底电极原位退火与沉积温度对PZT薄膜性能影响研究

采用磁控溅射工艺,在Pt/Ti底电极上沉积锆钛酸铅(PZT)薄膜,研究了原位退火温度与底电极沉积温度对溅射PZT薄膜结晶取向、微观结构、介电性能、铁电性能及疲劳性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,随着电极沉积温度升高,Pt晶粒尺寸增大,随着退火温度升高,PZT薄膜致密性变差。对室温制备的Pt/Ti底电极进行200℃原位退火30 min后,易于促进PZT薄膜沿(100)择优取向,而高温制备或经高温退火处理的Pt/Ti底电极更有利于PZT薄膜的(111)晶向生长。电学性能分析表明,室温制备的Pt/Ti底电极在经200℃原位退火30 min后,其PZT薄膜介电性能最优,同时展现较高的剩余极化强度和最小的矫顽场强,经历108次极化翻转后,初始极化下降仅为11%。