磁控溅射制备PMNT薄膜微结构及性能分析

发布时间：2022-12-10 01:53

　　随着铁电薄膜制备技术的不断发展,铁电薄膜器件的集成化、微型化开始成为研究的热点。铁电薄膜器件与铁电单晶、陶瓷器件相比,不仅响应速度快、灵敏度高,而且易于小型化和阵列化。Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃（PMN-PT、PMNT）因具有良好的介电、铁电、热释电特性,被广泛的应用于各种铁电器件中。但PMNT薄膜制备温度较高、焦绿石相难以去除、结晶取向不易控制还不能大规模的应用于铁电器件。因此,本论文主要对0.7Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.3PbTi O₃（PMN-0.3PT）铁电薄膜展开工艺研究,研究内容包括PMNT薄膜的制备、结构单元的光刻、材料性能和电学性能的表征。实验需要获得PMNT薄膜结构单元进行电学性能测试,使用（100）硅片作为基底,制备SiO₂热绝缘层、TiO₂缓冲层、Pt下电极层、LSCO外延层、PMNT铁电薄膜,NiCr吸收层、Au上... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1.绪论
    1.1 铁电体与铁电性
        1.1.1 铁电体的发展
        1.1.2 铁电体的基本概念
    1.2 薄膜的生长
        1.2.1 薄膜的生长方式
        1.2.2 影响薄膜生长的因素
    1.3 铁电体国内外研究现状
        1.3.1 铁电体国内研究现状
        1.3.2 铁电体国外研究现状
    1.4 课题主要研究工作
        1.4.1 主要研究内容及重点
        1.4.2 课题研究方案
        1.4.3 论文章节安排
2.PMNT薄膜的制备及表征
    2.1 PMNT薄膜的制备方法
        2.1.1 溶胶凝胶法
        2.1.2 脉冲激光沉积法
        2.1.3 金属化学气相沉积法
        2.1.4 磁控溅射法
    2.2 薄膜的结构分析
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
    2.3 薄膜电学性能测试
        2.3.1 铁电测试
        2.3.2 介电测试
        2.3.3 导电性测试
3.Si/SiO_2/TiO_2/Pt/LSCO衬底材料的制备及性能分析
    3.1 TiO_2缓冲层的制备
    3.2 Pt电极层的制备
    3.3 制备LSCO外延层
        3.3.1 LSCO薄膜生长温度实验
        3.3.2 LSCO氧氩流量比实验
    3.4 LSCO导电性测试
    3.5 本章小结
4.制备PMN-0.3PT薄膜
    4.1 PMNT退火温度实验
        4.1.1 PMNT薄膜XRD测试
        4.1.2 PMNT薄膜SEM测试
    4.2 PMNT退火时间单因素实验
        4.2.1 PMNT薄膜XRD测试
        4.2.2 PMNT薄膜SEM测试
    4.3 LSCO生长温度对PMNT薄膜的影响
        4.3.1 PMNT薄膜XRD测试
        4.3.2 PMNT薄膜SEM测试
    4.4 本章小结
5.PMNT结构单元的制备
    5.1 光刻工艺
        5.1.2 工艺的前期准备
    5.2 工艺参数正交实验
        5.2.1 反转烘单因素实验
        5.2.2 曝光时间与显影时间二因素四水平正交实验
    5.3 光刻后图形的刻蚀与剥离
        5.3.1 刻蚀
        5.3.2 湿法腐蚀的工艺流程
        5.3.3 湿法腐蚀要求
        5.3.4 湿法刻蚀液的配比
    5.4 剥离
    5.5 本章小结
6.PMN-0.3PT薄膜的电学性能
    6.1 介电特性
        6.1.1 介电频谱特性
        6.1.2 介电温谱特性
    6.2 C-V特性
    6.3 J-V特性
    6.4 电滞回线
    6.5 本章小结
7.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3715817