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本實驗的目的是以溶膠凝膠法, 製作優良的PZT鐵電電容器, 應用在記憶
元件上, 論文偏向鐵電電容在記憶元件的理論, 以及相關的製程與疲乏,
漏電流分析.實驗所用的先驅物為乙醯丙酮鋯, 四丁烷基鈦,2-乙基己酸
鉛,溶劑為正丁醇. 40%的混合溶液, 以1000rpm預轉10秒, 3500rpm續轉
20秒, 可得均勻的薄膜. 熱處理分別為400C, 30分鐘的燒製; 650C, 1小
時的退火, 熱處理的過程中, 薄膜沒有龜裂的情形發生. 以 Sawyer-
Tower電路量測遲滯曲線,必須注意高頻的結果比較正確,實驗中所使用的
頻率為100kHz. PZT薄膜在熱處理時, 鉛成份會蒸發或擴散, 於熱處理時
可以添加過量的鉛來幫助結晶, 如此, 鐵電特性與疲乏比較良好, 然而過
多的鉛會造成漏電流的增加, 考慮這兩項因素, 以鉛過量5%的情形最好
. 鋯與鈦的比例, 隨鋯的增加, c/a的比值隨之減少, 在鈦較多的四方晶
系, Pr隨鈦的減少而降低; 在鋯較多的斜面六方晶系,Pr卻反而更高, 這
可能是極化方向轉為體對角的緣故. 製作的電容在四次鍍膜 , 外加電壓6
V時遲滯曲線開始飽和, 此時介電係數為800, 在更高的電壓下, 介電係數
變化不大. 低電場的漏電流量測, 受RC效應的影響 , 必須讓漏電流達到
穩定, 才能得到正確的漏電流值, 由時間的量測計算, 時間常數在15秒左
右. 根據所得的漏電流結果, 判斷我們的漏電流傳導模式偏向SCLC(
Space Charge Limited Conduction), 這或許是薄膜的晶粒較大的緣故.
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