以Al2O3为过渡层脉冲激光法制备PZT铁电薄膜
来源期刊：功能材料与器件学报2002年第2期
论文作者：邢朔 万青 章宁琳 沈勤我 林成鲁 王连卫
关键词：Al2O3; 过渡层; PZT; PLD;
摘 要：为实现PZT铁电薄膜与半导体衬底的直接集成引入Al2O3为过渡层,首先用真空电子束蒸发法在Si(100)、多晶金刚石(111)衬底上生长约20nm厚的Al2O3过渡层,接着在上述衬底上采用脉冲激光淀积(PLD)法淀积PZT薄膜,衬底温度为350-550oC.X光电子能谱(XPS)测试表明,在高真空下,电子束蒸发Al2O3固态源能获得化学配比接近蒸发源的Al2O3薄膜.X射线衍射(XRD)测试说明,不论衬底是硅还是多晶金刚石,当衬底温度为550oC时,PZT在Al2O3过渡层上呈现(222)取向的焦绿石相结构.当衬底是金刚石时,通过如下工艺:(1)较低温度(350oC)淀积;(2)空气氛围650oC快速退火5min,可以在Al2O3过渡层上获得高度(101)取向的钙钛矿结构的铁电相PZT薄膜.最后AFM测试显示,在硅衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为9.78nm;而在多晶金刚石衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为17.2nm.
邢朔1，万青1，章宁琳1，沈勤我1，林成鲁1，王连卫1
(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050)
摘要:为实现PZT铁电薄膜与半导体衬底的直接集成引入Al2O3为过渡层,首先用真空电子束蒸发法在Si(100)、多晶金刚石(111)衬底上生长约20nm厚的Al2O3过渡层,接着在上述衬底上采用脉冲激光淀积(PLD)法淀积PZT薄膜,衬底温度为350-550oC.X光电子能谱(XPS)测试表明,在高真空下,电子束蒸发Al2O3固态源能获得化学配比接近蒸发源的Al2O3薄膜.X射线衍射(XRD)测试说明,不论衬底是硅还是多晶金刚石,当衬底温度为550oC时,PZT在Al2O3过渡层上呈现(222)取向的焦绿石相结构.当衬底是金刚石时,通过如下工艺:(1)较低温度(350oC)淀积;(2)空气氛围650oC快速退火5min,可以在Al2O3过渡层上获得高度(101)取向的钙钛矿结构的铁电相PZT薄膜.最后AFM测试显示,在硅衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为9.78nm;而在多晶金刚石衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为17.2nm.
关键词:Al2O3; 过渡层; PZT; PLD;
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