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BST薄膜由于具有良好的铁电、介电、热释电效应及无铅绿色环保性,在动态随机存储器DRAM、非挥发性存储器FeRAM、非制冷红外传感器UFPA等铁电集成器件这一高新技术领域有重要的作用。铁电集成器件的应用,不仅要求一定的膜厚,而且需要特定的图形,因此,适应特定铁电器件膜厚和图形需求的图形化薄膜的制备技术,对于铁电器件的发展具有重要的理论意义和实用价值。 本课题针对DRAM、UFPA和FeRAM等器件应用的典型膜厚需求,在化学修饰的溶胶-凝胶工艺的基础上,采用直接感光法单次制备得到了介电性能良好的BST图形化厚膜,研究结论如下: (1)以乙酸钡、氯化锶、钛酸丁酯为出发原料,以水与乙二醇甲醚为溶剂,以丙烯酸、乙酰丙酮为化学修饰剂,可以合成具有紫外感光特性的高浓度的水基BST溶胶,溶胶浓度约为1.8mol/L;溶胶及凝胶薄膜的紫外敏感波长在224nm~324nm的宽的波长范围内,具有良好的稳定性和感光性。 (2)通过Ba2+∶MeOH=1∶3.75(摩尔比)稀释后的溶胶可以单次制备厚度为1.65μm结晶状况良好的厚膜;在本实验室条件下膜厚可在0.45μm~1.65μm的范围内可调。 (3)采用直接感光法,结合缓慢升温、随炉冷却的连续热处理工艺,可以得到致密的BST钙钛矿相图形薄膜;对比试验结果表明:单次提拉直接制备介电性能良好的BST图形化薄膜是可行性的,其介电常数约为620,介电损耗约为0.5,剩余极化强度为1.69μC/cm2~2.72μC/cm2,矫顽场强为6.84kV/cm~12.18 kV/cm。