脈沖激光法制備高介電系數(shù)鐵電薄膜和多層膜.pdf

1、本文介紹了高介電系數(shù)鐵電薄膜材料在DRAM中的應(yīng)用前景和現(xiàn)在存在的主要問題及解決辦法。利用脈沖激光法制備了兩類鐵電薄膜，一類是28％mol鑭摻雜鈦酸鉛(PLT)薄膜，主要研究了沉積氣壓對薄膜結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，發(fā)現(xiàn)PLT薄膜的介電性能非常依賴于脈沖激光沉積時的氧氣壓，本論文找到了具有高介電系數(shù)和低介電損耗的PLT薄膜制備條件。另一類是BaTiO3(BT)和SrTiO3(ST)交替組成的多層膜。通過調(diào)節(jié)沉積每層膜停留時的氧氣壓，實現(xiàn)了相

2、對于Ba0.5Sr0.5TiO3均勻薄膜兩倍介電系數(shù)的BT/ST多層膜。　　文中利用脈沖激光沉積法在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備了28％mol鑭摻雜鈦酸鉛薄膜。采用不同的沉積氧氣壓，分析了其對薄膜微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。結(jié)果表明在2Pa左右沉積的薄膜具有最好的結(jié)晶度和介電系數(shù)。在頻率為10kHz時28％mol鑭摻雜鈦酸鉛薄膜的介電系數(shù)達852，并且保持了較低的損耗0.0110。同時制備了其它La摻雜濃度的PbTiO3薄膜，發(fā)

3、現(xiàn)它們也有類似的特點。本文對此現(xiàn)象作了定性解釋?！　×硗庵苽淞薆T/ST多晶薄膜。通過降低層與層間隔時間的氧氣壓，形成一組低阻介面層，進而提高了薄膜的介電系數(shù)。獲得了10kHz時介電系數(shù)高達1204損耗0.1左右的高性能薄膜，其介電系數(shù)是Ba0.5Sr0.5TiO3/Ba0.5Sr0.5TiO3同質(zhì)多層膜和Ba0.5Sr0.5TiO3均勻薄膜的兩倍。說明了多晶BT/ST薄膜的介電提高機理應(yīng)為氧空位引起的低阻界面層而不是應(yīng)力的結(jié)果。