鈦酸鉍鐵電薄膜及其復(fù)合半導(dǎo)體基片的X射線衍射表征.pdf

1、隨著微電子技術(shù)與集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們需要將具有大塊鐵電性能的薄膜材料利用現(xiàn)代復(fù)合技術(shù)將不同功能的微尺度材料復(fù)合到一塊集成板上，構(gòu)成具有各種優(yōu)異性能的復(fù)合材料體系。因此，鐵電薄膜材料及其半導(dǎo)體復(fù)合基片的性能與制備的研究一直是國(guó)際上廣為關(guān)注的重要課題之一。 鐵電薄膜在制備過(guò)程中由于與基片的晶格失配和熱失配等原因，薄膜中必然會(huì)存在一定的殘余應(yīng)力，這些殘余應(yīng)力可能造成薄膜的開(kāi)裂或翹曲，導(dǎo)致其制作的器件失效。GaN基片的研究目前幾

2、乎全部集中在異質(zhì)材料上外延生長(zhǎng)的薄膜，其外延生長(zhǎng)過(guò)程也不可避免的產(chǎn)生缺陷結(jié)構(gòu)，這些缺陷結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重影響GaN薄膜的性能，從而影響各種GaN基器件的性能。另一方面如果能對(duì)鐵電薄膜中應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)制和控制方法有較深入的理解，同時(shí)能對(duì)其復(fù)合的半導(dǎo)體基片中缺陷結(jié)構(gòu)有較為全面的研究，就有可能通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄蝸?lái)通過(guò)應(yīng)變效應(yīng)和缺陷的控制來(lái)調(diào)制和提高薄膜的性能。因此鐵電薄膜中的應(yīng)力及其復(fù)合的半導(dǎo)體基片中的缺陷結(jié)構(gòu)是關(guān)于鐵電薄膜及其復(fù)合半導(dǎo)體基片性能的重要研究

3、內(nèi)容。 本文首先在引言部分對(duì)Bi4Ti3O12薄膜和GaN薄膜的應(yīng)用背景、制備方法以及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)述?；诖耍岢隽吮疚牡倪x題依據(jù)，即研究Bi4Ti3O12薄膜結(jié)構(gòu)、應(yīng)力與電學(xué)性能的關(guān)系是基于“Bi4Ti3O12薄膜的重要應(yīng)用背景和結(jié)構(gòu)、應(yīng)力對(duì)其電學(xué)特性的可能影響以及目前此方面相關(guān)研究的不足”，研究GaN薄膜是基于“鐵電材料與第三代半導(dǎo)體材料進(jìn)一步集成的需要”。由于X射線衍射的無(wú)損檢測(cè)特性以及較準(zhǔn)確全面的表征特性，選擇了X射

4、線衍射作為摻雜Bi4Ti3O12薄膜和GaN薄膜表征的主要手段。 本文的重點(diǎn)是采用曲率半徑法和倒易空間圖對(duì)在Si基片上生長(zhǎng)的Bi4Ti3O12(BIT)多晶薄膜和SrTiO3基片上生長(zhǎng)的B位Hf摻雜Bi4Ti3O12(BTH)單晶薄膜的應(yīng)力進(jìn)行了表征，并運(yùn)用X射線衍射技術(shù)的多種測(cè)試方法對(duì)所得的應(yīng)力和結(jié)構(gòu)方面的信息進(jìn)行了細(xì)致的分析，然后對(duì)薄膜中的應(yīng)力、薄膜的結(jié)構(gòu)以及性能之間的關(guān)系進(jìn)行了討論。在對(duì)Si基片上生長(zhǎng)的BTH多晶薄膜的研究