【摘 要】
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近些年,微电子集成技术、光电子技术发展迅速,陶瓷材料越来越难以满足电子器件朝着微型化方向发展的需要。薄膜相比陶瓷材料具有体积更小、更轻、且容易与半导体材料集成等特
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近些年,微电子集成技术、光电子技术发展迅速,陶瓷材料越来越难以满足电子器件朝着微型化方向发展的需要。薄膜相比陶瓷材料具有体积更小、更轻、且容易与半导体材料集成等特点,而受到广大研究者的重视。钛酸锶钡(Ba1-xSrxO3)铁电薄膜具有较高的介电常数、低介电损耗、漏导电流小等优点,在随机动态存储器、微波介质移相器等器件之中具有很好的应用前景,成为众多学者竞相研究的对象。本文使用射频磁控溅射系统溅射Ba0.6Sr0.4TiO3靶材,在Pt/SiO2/Si基片上沉积钛酸锶钡薄膜。通过研究薄膜的结晶度、介电性能与表面形貌等信息,得到氧气含量与溅射气压在薄膜生长过程中产生的影响。通过使用压电力显微镜对薄膜进行相关测试,优化出最适合钛酸锶钡薄膜的测试条件,对薄膜微观铁电性能进行了相关研究。取得以下结论：1.BST薄膜的沉积过程中额外通入氧气能够增加薄膜的晶粒尺寸,随着增加氧气与氩气的比例,薄膜的结晶度、晶粒尺寸、介电常数与损耗均有所增加,薄膜沉积速率降低。2.在氧氩比恒定时,增加溅射气压会降低薄膜的结晶度,减小薄膜晶粒尺寸和介电常数,薄膜的沉积速率随着溅射气压的增加呈现先增大后减小的趋势。3.压电力显微镜高频扫描模式会放大BST薄膜表面起伏度与噪音造成的误差,采用低频扫描模式,将驱动振幅设定为2-5 V能扫描出更为清晰准确的电畴分布图。4.BST薄膜表面同时存在一晶多畴、多晶一畴等现象,薄膜水平方向的矫顽力远大于薄膜垂直方向的矫顽力,计算出薄膜垂直方向的矫顽场强大小约为37.3kV/cm。
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