鈦酸鍶鋇薄膜的制備及微細(xì)圖形加工.pdf

1、鈦酸鍶鋇(BST)薄膜具有較高的介電常數(shù)和較低的介質(zhì)損耗，在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)、傳感器、探測(cè)器等方面應(yīng)用前景廣闊。本文旨在采用Sol-Gel法，通過摻雜Sn元素改善BST薄膜的介電性能，并采用溶膠－凝膠與化學(xué)修飾相結(jié)合的新技術(shù)制得BST薄膜的微細(xì)圖形。采用紫外－可見光光度儀、X射線衍射儀、LCR數(shù)字電橋等手段，分別探討了光敏性溶膠的感光性、薄膜晶體結(jié)構(gòu)及各種因素對(duì)薄膜介電性能的影響，結(jié)論如下： (1) 用SrCl2作為鍶

2、源，用Ti(OC4H9)4、BaAc2為出發(fā)原料， 乙二醇甲醚(MOE)為溶劑，按照Ti:AcAcH:MOE=1:2:30，BaAc2:Kt:MOE=1:3:30，Sr:MOE=1:30的比例，配制出穩(wěn)定，成膜良好的溶膠，溶膠長(zhǎng)時(shí)間放置，性狀無明顯變化。 (2) 首次在ITO/玻璃上制備了BST薄膜，其晶化溫度為650℃。在自制的Pt/TiO2/Si和低阻Si襯底上制備的BST薄膜，晶化溫度為700℃。其中，在Pt/TiO2/S

3、i上制備的BST薄膜介電常數(shù)為388，與目前文獻(xiàn)報(bào)道相當(dāng)，相應(yīng)的損耗為0.18。在低阻Si上制備的BST薄膜介電常數(shù)為342，介電損耗為0.05。 (3) 以Sn2+為摻雜源，其最佳摻雜量為15﹪mol，在此摻雜量下，BST薄膜的介電常數(shù)為420，高于未摻雜薄膜，介電損耗為0.1。以Sn4+為摻雜源的BST薄膜，摻雜量為10﹪mol時(shí)，其介電常數(shù)和損耗分別為814和0.07，其介電常數(shù)高于摻雜同比例Sn2+的BST薄膜，也高于同

4、類方法制備的BST薄膜。 (4) 以AcAcH為螯合劑，添加比例為Ti4+:AcAcH＝1:2，配制了光敏性溶膠。并用紫外光光照法制備了BST薄膜的微細(xì)圖形，溶洗劑為乙醇，圖形熱處理后的厚度為約70nm。同樣以BzAcH為螯合劑，按Ti4+:BzAcH＝1:0.8比例配制了光敏性溶膠。用此溶膠制備BST凝膠膜，通過激光干涉制備了BST薄膜光柵，溶洗劑為乙醇+去離子水，圖形熱處理后的厚度約為70nm，線寬約為0.5μm。