介質薄膜ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 22:55 本頁面
【文章內容簡介】 退火處理，形成鐵電薄 膜。 優(yōu)點： 能夠精確控制膜的化學計量比和摻雜，易于制 備大面積的薄膜，適用于大批量生產，設備簡單， 成本低，可與微電子工藝技術相兼容。 不足： 膜的致密性較差，干燥處理過程中薄膜易出現(xiàn) 龜裂現(xiàn)象，薄膜結構和生長速率對基片和電極材料 很敏感。 利用該方法已制備出 PT、 PZT、 PLZT、 BT、 ST、 BST等多種鐵電薄膜。 （ 2） MOCVD法 將反應氣體和氣化的金屬有機物前體溶液通過反 應室，經過熱分解沉積在加熱的襯底上形成薄膜。 優(yōu)點： 薄膜生長速率快，可制備大面積薄膜，能精確 控制薄膜的化學組分和厚度。 不足： 受制于金屬有機源的合成技術，難以找到合適 的金屬有機源，僅能用于少數幾種膜的制備。 利用此方法已制備出 PT、 PZT、 PLZT、 BT及 LN等鐵電薄膜。 （ 3） PLD法 利用高功率的準分子脈沖激光照射到一定組分 比的靶材上，使靶表面的數十納米厚的物質轉變?yōu)? 羽輝狀等離子體，沉積到襯底上形成靶膜。 優(yōu)點： 能源無污染；薄膜成分與靶材完全一致，因而 可嚴格控制；襯底溫度較低，可獲得外延單晶膜； 成膜速率快。 不足： 難以制備大面積均勻性好的薄膜。 已制備 PT、 PZT、 BTO及 KTN等鐵電薄膜。 （ 4）濺射法 包括 直流濺射、射頻磁控濺射和粒子束濺射 。 優(yōu)點： 工藝比較成熟，沉積溫度較低，可獲得外延膜。 不足： 沉積膜速率較慢，組分和結構的均勻性比較難 于控制。 鐵電薄膜的物理性能及其表征 （ 1）物化結構性能表征 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價態(tài)； 2） 薄膜的結晶學性能 ，包括晶體結構與取向，晶 格常數及其隨溫度的變化； 3） 薄膜的形貌與顯微結構 ，包括晶界、疇界和電疇 取向等。 a. 組分及價態(tài)分析 分析薄膜的組分及組分的分布，大多采用能譜技術。 通常采用的能譜技術是基于電子的能譜，如電 子探針微區(qū)分析（ EPMA）、 X射線光電子能譜 （ XPS）、俄歇電子能譜（ AES）以及基于質子的 能譜，如二次離子質譜（ SIMS）、盧瑟福背散射譜 （ RBS）等。 通過這些能譜技術，不僅可以對薄膜的成分進 行定性或定量的分析，還可對薄膜的成分（包括雜 質）進行微區(qū)分析、表面均勻分析和斷面（縱向） 均勻性分析。 b. 結晶學性能分析 包括 相分析 ：如是單相還是復相，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。 結晶學性能分析采用的主要技術是衍射技術， 包括 X射線衍射（ XRD）和電子衍射，特別是反射 式高能電子衍射（ RHEED）。 c. 形貌與微結構分析 包括：表面與斷面的形貌、晶粒尺寸、晶粒邊界、 多晶薄膜晶粒內或單晶薄膜中的電疇及其取向；薄 膜的缺陷，如點缺陷、位錯、孿晶、嵌鑲、微裂 紋；界面狀況分析，如晶格失配、界面原子的互擴 散等。 研究形貌與微結構的基本技術是電子顯微鏡技 術，如采用掃描電子顯微鏡（ SEM）、透射電子顯 微鏡 （ TEM） 或高分辨率透射電子顯微鏡 （ HRTEM） 等進行觀察。也可利用其他顯微技術（如采用原子 力顯微鏡 AFM） 來分析鐵電薄膜的形貌。 （ 2）電學性能及其表征 電學性能主要指其 介電性 、 壓電性 、 熱釋電性 和 鐵電性 ，主要的電學參數有電阻率（或電導率）、 介電常數、介電損耗、介電常數隨溫度的變化（介 電溫譜）、介電常數隨頻
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1