溶胶-凝胶法制备钡钕钛薄膜及其介电性能研究

采用溶胶-凝胶法在Si(111)和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备Ba4Nd9.33Ti18O54(BNT)介质薄膜,采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同退火温度对薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明当薄膜在950℃下退火2h后具有较好结晶质量的钨青铜结构,所得到的薄膜表面较为疏松;通过掺入质量分数为2%B2O3-2SiO2,可进一步将BNT薄膜的晶化温度降至900℃,且结构致密。介电性能测试表明,1 MHz频率下BNST薄膜的介电常数为45,介电损耗为1.1%,30V偏压下漏电流密度为4.13×10-6 A/cm2。     

钽酸锂薄膜溶胶凝胶制备工艺研究

用溶胶–凝胶法在不同衬底上制备了新的钽酸锂薄膜;研究了环氧树脂掺杂、甩胶转速、衬底效应、热处理温度和气氛等薄膜制备工艺条件对薄膜晶向、表面形貌和介电特性的影响。结果表明:当溶胶浓度为0.1mol/L,转速为3000r/min,能制备出均匀、平整、无裂纹的薄膜;控制掺杂环氧树脂在5%左右(质量分数),能提高薄膜与衬底的黏附性;薄膜在氧气气氛下结晶退火,比在氮气气氛下具有更小的介质损耗;n型Si、p型Si和SiO2衬底上钽酸锂薄膜在[012]晶向上具有择优取向性,而Pt衬底上薄膜在[110]、[116]晶向上具有择优取向性。     

浓度对Sol-Gel法制备BST薄膜结晶及介电性能的影响

以醋酸锶、醋酸钡和钛酸四丁酯为前驱体原料,配制了不同浓度(0.05mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L)的Ba0.65Sr0.35TiO3溶胶,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)和旋涂工艺,成功制备了BST薄膜.采用XRD、SEM和阻抗分析仪研究分析了前驱液浓度对BST薄膜的结晶、微观形貌和性能的影响.结果表明,在相同热处理温度下,随着前驱液浓度增加,薄膜的结晶程度、晶粒生长情况和介电常数依次提高,介电损耗降低.浓度为0.5mol/l的溶胶形成的薄膜的结晶程度较好;晶粒发育完善,晶粒与晶粒之间比较紧密,表面光滑致密无裂纹,颗粒尺寸约为60nm～80nm;且其介电性能最佳.     

不同厚度PZT薄膜的制备及电性能特性研究

采用sol-gel（溶胶-凝胶）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了厚度为400nm,600nm,800nm的PZT（锆钛酸铅,Zr/Ti=52/48）薄膜,研究了厚度对薄膜介电性能与铁电性能的影响。通过对薄膜的铁电性能与介电性能进行测试,分析了不同厚度薄膜的剩余极化强度、介电常数与介电损耗;通过对介电调谐率与最大正切损耗的计算,进一步分析了薄膜的介电调谐性能。实验结果表明,薄膜的介电常数与介电损耗随薄膜厚度的增大而增加;厚度为600nm的薄膜具有最好的介电调谐性能与铁电性能。     

退火温度对 BNST薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射法在Pt/Ti/LaAlO3(100)衬底上制备了BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2系(BNST)薄膜.研究了退火温度对BNST薄膜结构、表面形貌和介电性能的影响.X线衍射仪(XRD)分析表明,随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大.经850℃退火处理的BNST薄膜具有很好的结晶质量.原子力显微镜(AFM)分析表明,在一定范围内提高退火温度所制备的薄膜晶粒致密、大小均匀.LCR测试分析表明,在测试频率为100 kHz时,随着退火温度的升高,BNST薄膜介电常数有所增加,介电损耗则先降低,后增加.实验表明,经850℃退火处理,所制备的BNST薄膜的介电常数达37,介电损耗小于1.2‰.     

sol-gel法制备BST薄膜及介电调谐性能

采用sol-gel法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜。探讨了溶胶中醋酸和乙二醇用量对BST晶化温度和物相的影响,配制出了晶化温度低且无杂相的BST溶胶,对比了退火升温速率对BST薄膜形貌的影响。发现在低速率升温条件下生长的薄膜致密、均匀一致,无气孔、裂纹。测试了薄膜的介电调谐性能,在室温1 MHz下,BST薄膜的εr、tanδ和T分别为592,0.025和42%。     

溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡薄膜

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备钛酸锶钡(BST)薄膜,采用快速热处理(RTA)对薄膜进行烧结。利用DSC、XRD、SEM等技术分析了钛酸锶钡凝胶的热解过程,以及不同溶胶浓度下薄膜的晶粒、晶相、介温特性。实验表明:低浓度的溶胶(0.05mol/L)所制备的薄膜具有较大的介电反常,其晶相具有(111)取向性;而用0.3mol/L的溶胶制备的BST薄膜,晶粒没有(111)取向;用0.05mol/L溶胶制备,使BST薄膜的介温特性得到很大的改善,介温变化率dε(ε·dT)在11°C左右可达6%。     

退火处理对离子束溅射WO3-x薄膜结构和特性的影响

利用离子束溅射结合后退火处理的方法制备了WO_3-x(0≤x≤1)薄膜,系统研究了不同退火气氛、退火温度和退火时间等条件对WO_3-x薄膜的晶体结构以及电学、光学和电致变色特性的影响。研究发现,当退火温度超过WO3结晶温度后,特别是在湿氧气氛下,退火温度越高、退火时间越长,WO_3-x薄膜的结晶度越好,除WO3主晶相显著增强以外,还会陆续出现O29W10、O49W18和WO₂等缺氧相;在干氧条件下,更高的退火温度和更长的退火时间都有助于降低WO_3-x薄膜的电阻值,也都有助于WO_3-x薄膜可见光透过率的提升;WO_3-x薄膜电致变色器件在632.8 nm波长处的光学调制值达到了70%左右,表现出良好的电致变色特性。     

改善(Pb,Ca)TiO_3薄膜的铁电性能研究

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在LaNiO3/Si(111)基片制备出高度(100)取向生长的钙钛矿相(Pb0.76Ca0.24)TiO3(PCT)薄膜。用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌;测试了薄膜的铁电和介电特性。PCT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为9.3μC/cm2和64kV/cm,在100kHz薄膜的介电系数和损耗分别为231和0.045。比较了在不同电极制备PCT薄膜的结果,用LaNiO3作底电极,改善了铁电性,降低了矫顽场。     

多层PT/PZT薄膜的结构特性研究

通过溶胶-凝胶（Sol-Gel）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备了多层PT/PZT（PbTiO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3）薄膜,研究了不同退火时间对其纳米结构、结晶性能及相变特性的影响。利用FESEM测试了不同退火时间对薄膜纳米结构的影响,选用XRD与Raman分析了薄膜的结晶取向及相变特点。实验结果表明,随着退火时间的增加,薄膜的三方相向四方相转变,并具有（110）择优取向。退火时间为20 min是PZT薄膜的最佳退火时间,此时薄膜的结晶效果良好、晶粒大小均匀、具有纯钙钛矿结构,此种结构的薄膜有望应用于MEMS器件中。     

在二氧化硅衬底上制备磁光Ce：YIG薄膜用于磁光波导型器件

对Ce1YIG磁光薄膜的制备过程及磁光性能进行了详细的研究．用RF磁控溅射法在二氧化硅的基片．上淀积Ce1YIG薄膜,再对此薄膜进行晶化处理,以得到具有磁光性能的Ce1YIG薄膜．本文讨论了晶化过程中,Ce1YIG薄膜微观结构的变化对其磁光性能的影响．结果表明：采用波长为630nm的可见光测量,薄膜的饱和法拉第旋转系数θF为0．8deg／μm．同时,晶化薄膜易磁化方向为平行于膜面方向,其居里温度点为220℃．所得Ge1YIG薄膜的参数表明：所制备的薄膜适宜于制备波导型磁光隔离器．     

薄膜绝缘层对陶瓷厚膜电致发光显示器件的影响

采用丝网印刷技术，在Al2O3陶瓷板上印刷、高温烧结内电极及绝缘层制备出陶瓷厚膜基板，进而制备了新型厚膜电致发光显示器（TDEL），整个器件结构为陶瓷基板／内电极／厚膜绝缘层／发光层／薄膜绝缘层／ITO透明电极。对用不同薄膜绝缘材料制备的显示器件的特性进行测试、比较、分析，结果表明薄膜绝缘介质层对器件的阈值电压、发光亮度均有一定的影响，以复合绝缘层的性能最优。最后对器件的衰减特性进行了初步分析。     

低翘曲度ITO透明导电膜玻璃的工艺研究

研究了不同厚度ITO膜的大尺寸超薄导电玻璃的翘曲度,ITO膜形成期间基片温度对ITO膜层晶体化程度的影响及不同基片温度下形成的ITO膜层在不同的退火条件下的退火前、后的电阻率和膜压应力.实验发现,ITO膜层的很高的压应力是导致导电膜玻璃翘曲的直接原因;采用室温沉积非晶ITO膜,然后经高温热退火可获得低膜压应力多晶相ITO膜.基于实验结论,提出了一种适合批量生产的低翘曲度ITO膜导电玻璃的制备工艺.     

Gd掺杂BiFeO3薄膜的溶胶-凝胶法制备和电性能研究

利用溶胶-凝胶工艺在ITO/玻璃衬底上制备了Bi1-xGdxFeO3(x=0.00、0.05、0.10和0.15)薄膜.研究了Gd掺杂对薄膜的结构、形貌、漏电流性能和介电性能的影响.结果显示,未掺Gd和Gd掺杂为5％的样品为菱方结构,当Gd掺杂量达到10％和15％时,样品变为四方结构.掺10％Gd的薄膜样品表面光滑、平整,晶粒大小均匀.Gd的掺入大大降低了BiFeO3(BFO)薄膜的漏电流,其中掺Gd量为10％和15％的薄膜的漏电流几乎为零.在整个测试频率范围内,掺10％Gd的样品的介电常数较大且能保持恒定,同时其介电损耗最小.     

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。     

ITO玻璃衬底上PLZT铁电薄膜的制备与电性能

用sol-gel法在掺Sn的In2O3导电透明膜(ITO)衬底上,制备了La掺杂的PbZr0.5Ti0.5O3(PLZT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜的铁电、介电和漏电性质的影响。结果表明,x(La)为5%的PLZT薄膜经650℃退火,有优良的铁电特性,外加15V电压下,剩余极化强度为35.4×10–6C/cm2,矫顽场强为111×103V/cm。100kHz时的εr和tgδ分别为984和0.13。在外加电场小于9V时,薄膜的漏电流密度不超过10–8A/cm2。     

Solid-phase Crystallization of Hydrogenated Amorphous Silicon on Glass Substrates

Amorphous silicon films prepared by PECVD on glass substrate have been crystallized by conventional furnace annealing and rapid thermal annealing（RTA）, respectively. From the Raman spectra, X- ray diffraction and scanning electron microscope, it is found that the grain size is crystallized at 850 ℃ in both techniques. The thin film made by RTA is smooth and of perfect structure, the thin film annealed by FA has a highly structural disorder. An average grain size of about 30 nm is obtained by both techniques.     

高取向PZT厚膜的0-3复合法制备

采用 0 3复合法 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si衬底上成功制备了单层厚度 0 .9μm ,总厚度 10 μm ,并且无裂纹的Pb(Zr0 .53,Ti0 .4 7)O3铁电薄膜。溶液中粉体的存在减小了加热时的体积收缩 ,降低了制备过程中膜内部产生的应力 ,从而使得单层厚度可达 0 .9μm ,防止了薄膜开裂。X射线衍射分析表明薄膜为单一钙钛矿相结构且结晶状态良好 ,采用已烧结的粉末时 ,薄膜呈〈110〉取向 ;扫描电子显微镜分析表明 ,薄膜表面无裂纹 ;介电性能测试结果显示 ,其相对介电常数可高达 115 0。为了研究粉末的状态和薄膜取向之间的关系 ,将未经烧结的未结晶的PZT粉末加入前驱溶液中 ,在相同的制备条件下 ,可得沿〈10 0〉晶向强烈取向的PZT薄膜     

VLSI用低介电常数含氟碳膜研究

用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了不同工艺条件下的含氟碳膜。测量了薄膜的厚度和介电常数,并用傅立叶红外光谱分析了薄膜化学结构,发现薄膜成分和介电性与沉积工艺密切相关,对薄膜的SEM分析表明所得薄膜均匀致密。控制适当的工艺条件,可沉积理想的超大规模集成电路(VLSI)用钝化膜。