不同晶化处理方式对PZT薄膜性能的影响

采用改进的溶胶一凝胶（sol—gel）法在Pt／Ti／SiO2／Si基片上制备PZT薄膜,研究不同的晶化处理方式对PZT薄膜的微观结构、表面形貌及电学性能的影响。实验结果表明：快速晶化处理方式更有利于薄膜沿（110）方向的择优生长;并且相对于常规晶化处理方式,快速晶化处理方式制备的PZT薄膜晶粒均匀,排布有序,可有效的提高薄膜的表面质量。电学性能测试结果表明,这种表面形貌可以有效地降低漏电流。     

原子层淀积 Al2O3薄膜的热稳定性研究

以Al（CH3）3和H2O为反应源，在270℃下用原子层淀积（ALD）技术在Si衬底上生长了Al2O3薄膜．采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）等分析手段对Al2O3薄膜的热稳定性进行了研究．结果表明刚淀积的薄膜中含有少量A-OH基团，高温退火后，Al-OH基团几乎消失，这归因于Al-OH基团之间发生反应而脱水．退火后的薄膜中O和Al元素的相对比例（1．52）比退火前的（1．57）更接近化学计量比的Al2O3．FTIR分析表明，在刚淀积的Al2O3中有少量的-CH3存在，CH3含量会随热处理温度的升高而减少．此外，在高温快速热退火后，Al2O3薄膜的表面平均粗糙度（RMS）明显改善，900℃热退火后其RMS达到1．15nm．     

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。     

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。     

掺锡氧化铟基底上锆钛酸铅铁电薄膜的制备与表征

用溶胶-凝胶工艺在掺锡氧化铟导电氧化物基底上制备了锆钛酸铅（PZT）铁电薄膜．采用快速热处理工艺改进铁电薄膜的晶格取向,用X射线衍射仪分析了薄膜的结晶取向,分别基于Al／PZT／ITO,1TO／PZT／1TO电容结构利用Sawyer-Tower电路原理测试了薄膜的铁电性能．结果表明,在磁控溅射法生长的1TO表面能够制备出具有钙钛矿结构的（110）取向的PZT铁电薄膜,所得薄膜的相对介电常数达到1000,剩余极化强度Pr达到和Pt基底上接近的15．2uc／cm^2,矫顽场强Ec达到70．8kV/cm．并且利用TF Analyzer 2000铁电分析仪测试了PZT铁电薄膜的疲劳特性,发现ITO底电极上PZT薄膜经过108次反转后,剩余极化强度仅下降15％．研究表明：磁控溅射法制备的掺锡氧化铟透明导电薄膜ITO可以作为铁电薄膜的上下电极．     

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.     

高度（100）取向PLT/PZT多层铁电薄膜的制备与性能研究

利用射频磁控溅射技术，以PbOx为过渡层，在Pt（111）/Ti/SiO2/Si（100）衬底上，采用原位溅射技术制备了高度（100）取向的[（Pb0.90La0.10）Ti0.975O3/Pb（Zr0.20Ti0.80）O3]n（n=1，2）{筒记为[PLT/PZT]。）多层铁电薄膜，研究了层数对多层铁电薄膜介电性能和铁电性能的影响。研究得出，（100）取向的PbOx，过渡层导致了[PLT/PZT]。多层铁电薄膜的（100）择优取向；高度（100）择优取向的[PLT/PZT]2薄膜具有更大的剩余极（2Pr=31.45μC/cm）和更好的“蝴蝶”状C-V曲线。这些研究结果表明，所制备的（100）取向的[PLT/PZT]2多层铁电薄膜具有优良的铁电性能。     

基于锆钛酸铅薄膜的变形镜微致动器

以锆钛酸铅（PZT）薄膜作为驱动材料,制备了变形镜的微致动器阵列．使用有限元软件对致动器进行了模拟仿真,得到了驱动器上电极尺寸、Si弹性层厚度等参数对致动器性能的影响,获得了最优化的致动器结构．以钙钛矿相的镍酸镧（LNO）作为PZT薄膜在Pt衬底上生长的缓冲层,增强了PZT薄膜的（100）取向,减小了PZT薄膜的内部应力,提高了致动器的驱动性能．最终制备出的1μm厚PZT薄膜驱动的变形镜微致动器,在10V直流电压的激励下,具有2．0μm的变形量．以PZT薄膜作为驱动材料制备的变形镜微致动器阵列,对变形镜致动器的微型化和系统集成度的提高具有重要意义．     

不同组分PZT压电薄膜的性能

采用sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了不同条件的锆钛酸铅（PZT）薄膜.分析了不同的前烘温度、不同锆钛比例对PZT薄膜的微观结构和电特性所产生的影响.SEM分析结果显示,铁电薄膜的晶化较完善,薄膜表面均匀致密.用X射线衍射分析了不同条件制备的PZT薄膜,表明薄膜的微观结构和取向不仅对热处理的条件非常敏感,而且也深受薄膜组分的影响.铁电测试表明对PZT（锆/钛=30/70）,300℃热处理的薄膜具有最大的自发极化值.而对于不同锆钛比的薄膜,在准同型相界附近的53/47配比的PZT薄膜表现出最好的铁电性、介电性和最高的体电阻率.     

稀土Ce2O3掺杂TiO2薄膜的结构和光学特性

采用真空热蒸发法在玻璃、单晶硅衬底上制备Ce2O3掺杂TiO2薄膜，研究热处理和Ce2O3掺杂对薄膜性能的影响。结果显示，热处理可明显改善薄膜的结构和光学性能，Ce2O3掺杂可降低薄膜晶型转化温度。TiO2薄膜（玻璃衬底）经600℃热处理由锐钛矿转为金红石结构；当掺Ce2O3含量为5at％时热处理温度为500℃薄膜就已开始发生晶型转变。薄膜表面颗粒较均匀，存在程度不同的孔洞和颗粒聚集现象；掺Ce2O3后薄膜表面致密度明显增强。薄膜（玻璃衬底）的光学带隙从3．74eV降至3．60eV。     

激光脉冲沉积制备钛酸锶钡薄膜及其介电调协特性

在Pt（111）／Ti／SiO2／Si（100）衬底上,用脉冲激光沉积工艺制备出了高度a轴取向生长的（Ba0.65Sr0．35）TiO3（BsT）薄膜。薄膜为柱状生长的纳米晶粒,平均晶粒尺寸为50nm。在外加电场254kV／cm时,BST薄膜的相对介电常数与介电调谐率为810和76．3％。高的介电调谐率主要是BST薄膜具有高度a轴取向的柱状生长晶粒,因为来自沿平面c轴极化而产生的内部应力,在电场作用下,获得了高介电调谐率。     

Fabrication of 3-dimensional PbZr(1-x)Ti(x)O3 nanoscale thin film capacitors for high density ferroelectric random access memory devices

PbZr(x)Ti(1-x)O3 (PZT) thin films were deposited on 3-dimensional (3D) nano-scale trench structures for use in giga-bit density ferroelectric random access memories. PZT thin films were deposited by liquid delivery metalorganic chemical vapor deposition using Pb(thd)2, Zr(MMP)4, and Ti(MMP)4 precursors dissolved in ethyl cyclohexane. Iridium thin films were deposited by atomic layer deposition, and they exhibited excellent properties for capacitor electrodes even at a thickness of 20 nm. The trench capacitor was composed of three layers, viz. Ir/PZT/lr (20/60/20 nm), and had a diameter of 250 nm and a height of 400 nm. Almost 100% step coverage was obtained at a deposition temperature of 530 degrees C. The PZT thin film capacitors with a thickness of 60 nm on a planar structure exhibited a remnant polarization (Pr) of 28 microC/cm2, but the Pr value of the 3D PZT capacitors decreased slightly with decreasing 3D trench pattern size. The transmission electron microscope analysis indicated that the PZT thin films had compositional uniformity in the 3D trench region. Both columnar and granular grains were formed on the sidewalls of the trench capacitors, and their relative proportion exhibited strong size dependence. The trench capacitors with more columnar PZT grains showed good switching behavior under an external bias of 2.1 V and had a remnant polarization of 19-24 microC/cm2.     

甩胶喷雾热分解法制备ITO薄膜及光电性能研究

按In:Sn(物质的量比)=9:1,InCl3·4H2O和SnCl4·5H2O为前驱物,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜装置在普通玻璃衬底上沉积了ITO薄膜,结果表明,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜新装置成功制备出ITO薄膜。该装置结构简单、操作方便。制备ITO薄膜优化条件为:甩胶转速800r/min、衬底温度250℃、退火温度450℃、载气为空气、流量为7L/min、液体雾化速度0.2ml/min、雾粒速度3.5m/s。薄膜的沉积时间为5min,薄膜厚度约1000nm,最低电阻率为0.75*10-4Ω·cm,薄膜在可见光范围(波长在400-700nm)内平均透光率为87.2%。衬底温度在200℃以上时呈现立方相结构。     

离子束辅助沉积碲化铅薄膜的AFM研究

利用原子力显微镜（AFM）研究了离子束辅助沉积碲化铅（Pblle）薄膜的微观结构和表面形貌。结果表明,传统热蒸发方法制备的碲化铅薄膜呈现出明显的柱状结构,离子束轰击可以显著改变薄膜的微观结构,导致柱状结构的逐渐消失和晶粒的长大。     

Effect of microwave annealing temperatures on lead zirconate titanate thin films

Lead zirconate titanate (Pb(1.1)(Zr(0.52)Ti(0.48))O(3)) thin films of thickness 260?nm on Pt/Ti/SiO(2)/Si substrates were densified by 2.45?GHz microwave annealing. The PZT thin films were annealed at various annealing temperatures from 400 to 700?°C for 30?min. X-ray diffraction showed that the pyrochlore phase was transformed to the perovskite phase at 450?°C and the film was fully crystallized. The secondary (again pyrochlore) phase was observed in the PZT thin films, which were annealed above 550?°C. The surface morphologies were changed above 550?°C of the PZT thin films due to the secondary phase. Higher dielectric constant (ε(r)) and lower dielectric loss coercive field (E(c)) were achieved for the 450?°C film than for the other annealed films.     

SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜及其特性

采用低压化学气相沉积(LPCVD)系统以高纯SiH4为气源,在p型10.16 cm<100>晶向单晶硅衬底SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜,薄膜沉积温度为620℃,沉积薄膜厚度分别为30 nm、63 nm和98 nm.对不同薄膜厚度的纳米多晶硅薄膜分别在700℃、800℃和900℃下进行高温真空退火.通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜进行特性测试和表征,随着薄膜厚度的增加,沉积态薄膜结晶显著增强,择优取向为<111>晶向.通过HP4145B型半导体参数分析仪对沉积态掺硼纳米多晶硅薄膜电阻I-V特性测试发现,随着薄膜厚度的增加,薄膜电阻率减小,载流子迁移率增大.     

Electrical and reliability properties of PZT thin films for ULSI DRAM applications

The electrical and reliability characteristics of ferroelectric capacitors fabricated using sol-gel derived 50/50 lead-zirconate-titanate (PZT) thin films have been examined for ULSI DRAM (dynamic random access memory) applications. Various electrode materials, film thicknesses (200 nm to 600 nm) and capacitor areas were used. A large stored-energy density (Q(c)) of 15 muC/cm(2) (at 125 kV/cm) was measured using different methods. The results indicate that PZT thin films exhibit material properties which might satisfy the requirements of ULSI DRAMs.     

PZT纳米晶薄膜的Sol—Gel法制备及铁电性质

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法，以Ｚｒ的硝酸盐替代醇盐，引入ＰｂＴｉＯ３过渡层的方法成功的制备了纳米晶铁电薄膜。并进行了差热、热重、结构、组分、铁电性能的测定、分析。     

溅射功率对ZnO：Si透明导电薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在室温玻璃基片上制备出了掺硅氧化锌（ZnO：Si）透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO：Si薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响,实验结果表明,溅射功率对ZnO：Si薄膜的生长速率、结晶质量及电学性能有很大影响,而对其光学性能影响不大。实验制备的ZnO：LSi薄膜为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有垂直于基片方向的c轴择优取向。当溅射功率从45W增加到105W时,薄膜的晶化程度提高、晶粒尺寸增大,薄膜的电阻率减小;当溅射功率为105W时,薄膜的电阻率达到最小值3．83~104n·cm,其可见光透过率为94．41％。实验制备的ZnO：Si薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。