直接感光法BST薄膜圖形制備及其性能的研究.pdf

1、BST由于其良好的鐵電、介電、熱釋電性及綠色環(huán)保性,被廣泛的應用于動態(tài)隨機存儲器DRAM、紅外傳感器UFPA、非揮發(fā)性存儲器FeRAM等鐵電集成領域。對于鐵電集成器件的應用,不僅要求一定的膜厚,而且需要特定的圖形,因此,適應特定鐵電器件膜厚和圖形需求的圖形化薄膜的制備技術,對于鐵電器件的發(fā)展具有重要的理論意義和實用價值。 本課題針對DRAM、UFPA和FeRAM器件應用的典型膜厚需求,在化學修飾的溶膠-凝膠工藝的基礎上,引入PV

2、P改性劑,采用直接感光法單次制備得到了介電性能良好的BST圖形化薄膜。研究發(fā)現(xiàn)：(1)采用乙酸鋇、乙酸鍶、鈦酸丁酯為出發(fā)原料,以醋酸與甲醇為溶劑,以乙酰丙酮為化學修飾劑,以PVP為開裂抑制劑,能夠合成制備具有紫外感光特性的BST溶膠,溶膠濃度約為0.7-0.8mol/L,紫外敏感波長約為325nm,單次制備的BST圖形化薄膜：其介電常數(shù)約為600,介電損耗約為0.03;(2)PVP的引入提高了單次制備的BST薄膜厚度,抑制了薄膜開裂,隨

3、PVP的添加量不同,單次制備的BST薄膜厚度從200～800nm范圍可調,當PVP的添加量與溶劑的質量比達到1:30以上時,可明顯抑制BST薄膜的開裂；(3)采用200℃烘干20min→500℃預處理20min→700℃熱處理30min→隨爐冷卻的階段熱處理工藝,有利于發(fā)揮PVP添加劑的開裂抑制效果,可以單次制備得到致密的BST鈣鈦礦相圖形化薄膜,厚度可以達到800nm左右。結果表明：采用直接感光法單次制備BST圖形化薄膜的方法是可行的