介質(zhì)薄膜ppt課件-wenkub
2023-05-20 22:55:44 本頁面
【正文】 較深入 研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對某些介質(zhì) 材料中的新效應(yīng)，如壓電效應(yīng)、電致伸縮效 應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、光電效應(yīng)等的研究和應(yīng)用更 為關(guān)注。電極化隨材 料的組分和結(jié)構(gòu)、電場的頻率和強度以及溫 度、壓強等外界條件的改變而發(fā)生變化，所以 介電功能材料表現(xiàn)出多種多樣的、有實用意 義的性質(zhì)，成為電子和光電子技術(shù)中的重要 材料。 3. 主要介紹 電介質(zhì)薄膜、鐵電薄膜以及壓電薄膜的 制備、性質(zhì)和應(yīng)用 。 一、氧化物電介質(zhì)薄膜的制備及應(yīng)用 制備 氧化物介質(zhì)薄膜在集成電路和其他薄膜器件中 有著廣泛應(yīng)用。 最成熟的制備方法是 CVD方法，例如用硅烷和氨熱 分解形成 Si3N4薄膜。這些薄膜用作薄膜電容器介質(zhì)對其電 性能和穩(wěn)定性均有較嚴格的要求。 （ 2）用作隔離和掩膜層 在半導(dǎo)體集成電路中，利用雜質(zhì)在氧化物（主 要是 SiO2）中的擴散系數(shù)遠小于在 Si中的擴散系 數(shù)這一特性 ， SiO2等氧化物常用作對 B、 P、 As、 Sb等雜質(zhì)進行選擇性擴散的掩膜層。 （ 4）多層布線絕緣膜 實現(xiàn)多層布線技術(shù)的關(guān)鍵是要求每兩層導(dǎo)線之 間有一層性能優(yōu)良的絕緣層，而兩層導(dǎo)線之間通過 在絕緣層上開的互聯(lián)孔連接。隨著 器件復(fù)雜性的增加，對介電常數(shù)的要求也愈苛刻。 圖 1 電滯回線圖 具有鐵電性且厚度尺寸為數(shù)十納米到數(shù)微米的 膜材料叫 鐵電薄膜 ，它具有良好的 鐵電性、壓電 性、熱釋電性、電光及非線性光學(xué) 等特性，可廣泛 用于 微電子學(xué)、光電子學(xué)、集成光學(xué)和微電子機械 系統(tǒng) 等領(lǐng)域，成為國際上新型功能材料研究的一個 熱點。 （ 1） SolGel凝膠法 將金屬的醇鹽或其他有機鹽溶解于同一種溶劑 中，經(jīng)過水解、聚合反應(yīng)形成溶膠。 利用該方法已制備出 PT、 PZT、 PLZT、 BT、 ST、 BST等多種鐵電薄膜。 利用此方法已制備出 PT、 PZT、 PLZT、 BT及 LN等鐵電薄膜。 已制備 PT、 PZT、 BTO及 KTN等鐵電薄膜。 鐵電薄膜的物理性能及其表征 （ 1）物化結(jié)構(gòu)性能表征 主要包括三個方面： 1） 薄膜的組分 ，組分沿薄膜表面和縱向的分布以及 薄膜中各組元的化學(xué)價態(tài)； 2） 薄膜的結(jié)晶學(xué)性能 ，包括晶體結(jié)構(gòu)與取向，晶 格常數(shù)及其隨溫度的變化； 3） 薄膜的形貌與顯微結(jié)構(gòu) ，包括晶界、疇界和電疇 取向等。 b. 結(jié)晶學(xué)性能分析 包括 相分析 ：如是單相還是復(fù)相，是鈣鈦礦相還是 焦綠石相，是非晶、多晶還是單晶，晶格常數(shù)及其 隨溫度的變化等； 取向分析 ：即分析多晶鐵電薄膜是隨機取向，還是 沿某些特定晶軸方向有選擇地取向。也可利用其他顯微技術(shù)（如采用原子 力顯微鏡 AFM） 來分析鐵電薄膜的形貌。 4）鐵電性能：利用鐵電電滯回線商品型測試儀測量。 b. 電光系數(shù)的測定 鐵電薄膜都具有電光效應(yīng)。根據(jù)淀積鐵電薄膜的襯底 是否透明，可以分別選用透射式 （適用于透明襯底） 或反射式 （適用于非透明襯底） 的方法。 鐵電薄膜應(yīng)用分類 按物理效應(yīng)進行分類，見表 4。熱釋電薄膜相對 于熱釋電體材料，又具有小型輕量、分辨率高、反 應(yīng)快及能與微電子技術(shù)相集成的優(yōu)點，因此鐵電薄 膜成為制作高性能薄膜型熱釋電紅外探測器的首選 材料。 單晶的優(yōu)點 ： 表面光滑，無孔洞，一致性和重復(fù)性好， 隨著時間的性能穩(wěn)定，聲波傳輸損耗小。 壓電薄膜兼有單晶和陶瓷的優(yōu)點 ，即表面光滑 致密，易于制造，價格低廉，并且便于調(diào)變性能， 可靠穩(wěn)定。 一、壓電薄膜的壓電性能 表征壓電材料的特性參數(shù)有 介電常數(shù)、損耗角正切、壓 電常數(shù)、機電耦合系數(shù)、機械品質(zhì)因數(shù)、頻率系數(shù) 等。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1