衬底对PZT铁电薄膜显微结构的影响

利用ＸＲＤ和ＳＥＭ观察了在不同衬底材料上用Ｓｏ１－Ｇｅｌ法制备的ＰＺＴ铁电陶瓷薄膜的显微结构。发现ＰＺＴ薄膜的结晶性能受衬底材料的影响极大。ＰＺＴ薄膜在金属铂片上能够很好地结晶，而在单晶硅片上则很难结晶，其在镀铂硅片上的结晶难易程度介于金属铂片与单晶硅片之间。在衬底上制备ＰＴ过渡层可以促进ＰＺＴ薄膜的结晶。     

用Sol—Gel法制备PZT铁电陶瓷及薄膜

用Sol-Gel法制备了Pb(Zr0.5Ti0.5)O3(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。采用PbTiO3过渡层促进PZT薄膜在镀铂硅片上晶化。PbTiO3过渡层与PZT薄膜的串联电路，其表观电学性能与相应的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。     

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。     

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。     

电极对PZT铁电薄膜的微观结构和电性能的影响

采用溶胶—凝胶(sol—gel)工艺分别在Pt／Ti／SiO2／Si和LNO／Si电极上制备Pb(Zr0．53，Ti0．47)O3(PZT)铁电薄膜。研究了不同电极材料对PZT铁电薄膜的微结构及电性能的影响。(100)择优取向的PZT／LNO薄膜的介电性能和铁电性能较(111)／(100)取向的PZT／Pt薄膜略有下降，但在抗疲劳特性和漏电流特性方面都有了很大提高。PZT／LNO薄膜10m次极化反转后剩余极化几乎保持未变，直至10^12次反转后，剩余极化仅下降了17％。     

Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜新进展

从底电极的选择、过渡层的引入、外延膜的生长、取代阳离子的改性四个方面介绍了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜的研究进展,简述了PZT的Sol-Gel机理研究现状和引起PZT铁电薄膜极化疲劳的原因,分析了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜研究中存在的问题,并提出展望。     

钙钛矿型铁电薄膜疲劳性能研究进展

钙钛矿型铁电薄膜由于在非易失存储器方面的应用而受到广泛研究,但疲劳问题是影响其应用的主要障碍。简要综述了近年来国外在钙钛矿型铁电薄膜疲劳机制和消除疲劳措施等方面的研究进展。     

溅射PZT薄膜的晶体结构和快速热处理

采用常温射频（ＲＦ）溅射法和快速热处理相结合的技术，在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上，制备出具有铁电性的ＰＺＴ薄膜。研究了快速热处理工艺条件对ＰＺＴ薄膜性能的影响。通过Ｚ射线衍射法、ＳＥＭ和ＡＥＳ等方法，分析了ＰＺＴ薄膜的晶体结构、微结构、薄膜和电极间的界面效应。     

择优取向铁电薄膜制备影响因素的分析

制备性能优良、高度择优取向或外延生长、成分均匀、结构可控的晶态铁电薄膜材料，是发展铁电薄膜应用的基础。随着铁电薄膜在微电子学，光电子学和集成光学等领域的应用不断扩大，如何制备高性能的铁电薄膜材料一直称为人们关注的热点。对择优取向铁电薄膜材料制备技术中的主要影响因素进行了分析，希望能为从事此方面工作的研究者提供一定的借鉴。     

用改进的Sol-Gel方法制备PZT铁电薄膜的化学反应历程

通过傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、1H和13C核磁共振波谱(NMR)对制备PZT铁电薄膜的Sol-Gel化学反应过程进行了分析.结果表明,采用硝酸氧锆(ZrO(NO3)2·2H2O)为锆源并使用单一溶剂制备PZT铁电薄膜,溶胶-凝胶化过程中化学反应相对简单,多组分系统稳定性较高,工艺条件易于控制,所制备的Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜致密性好,晶粒尺寸小且分布均匀.     

以Al2O3为过渡层脉冲激光法制备PZT铁电薄膜

为实现PZT铁电薄膜与半导体衬底的直接集成引入Al2O3为过渡层，首先用真空电子束蒸发法在Si(100)，多昌金刚石（111）衬底上生长约20nm厚的Al2O3过渡层，接着在上述衬底上采用脉冲激光淀积（PLD）法淀积PZT薄膜，衬底温度为350-550℃。X光电子能谱（XPS）测试表明，在高真空下，电子束蒸发Al2O3固态源能获得化学配比接近蒸发源的Al2O3薄膜。X射线衍射（XRD）测试说明，不论衬底是硅还是多晶金刚石，当衬底温度为550℃时，PZT在Al2O3过渡层上呈现（222）取向的焦绿石相结构，当衬底是金刚石时，通过如下工艺：（1）较低温度（350℃）淀积；（2）空气氛围650℃快速退火5min，可以在Al2O3过渡层上获得高度（101）取向的钙钛矿结构的铁电相PZT薄膜，最后AFM测试显示，在硅衬底上，PZT薄膜的表面均方根粗糙度为9.78nm；而在多晶金刚石衬底上，PZT薄膜的表面均方根粗糙度为17.2nm。     

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。     

富Pb的PZT铁电薄膜电性能异常

采用金属有机物热分解法制备了不同Ｐｂ过量的锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜。观测到Ｐｂ过量ＰＺＴ薄膜电滞回线束腰与Ｃ－Ｖ曲线四峰的异常现象,其异常程度随时间回剧。这是薄膜样品有界晶和界面上的ＰｂＯ２相所诱导的陷阱电荷对电畴产生钉扎的结果。陷阱电荷对电畴的钉轧程度与陷阱电荷的密度以及陷阱电荷与电畴的作用状况有关,通过改变晶界处的陷阱电荷的密度与分布可改变薄膜电性能的异常程度。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT5O/5O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=31.83uC/cm^2。     

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     

应用于MEMS的PZT铁电薄膜

薄膜制备工艺的发展使铁电薄膜很好的应用于MEMS, 使两者集成成为可能. 本文将详细论述铁电薄膜的优良性能, 及其与MEMS集成的关键工艺--图形化. 最后, 举例论述了PZT铁电薄膜在MEMS中的应用.     

溅射PZT薄膜的晶体结构和快速热处理

采用常温射频（RF）溅射法和快速热处理相结合的技术，在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上，制备出具有铁电性的PZT薄膜。研究了快速热处理工艺条件对PZT薄膜性能的影响。通过X射线衍射法、SEM和AES等方法，分析了PZT薄膜的晶体结构、微结构、薄膜和电极间的界面效应。     

PZT薄膜厚度对BMT/PZT复合薄膜结构及介电性能的影响

采用液相旋涂法制备了Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)复合薄膜,研究了PZT薄膜厚度对BMT/PZT复合薄膜结构及介电性能的影响。随着PZT薄膜厚度的增加,BMT/PZT复合薄膜的介电常数呈线性增加。当PZT薄膜的厚度较小时,会明显地增加BMT/PZT复合薄膜的介电损耗;当继续增加PZT薄膜的厚度,介电损耗反而下降直到与BMT薄膜的介电损耗值接近。这是由于PZT的介电常数与介电损耗均明显高于BMT薄膜所致,而异质界面的存在抑制了PZT薄膜中畴壁的运动,使其对复合薄膜介电损耗的影响减弱。研究结果表明,PZT薄膜的引入可以提升BMT薄膜的介电常数而对介电损耗的影响不大。     

低温制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜及其性能研究

采用脉冲激光沉积技术（PLD）在（100）p-Si衬底上,低温淀积、快速退火成功地制备了具有完全钙钛矿结构的多晶PZT铁电薄膜,所制备的PZT铁电薄膜致密、均匀,表现出良好的介电和铁电性能,其介电常数和介电损耗100kHz下分别为320和0.08,剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为14μC/cm^2和58kV/cm,＋5V电压下漏电流密度低于10^-7A/cm^2。10^7次极化反转后剩余极化仅下降10％,具有较好的疲劳特性。