直接感光法PLZT薄膜圖形制備及其性能的研究.pdf

1、鋯鈦酸鉛鑭鐵電薄膜(PLZT)由于具備許多優(yōu)良的鐵電、介電性能、壓電效應(yīng)和電光效應(yīng)等物理性能,被廣泛的應(yīng)用于動態(tài)隨機存儲器DRAM、非揮發(fā)性存儲器FeRAM等鐵電集成領(lǐng)域。對于鐵電集成器件的應(yīng)用,不僅要求一定的膜厚,而且需要特定的圖形,因此,適應(yīng)特定鐵電器件膜厚和圖形需求的圖形化薄膜制備技術(shù),對于鐵電器件的發(fā)展具有重要的理論意義和實用價值。 本研究針對DRAM和FeRAM器件應(yīng)用的典型膜厚需求(0.2μm0.3μm),在化學修飾

2、的溶膠-凝膠工藝的基礎(chǔ)上,引入PVP改性劑,采用直接感光法研究單次制備得到的鐵電、介電性能良好的PLZT圖形化薄膜。研究發(fā)現(xiàn)：(1)采用乙酸鉛、硝酸鑭、乙酰丙酮鋯、鈦酸丁酯為出發(fā)原料,以乙二醇獨甲醚和冰乙酸為溶劑,苯甲酰丙酮為主要修飾劑,PVP為開裂抑制劑,可以合成具有紫外感光特性的PLZT溶膠；其溶膠濃度約為0.6～0.7M,紫外敏感波長約為332nm,且其單次制備的PLZT薄膜厚度可以達到260nm左右；(2)單次制備的PLZT圖形

3、化薄膜：其圖形單元的剩余極化約為6.68μC/cm~2、矯頑場強約為41kV/cm、介電常數(shù)約為356、介電損耗約為0.025、漏電流密度小于1.0×10~(-1)μA/cm~2、在10~8極化循環(huán)后,未見明顯極化翻轉(zhuǎn)疲勞現(xiàn)象；(3)PVP的引入提高了單次制備的PLZT薄膜的厚度、抑制了薄膜的開裂,隨PVP的添加量在1: 80～1: 10之間變化,單次制備的PLZT薄膜的厚度從180～600nm范圍可調(diào),當PVP的添加量在與溶膠的質(zhì)量比