多次微量蒸发技术制取锆钛酸铅薄膜

介绍多次微量蒸发技术制取锆钛酸铅（ Ｐ Ｚ Ｔ） 薄膜． Ｘ Ｒ Ｄ 分析表明：经高温退火处理后的薄膜呈与源材料一致的钙钛矿结构，增加退火时间能减少残存 Ｐｂ３ Ｏ４ 的数量；电滞回线检测表明。

PZT多层薄膜物性的研究

对磁控溅射PZT铁电多层薄膜进行了分析，结果表明：通过对多层薄膜合理的设计和厚度控制，可以改善薄膜的性能，为进一步的器件应用提供了可能性。通过研究发现。制备多层膜较理想的溅射条件是衬底温度Ts＝650℃，薄膜子层厚度约为300um，衬底则以MgO（100）单晶、SiO2（100）单晶为佳。结构分析的结果显示出：PZT多层铁电膜中的晶粒排列整齐，颗粒大小均匀，基本上和衬底成定向织构，膜的电畴呈180°。通过比较可以发现，子层厚度及总厚度超薄，膜的介电常数越大，弛豫频率也越高。但薄膜总厚度对多层膜的绝缘性能影响不大，这说明薄膜的绝缘性质主要是由金属－铁电薄膜的界面决定的。在不同的电压下，多层膜的传导性能影响肖特基势垒的穿透和Fowler－Nordheim隧穿。

不同结构多层PZT薄膜的制备及性能特性研究

采用相同的工艺分别制备了锆钛酸铅(PZT,r(Zr)/r(Ti)=52/48)与钛酸铅(PT)两种前驱体,并通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了PZT,PT/PZT-PZT/PT,PT/PZT/-/PZT/PT 3种不同结构的多层PZT薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试了薄膜的结构,选用XRD分析了薄膜的结晶取向,采用阻抗分析仪测试了薄膜的介电常数、介电损耗及电压-电容曲线,使用铁电性能测试系统测试了薄膜的铁电性。实验结果表明,PT/PZT/-/PZT/PT结构的薄膜相对于其他两种结构的薄膜具有较高的红外探测率与剩余极化强度及较小的介电损耗,具有强大的应用潜能。

基于PZT薄膜的高频压电式微机械超声换能器的仿真与制备

压电式微机械超声换能器(PMUT)是当前生物医学超声成像领域的研究热点.锆钛酸铅(PbZrO_(3)-PbTiO_(3),PZT)压电薄膜是近年来微机械超声换能器使用的核心压电材料.基于PZT压电薄膜,使用有限元软件COMSOL Multiphysics创建了三维有限元仿真模型,并在(0,1)模态下研究了压电薄膜结构的几何参数,其谐振频率达到222.12 MHz,有效机电耦合系数(keff)为5.13%.采用光刻和刻蚀方法制备了PZT压电薄膜的PMUT单元原型器件.该器件的空腔结构完整,谐振频率在(0,1)模态下为25.87 MHz,仿真与测试结果相似,振动模态较纯,振动位移性能较好.研究结果表明:采用PZT压电薄膜的PMUT在高分辨率、高频医学超声成像中具有较好的应用前景.

钽镁酸钡缓冲层对锆钛酸铅铁电薄膜性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Pt/Ti/Si O2/Si基片上,通过引入钽镁酸钡[Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,BMT]缓冲层,制备了锆钛酸铅[Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT]铁电薄膜。研究了BMT缓冲层对PZT铁电薄膜结晶和性能的影响。结果表明:引入BMT缓冲层利于PZT薄膜的生长;PZT薄膜具有钙钛矿结构,且没有裂纹、结晶良好、致密性好;缓冲层的厚度对PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响。随BMT缓冲层厚度增加,PZT晶粒增大,介电损耗tanδ逐渐减少,介电常数εr和剩余极化强度Pr先增大后减少,矫顽场Ec先减少后增大。当BMT缓冲层厚约为10 nm时,PZT薄膜具有最优的铁电性能:εr=1 850,Pr=20.2μC/cm2,Ec=43.9 k V/mm。这与BMT与PZT具有相似的晶格常数、较小的晶格失配度和相近的禁带宽度有关。

PZT薄膜微图形的制作精度的研究

采用典型的半导体光刻工艺用ＢＨＦ／ＨＮＯ３溶液成功地刻蚀了ＰＺＴ（５２／４８）薄膜。研究了薄膜的微观结构对微图形的制作精度的影响。结果表明，在薄膜中晶粒团聚区域和周围区域的刻蚀速率存在着差异，晶粒小的薄膜有利于获得高保真的从掩膜到薄膜的图形转移，晶粒团聚区域的尺寸基本决定了图形转移的误差。

PZT铁电薄膜Sol-Gel技术制备和电性能研究

以乙酸铅(Pb(CH3COO)2·3H2O)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)、硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)替代锆醇盐为原料,通过在Pt/Ti/siO2/si基片与PZT薄膜之间引入PT种子层,采用改进的sol-gel工艺制备出无裂纹,致密性好,晶粒尺寸小且分布均匀的单一钙钛矿结构的Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜.实验结果表明,具有PT种子层的PZT铁电薄膜电性能较好.经600℃热处理的具有PT种子层的PZT薄膜,在1kHz测试频率下,其剩余极化强度和矫顽场分别为20μC/cm2和59kV/cm,介电常数和介电损耗分别为385和0.030.

PZT薄膜的MOD制备及形成机理研究

采用金属有机物热分解（ＭＯＤ）工艺在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）薄膜．ＸＲＤ分析显示薄膜结晶状况良好，无焦绿石相存在．ＡＥＳ测量表明：薄膜成分沿膜厚均匀分布，膜中无碳存在，表面不富含铅．分析了薄膜的形成机理，定性地解释了晶粒的生长过程．

硅基PZT薄膜的制备与刻蚀工艺研究

采用溶胶 -凝胶 ( Sol- Gel)法制备了 PZT薄膜 ,在 60 0°C的退火温度下即获得了晶化完善的钙钛矿铁电相结构。采用典型的半导体光刻工艺 ,利用 HCl/ HF刻蚀溶液成功地获得刻蚀线条分辨率达微米量级的 PZT薄膜微图形。较好的解决了有关 PZT薄膜制备与加工中存在的关键问题 ,为硅基铁电薄膜器件的实现奠定了良好的工艺基础。

用于铁电存储器的PZT薄膜的制备与性能

采用 MOD方法制得了具有纯钙钛矿结构和良好铁电性能的 PZT薄膜 ,典型 Pr、Ps、Ec值分别为 2 7μC/ cm2、4 4 μC/ cm2、10 .9k V/ mm,进一步分析表明 ,制备工艺对薄膜的析晶状态、晶粒尺寸和铁电性能有重大影响 ,析晶充分和大晶粒尺寸有利于获得较大的

用于微传感器中PZT压电薄膜的制备和图形化

采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜,为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶。首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)=280 mL:120 mL:4drops(4滴HF溶液)配比的腐蚀液在室温下对未结晶的PZT压电薄膜进行了湿法腐蚀微细加工;然后,对图形化好的压电薄膜进行再结晶的热处理,实验结果表明这种方法可用于压电薄膜微器件的制备。

PZT压电薄膜在微传感器中的应用

锆钛酸铅压电材料(PZT)因具有优良的压电性能、热释电性能、铁电性能和介电性能而被广泛地应用在微电子机械系统(MEMS)中。基于微传感器,介绍了PZT薄膜,重点介绍了PZT薄膜在微传感器中的应用,并介绍了PZT薄膜微传感器的发展状况。

PLT晶种层对PLZT薄膜介电性能的影响

采用sol-gel工艺,以钛酸铅镧(PLT)作为晶种层,在Pt/TiO2/Si基板上,制备了锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜。研究了有晶种层的PLZT薄膜的结晶温度及介电性能。结果表明:引入PLT晶种层的PLZT薄膜,在600℃热处理可得到良好的钙钛矿结构,比无晶种层薄膜降低了约100℃;其相对介电常数为1177(1 kHz),提高约60%,介质损耗为0.10～0.13,降低幅度最高可达40%～50%。

MOD制备的PZT薄膜的相结构发展和成分分析

采用MOD工艺制备了PZT薄膜，利用XRD和TEM研究了焦绿石相向钙钛矿相的转变过程．制备在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上的PZT薄膜，其XRD分析显示焦绿石相在600℃完全转变为钙钛矿相；与之相比，Pt箔上无支持的PZT薄膜，其TBM分析表明PZT焦绿石相完全转变为钙钛矿相的温度更高，且与薄膜的厚度有关．XPS研究表明，薄膜表面含有化学吸附氧和污染碳，无其它杂质存在.表面富含少量Pb，其Zr／Ti比与化学计量比一致，但晶格中缺氧．

化学溶液法制备PbZr_(0.5)Ti_(0.5)O_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3铁电多层薄膜的结构和光学性质研究

采用金属有机化学液相沉积法在Si衬底上制备了La0 .5Sr0 .5CoO3(LSCO)导电金属氧化物薄膜 ,采用溶胶 凝胶法在LSCO导电金属氧化物薄膜上沉积了PbZr0 .5Ti0 .5O3(PZT)铁电薄膜 .X 射线测量结果表明在 70 0℃的退火温度下制备的PZT/LSCO铁电多层薄膜呈 (110 )取向的钙钛矿结构 ,谢乐公式估算铁电薄膜的晶粒尺寸为 5 0～ 80nm .原子力显微镜观察结果显示 :薄膜表面平整 ,均方根粗糙度 (RMS)小于 5nm .用拉曼光谱测量表明PZT薄膜呈拉曼活性 .椭圆偏振光谱仪用来表征薄膜在 40 0～ 170 0nm波长范围的光学性质 .用洛仑兹模型来描述PZT和LSCO薄膜的光学性质 .获得PZT和LSCO薄膜的折射率、消光系数等光学常数谱 .

电场诱导沉积方法制备PLZT基单层有序周期结构多孔薄膜

利用电泳组装聚苯乙烯微球单层模板为基础,以溶胶-凝胶方法制备含有纳米粒子的母液,通过电场诱导母液中纳米粒子填充模板孔隙,制备具有反演结构的PLZT有序多孔薄膜。通过SEM和XRD分析,分别给出通过电场诱导PLZT凝胶中纳米粒子沉积得到了单层有序周期结构的微观结构形貌及晶相组成。提供一种简单的制备而为铁电有序微结构的方法,可以用于功能陶瓷基光子带隙材料的研究。

Pb过量和种子层对PLZT薄膜的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备不同Pb过量(未过量、10%、15%)和引入不同厚度(0、100nm、500nm)锆钛酸铅(PZT)缓冲层的锆钛酸铅镧(PLZT)反铁电薄膜,通过原子力显微镜、X线衍射表征分析薄膜的微观结构。结果表明,过量10%的Pb组分有助于形成钙钛矿结构,获得较大的晶粒尺寸和理想的粗糙度;100nm的PZT缓冲层的引入有利于PLZT薄膜晶化,形成较致密、结晶状况良好的薄膜。

射频磁控溅射制备PZT铁电薄膜的工艺研究

在SiO2/Si基片上采用直流对靶溅射技术制备出Pt/Ti底电极;应用射频磁控溅射方法,利用快速热处理(RTA)工艺,制备出了具有良好铁电性能的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜。将样品进行10min快速热退火处理,退火温度700℃。测试分析表明:薄膜厚度比较均匀、表面基本平整、没有裂纹和孔洞、致密性好、薄膜样品的矫顽场强(Ec)为28.6kV/cm,剩余极化强度(Pr)为18.7μC/cm2,自发极化强度(Ps)为37.5μC/cm2,是制备铁电薄膜存储器的优选材料。

溶胶一凝胶工艺对PZT铁电薄膜结构的影响

本文阐述了用溶胶一凝胶法制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺参数对薄膜结构的影响。实验表明，采用合适的工艺参数能制备出具有钙钛矿型结构的ＰＺＴ铁电薄膜。

射频溅射淀积PZT铁电薄膜及其结构分析

在镀Ｐｔ的Ｓｉ基底上用射频溅射方式制备了Ｐｂ（Ｚｒ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｏ３铁电薄膜，成膜温度为２５０℃。Ｘ射线衍射分析表明几乎没有焦绿石相产生。另一方面，氧化钛－氧化锆固溶体则作为反应产物出现，由此提出了ＰＺＴ固溶体的一种可能的形成机理。