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研究生:鐘賢文
研究生(外文):Hsien-Wen Chung
論文名稱:利用射頻磁控鍍法研製鋯鈦酸鉛/鋯酸鉛異質多層膜
論文名稱(外文):Fabricated PZT(40/60)/PZO Hetero-Multilayers Using Radio Frequency Magnetron Sputtering Method
指導教授:林樹均
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:鋯鈦酸鉛多層膜射頻磁控濺鍍鐵電陶瓷薄膜
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本實驗以射頻磁控濺鍍法鍍製 PZT(40/60)/PZO 異質多層膜,設計出不同週期數之等比例多層膜,以及兩材料不同厚度比例的非等比例多層膜,探討各種結構的結晶行為介電特性、漏電流性質、鐵電特性及抗疲勞特性。實驗所使用的基板為 Pt/Ti/SiO2/Si;以PZT(40/60) 當作第一層,可有效降低其上之 PZO 鈣鈦礦相結晶溫度,同時此成分具有優良的鐵電性及介電性;而 PZO 則具有極佳的抗疲勞性,可改善異質多層膜應用在白金電極上的疲勞性質。
在等比例多層膜方面,當週期數為1時,呈現反鐵電性質;週期數大於2之後的結構,則以鐵電性為主,且隨著週期數增加鐵電性愈佳;推測原因與界面有適當的擴散反應而形成具有鐵電性的介面。等比例多層膜在經過10的9次方反轉後,均無發生疲勞現象;介電常數隨著週期數的增加而上升,其值大於理論上兩材料電容串聯。當週期數達到6時,有本組實驗最佳鐵電性及介電性質。漏電流方面,等比例多層膜的各個條件均比 PZT(40/60) 單層膜來得小,應該與 PZO 具有較佳的抗漏電性而使薄膜整體的漏電流降低。
在非等比例多層膜方面,鍍膜週期數均為6;當dPZT : dPZO = 3:1時雖有最大的殘留極化量,但其經過106反轉就發生疲勞;而以dPZT : dPZO = 2:1的結構,可同時擁有很不錯的鐵電性、介電性,其介電值在1MHz頻率下為494,而 Pr、Ec 值分別為19.35 μC/cm2、49.17 kV/cm,而且經過10的9次方反轉後,其( P* - P^ )還保有初始值的90 %以上,達16.48 μC/cm2,為本實驗最佳參數,提高了 PZT 鐵電薄膜應用於白金電極上的可行性。
第一章 簡介…………………………………………………………….1
第二章 文獻回顧……………………………………………………….3
2-1 鐵電材料在非揮發性記憶元件之應用………………………3
2-2 鐵電記憶體之材料……………………………………………3
2-3 極化疲勞的成因與機制………………………………………7
2-4 現今異質多層鋯鈦酸鉛的研究………………………………9
第三章 實驗流程………………………………………………………18
3-1 Pt/Ti/SiO2/Si 基板之準備………………………………18
3-2 鍍製 PZT 及 PZO 薄膜……………………………………18
3-3 白金( Pt )上電極之製作…………………………………19
3-4 薄膜分析量測………………………………………………20
第四章 結果與討論……………………………………………………30
4-1 單一成份鋯鈦酸鉛 PZT (40/60)……………………………30
4-2 單一成分鋯酸鉛PZO…………………………………………35
4-3 PZT/PZO 等比例異質多層膜…………………………………39
4-4 PZT/PZO非等比例等比例異質多層膜………………………44
第五章 結論……………………………………………………………83
第六章 參考文獻………………………………………………………85
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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