文档介绍：2011年 2月材料开发与应用· 51·
文章编号:1003-1545(2011)01-0051-05
钛酸锶薄膜的制备与应用研究进展
常亮亮, 殷明志, 杨亮亮
(西北工业大学理学院, 陕西西安 710129)
摘要:介绍了钛酸锶(STO)薄膜的五种制备方法(等离子体增强化学气相淀积、射频磁控溅射、金属有机化
学气相沉积、脉冲激光沉积、溶胶–凝胶)及 STO薄膜在电容-电压敏双功能材料、CMOS器件、氧敏材料、PZT
铁电薄膜电极材料等方面的应用的研究进展。提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、
漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等。
关键词:钛酸锶;制备技术
中图分类号:O 文献标识码:A
SrTiO3 是一种立方钙钛矿结构的绝缘体、铁用辉光放电使工件升温到预定的温度, 然后通入
电体, 具有良好的介电性、热稳定性、低损耗和适量的反应气体, 气体经一系列化学反应和等离
介电可调性, 可用来制备高密度、大容量的子体反应, 在工件表面形成固态薄膜。它包括了
FRAM和 DRAM设备, 薄膜材料的衬底和缓冲, 化学气相沉积的一般技术, 也包括辉光放电的强
高 Tc的高温超导体的异向外延生长的基片, 多化作用。该方法的优势在于可以在比传统的化
层电容器等许多重要应用。例如电容-压敏复合学气相沉积低得多的温度下获得各种单质或化
[ 1] [ 2]
功能的 SrTiO3 陶瓷。因而研究人员对 STO薄合物薄膜材料。
膜的制备、组成、结构、性能及应用等方面进行季惠明等[ 3] 采用可溶性无机盐溶液雾化为
了大量研究, 并取得了一些令人振奋的进展。反应源, 利用等离子体化学气相沉积工艺在
本文综述关于 STO薄膜的制备和应用等方面的 A12 O3 基片上制备了 SrTiO3 基陶瓷薄膜。实验
研究进展。发现, 在 700℃的衬底温度下, 得到了具有单一相
组成的、结晶性好、均匀的 SrTiO3 薄膜。
1 钛酸锶薄膜的制备方法 射频磁控溅射
溅射过程是指利用辉光放电得到的低温等
薄膜技术发展至今, 获得薄膜的方法很多。离子体在电场加速下轰击固体靶材表面, 进行一
目前, 己经开发出了很多方法制备 SrTiO3 薄膜, 系列能量交换, 使固体原子(或分子)从表面射出
主要可以分为两大类, 即物理方法和化学方法。的现象。这些被溅射出来的原子将带有一定的
物理方法包括射频磁控溅射、脉冲激光沉积等。动能, 并具有方向性, 以一定的初始速度向衬底
化学方法则包括金属有机物气相沉积输运, 在此过程中和其他气体分子不断发生能量
(MOCVD)、溶胶-凝胶法等。交换, 最终在衬底上扩散、聚集, 最后生长成薄
等离子体增强化学气相淀积法膜。射频溅射中辉光放电是靠射频电压来维持。
等离子体化学气相沉积(Plasma- Enhanced 因为在射频电压正负周期内, 正负荷能粒子分别
ChemicalVaporDeposition, 简称 PECVD)技术原到达靶面, 所以靶表面不会积累正电荷、不会排
理是利用低温等离子体(非平衡等离子体)作能斥离子, 故射频溅射法可以用来制备各种材料的
量源, 工件