CaZrO3薄膜的微观结构与介电性能研究

采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了单一钙钛矿结构的CaZrO3薄膜。研究了CaZrO3薄膜的介电性能和微观形貌,利用X射线衍射技术和扫描电子显微镜技术对所制备薄膜的微观结构进行了表征,并对所制备薄膜的介电性能进行了系统测试,侧重讨论了制备工艺参数O2:Ar比对所制备薄膜的物相及电学性能的影响。研究结果表明,O2:Ar比对所制备薄膜的相纯度有显著影响,在O2:Ar比为10:40和20:40时获得单一钙钛矿相的CaZrO3薄膜,O2:Ar比为30:40和40:40时,薄膜中可观察到第二相Ca0.2Zr0.8O1.8(CSZ)杂相。O2:Ar比为10:40条件下所制备的单一钙钛矿相CaZrO3薄膜在1MHz介电常数约为30,介电损耗为0.006,并且该薄膜在40 V直流电压下,漏电流密度为5×107 A/cm2。单一钙钛矿相的CaZrO3薄膜在薄膜型电容器和微波器件方面具有潜在应用。