOD法，在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上成功制備出PLZT(8/65/35)薄膜。在制備過程中采用差熱分析方法，確定了薄膜各生長階段的溫度范圍為(600℃-750℃)。通

2、過AFM、SEM和XRD的分析以及性能測(cè)試，結(jié)果表明：(1)對(duì)PLZT薄膜分別在600℃、650℃，700℃和750℃熱處理1h，發(fā)現(xiàn)在700℃下熱處理的PLZT薄膜結(jié)晶峰(110)取向最好；對(duì)PLZT薄膜在700℃下分別保溫30min，90min和180min，發(fā)現(xiàn)保溫30min時(shí)，PLZT薄膜表面Pb重量百分比最多(46.44％)。因此確定PLZT薄膜的熱處理參數(shù)為700℃，保溫30min。(2)有種晶層PT的PLZT薄膜在熱處理溫

3、度650℃時(shí)，就可得到最好的(110)結(jié)晶峰，比無種()層的PLZT薄膜的熱處理溫度降低了100℃；(3)分別在120nm、198nm、290nm和760nm厚的Pt底電極上制備PLZT薄膜，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ti層厚度一定時(shí)，底電極Pt薄膜各厚度與PLZT薄膜晶向生長影響不大。
　　 對(duì)PLZT薄膜電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，首先對(duì)PLZT薄膜的電流-電壓特性(Ⅰ-Ⅴ)進(jìn)行了測(cè)量，研究表明PLZT薄膜在低電場(chǎng)區(qū)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(m=d(logI)/d(l

4、ogV)=0.89)和歐姆導(dǎo)電機(jī)制符合得較好；在較高電場(chǎng)下，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(m=d(logI)/d(logV)=7.8)和空間電荷限制電流導(dǎo)電機(jī)制符合得較好。其次，制備了240nm、460nm和956nm的PLZT薄膜，通過測(cè)試電滯回線和C-V，發(fā)現(xiàn)956nm厚的薄膜電滯回線剩余極化值Pr最大(25.7uC/cm2)和矯頑場(chǎng)強(qiáng)Ec最小(68kV/cm)，且同時(shí)具有最大的介電調(diào)諧率(24.79％)。最后，介電性能測(cè)試表明：介電常數(shù)隨薄膜厚度的增