氧退火对钛酸锶钡薄膜介电常数的影响

采用氩离子束镀膜技术和硅平面工艺,在SiO2/Si衬底上淀积钛酸锶钡 (Ba1-xSrxTiO3)薄膜,研究在氧气氛中不同温度和时间的退火对薄膜的介电常数的影响。实验结果表明,在退火温度为600℃时,随着氧退火时间的增加,钛酸锶钡薄膜的相对介电常数减小;而在退火时间为30 min时,随着退火温度的增加,钛酸锶钡薄膜的相对介电常数增加。微观结构分析和极化理论解释了这一现象。     

氧退火对SiO2/Si衬底BST薄膜特性的影响

利用氩离子束镀膜技术和硅平面工艺在经过干氧氧化的硅衬底上制备一层钛酸锶钡薄膜 ,并在氧气中进行不同条件的退火处理 ,然后蒸铝及利用光刻技术制作铝电极而形成 MIOS电容结构 ,研究其物理及电学特性。结果表明 ,氧退火条件对衬底的钛酸锶钡薄膜的物理及电学特性有较为明显的影响。     

Au/Si基片上沉积Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7

采用磁控溅射法在Au/Si基片上制备了铌酸锌铋BZN(Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7)薄膜.在基片温度200℃、本底真空1×10-3 Pa条件下,BZN靶溅射0.5 h,作为自缓冲层;然后在400℃下溅射1.5 h,薄膜总厚度为200 nm,650℃原位真空退火1 h.XRD分析显示该薄膜为<222>单一取向,结晶良好;AFM扫描显示表面平整;测试表明不同频率下薄膜的性能没有大的改变.实验证明,选用电阻率较小的Au电极材料有利于器件性能的提高,实验得到介电常数可调率约20%、损耗为0.002-0.004.     

a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用PECVD技术在P型硅衬底上制备了a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜,利用AES和TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为.结果表明:a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜经退火处理形成nc-Si/SiO2多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面.纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大.在一定的实验条件下,样品在650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒.初步分析了这种多层复合膜形成的机理.     

Au/Si基片上沉积Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_7薄膜介电性能的研究

采用磁控溅射法在Au/Si基片上制备了铌酸锌铋BZN(Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7)薄膜。在基片温度200℃、本底真空1×10-3Pa条件下,BZN靶溅射0.5h,作为自缓冲层;然后在400℃下溅射1.5h,薄膜总厚度为200nm,650℃原位真空退火1h。XRD分析显示该薄膜为〈222〉单一取向,结晶良好;AFM扫描显示表面平整;测试表明不同频率下薄膜的性能没有大的改变。实验证明,选用电阻率较小的Au电极材料有利于器件性能的提高,实验得到介电常数可调率约20%、损耗为0.002~0.004。     

a-SiO_x∶H/a-SiO_y∶H多层薄膜微结构的退火行为

采用 PECVD技术在 P型硅衬底上制备了 a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜 ,利用 AES和 TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为 .结果表明 :a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜经退火处理形成 nc- Si/Si O2 多层量子点复合膜 ,膜层具有清晰完整的结构界面 .纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构 ,颗粒大小随退火温度升高而增大 .在一定的实验条件下 ,样品在 650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒 .初步分析了这种多层复合膜形成的机理     

溶液法制备IGZO/IZO薄膜的电学特性研究

基于溶液旋涂法、高压退火工艺,制备了非晶铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜、铟锌氧化物(IZO)薄膜和双层IGZO/IZO薄膜,研究了这些薄膜的电学特性。结果表明,在相同制作工艺下,IGZO单层薄膜的电流随外加恒流源时间的偏移不明显,而双层IGZO/IZO薄膜的电流随外加恒流源时间的偏移较大。退火温度在240 ℃～300 ℃范围内,电流的偏移量随温度升高而减小,回滞幅度也减小。薄膜的界面态对薄膜器件的I-V特性有较大影响,升高退火温度可改善IGZO/IZO双层薄膜界面特性。     

低温沉积ZnO薄膜的压敏特性及其热处理影响

采用GDARE法在较低温度下,通过一次和多次沉积制备单层及多层ZnO薄膜.AFM和XRD分析表明,薄膜具有以ZnO(002)晶面取向为主的多晶结构,多层膜的晶粒尺寸增大.经200～300℃退火热处理,薄膜呈现出良好的低压压敏特性.经200℃退火热处理后,多层ZnO薄膜的非线性系数达到61.54,压敏电压20.10V.在一定范围内升高热处理温度,可明显降低压敏电压.分析了不同膜层及热处理温度对ZnO薄膜压敏特性的影响机理.     

低温沉积ZnO薄膜的压敏特性及其热处理影响

采用GDARE法在较低温度下,通过一次和多次沉积制备单层及多层ZnO薄膜.AFM和XRD分析表明,薄膜具有以ZnO(002)晶面取向为主的多晶结构,多层膜的晶粒尺寸增大.经200～300℃退火热处理,薄膜呈现出良好的低压压敏特性.经200℃退火热处理后,多层ZnO薄膜的非线性系数达到61.54,压敏电压20.10V.在一定范围内升高热处理温度,可明显降低压敏电压.分析了不同膜层及热处理温度对ZnO薄膜压敏特性的影响机理.     

Al/a-Si∶H复合薄膜的电导性能

采用真空热蒸发与PECVD方法,在经特殊设计的"单反应室双沉积"设备中沉积了Al/a-Si∶H复合薄膜,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman及X射线光电子谱等方法对复合薄膜在不同Al层厚度和不同温度退火后的晶化及电导行为进行了研究.结果表明,Al/a-Si∶H复合薄膜在不高于250℃的退火条件下即开始出现硅的晶体相.退火温度越高,Al层越厚,形成多晶硅的量越多.Al/a-Si∶H复合薄膜的电导率受Al原子在a-Si∶H中掺杂效应的影响,比纯a-Si∶H薄膜的大.随着硅晶体相在复合薄膜中的生成,复合薄膜的电导率受晶相比控制,晶相比增加,电导率增大.     

Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_7/Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3复合薄膜介电性能的频率特性研究

采用射频磁控溅射法在蓝宝石基片上制备了Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(BZN)/Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)双层复合薄膜,并研究了该薄膜在100 kHz~6 GHz频率范围内的介电性能。研究结果表明,BZN/BST复合薄膜的介电性能具有良好的频率稳定性。该复合薄膜的介电常数在研究的频率范围内基本与频率无关;其介电损耗在频率低于1 GHz时与频率无关,在频率高于1 GHz时随频率的上升而略微增大;薄膜在研究的频率范围内具有稳定的介电调谐率。     

烧结助剂引入方式对 (Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷性能的影响

分别以液相包覆法和固相混合法引入助烧剂CuO制备(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷。采用X线衍射、扫描电镜及电感-电容-电阻测试仪等对其烧结特性、相结构及介电性能进行了研究。液相包覆法可减少助烧剂的加入量从而降低其对陶瓷介电性能的恶化。CuSO4溶液的浓度为0.5mol/L,900℃烧结3h所制得(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷的介电常数εr=161,介电损耗tanδ=0.005,τf=-398×10-6/℃(1MHz)。     

高度(100)取向的BST薄膜及其高介电调谐率

用脉冲激光沉积法制备(Ba1-xSrx)TiO3(x=0.35,0.50简称BST35和BST50)介电薄膜。在650℃原位退火10min,获得高度(100)取向柱状生长的晶粒。BST35薄膜的平均晶粒尺寸为50nm,BST50薄膜的晶粒尺寸为150~200nm。在室温和1MHz条件下,BST35的最大εr和调谐率分别达到810和76%,其介电调谐率高于国内外同类文献报道的数据;BST50的εr和调谐率最大分别达到875和63%。薄膜为(100)取向生长,因为薄膜沿平面c轴极化而产生应力,在电场作用下,而获得高介电调谐率。     

BST/LSCO异质结构的研究

利用脉冲激光沉积法在STO(001)基片上外延生长了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电氧化物薄膜,研究了基片温度对LSCO薄膜结构和电性能的影响,并制备了Ni-Cr/BST/LSCO多层膜结构。XRD谱发现,沉积温度在450~700℃均能得到高度(00 l)取向的LSCO薄膜,LSCO(002)峰的半高峰宽FWHM=0.1°~0.2°;在LSCO薄膜上制备的BST介质膜具有良好的c轴取向和较高的表面平整度,其εr约为470,tgδ为0.036~0.060。     

（Ba0.5Sr0.5）TiO3铁电薄膜的制备工艺及电学性质研究

采用溶胶 凝胶方法制备出纯立方钙钛矿相、介电性能和漏电流特性良好的 (Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 铁电薄膜 .研究发现 ,随着烧结温度的升高 ,(Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 薄膜纯度和结晶度增高 ,介电常数提高 ,漏电流密度降低 .在 75 0℃进行保温 1h热处理的薄膜性能较好且稳定 :在室温下测得薄膜介电常数为 2 5 0 ,介电损耗为 0 .0 30 ,漏电流密度为 6 .9× 10 -8A/cm2 .较高的介电常数、较低的漏电流密度可能源于良好的纯度和结晶度 .进一步研究表明 ,薄膜导电遵从空间电荷限制电流机制 .     

溶胶—凝胶法制备BST铁电薄膜及性能研究

研究了一种以水为溶剂的(Ba     

Low-Temperature Sintering of Ba0.5Sr0.5TiO3-SrMoO4 Dielectric Tunable Composite Ceramics for LTCC Applications

A sintering-aid system using melting of B-Li glass for barium strontium titanate (BST)-based compositions to be used in low-temperature cofired ceramic (LTCC) layers is introduced. The effects of the sintering aid on the microstructure, dielectric properties, and application in LTCC were investigated. The composition Ba_0.5Sr_0.5TiO₃-SrMoO₄ with 3 wt.% B-Li glass sintered at 950°C exhibits optimized dielectric properties, including low dielectric constant (368), low dielectric loss (0.007), and moderate tunability (13%, 60 kV/cm) at 10 kHz. At 1.44 GHz, it possesses a dielectric constant of 218 and Q value of 230. LTCC multilayer ceramic capacitors fabricated by the tape-casting process have steady relative tunability of 12% at 300 V, suggesting that BST50-SrMoO₄-B-Li glass composite ceramic is a promising candidate for electrically tunable LTCC microwave device applications.     

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

溶胶–凝胶法制备NBT-KBT系陶瓷及其电性能

采用sol-gel法制备(1–x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3(x=0.12~0.50)系无铅压电陶瓷。XRD分析表明,当x=0.18~0.30时陶瓷具有三方–四方相共存的晶体结构,为该陶瓷的准同型相界(MPB)。在MPB附近存在最佳的电性能:d33为150pC/N,kp为36.7%,ε3T3/ε0为1107,tanδ为1.1×10–2,Qm为168.8,Np为2949.7Hz·m。与常规固相法相比,sol-gel法有利于提高该陶瓷的电性能。分析了该陶瓷材料在1,10和100kHz下的介电温谱,发现该陶瓷是一类弛豫型铁电体材料。