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研究生:邱源祥
研究生(外文):Yuan-Hsiang Chiu
論文名稱:摻雜釩之鉍釹鈦鐵電薄膜製備與特性分析
論文名稱(外文):Fabrication and Characteristics Analysis of V-doped Bi3.4Nd0.6Ti3O12 Ferroelectric Thin Films
指導教授:鄭建民鄭建民引用關係楊汎緯
指導教授(外文):Chien-Min ChengFann-Wei Yang
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:102
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:45
中文關鍵詞:射頻磁控濺鍍法鐵電薄膜漏電流殘餘極化量
外文關鍵詞:RF magnetron sputteringFerroelectric thin filmsLeakage currentRemanent polarization
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本研究利用射頻磁控濺鍍法於ITO/glass基板上沉積Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12鐵電薄膜以形成金屬/絕緣層/金屬(MIM)結構,並針對不同的氧氣濃度、濺鍍功率及腔室壓力的影響做詳盡地探討。其中,藉由X光繞射分析(XRD)與場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)及膜厚量測儀(α-step)等儀器分析薄膜其晶相、表面微結構、結晶性與粗糙度及薄膜厚度。並利用阻抗分析儀HP4294A、半導體參數分析儀HP4156C及鐵電量測儀量(RT66)分別來量測和探討分析此BNTV薄膜的電容對電壓(C-V)特性、電流密度對電場(J-E)特性和薄膜之殘餘極化量與矯頑電場(P-E)特性曲線。
In this study, by the RF magnetron sputtering, the Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12 (BNTV) ferroelectric thin films were deposited on the ITO/glass substrates to form a Metal- insulator-Metal (MIM) structure. And the effects of the oxygen concentration and RF power and chamber pressure were also presented. In addition, the crystallization, microstructure, roughness, and thickness of the BNTV thin films were measured and observed by the uses of the XRD, FE-SEM and α-step, respectively. And by the use of the impedance analyzer (HP4294A), semiconductor parameter analyzer (HP4156C) and Ferroelectric Test System (RT66), the J-E, C-V and P-E characteristics measured and investigated.
摘要 i
Abstract ii
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1簡介 1
1.2 鐵電材料的發展 1
1.3 研究動機 2
1.4 論文結構 3
第二章 理論基礎與文獻回顧 4
2.1鐵電材料 4
2.1.1晶體結構與特性 4
2.1.2鐵電性機制 6
2.1.3鈣鈦礦結構 6
2.1.4電滯曲線 7
2.2鐵電薄膜的製作方法 9
2.2.1 電漿的成分 9
2.2.2濺鍍原理 9
2.2.3 濺鍍種類 9
第三章 實驗方法與步驟 12
3.1 Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12薄膜沉積與製作 12
3.1.1 基板清洗 13
3.1.2 Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12濺鍍靶材的製作 13
3.1.3 鐵電薄膜製作流程 15
3.2鐵電薄膜物理特性量測 18
3.2.1 X光薄膜繞射儀(XRD) 18
3.2.2薄膜厚度量測儀(α-step) 18
3.2.3場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM) 18
3.3鐵電薄膜電性量測 18
3.3.1 漏電流量測 18
3.3.2記憶視窗(Memory Window)量測 19
3.3.3介電常數量測 19
3.3.4 P-E 曲線量測特性量測 19
第四章 結果與討論 20
4.1 BNTV薄膜在通入不同氧氣濃度之影響 20
4.1.1 氧氣濃度之影響 20
摘要 i
Abstract ii
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1簡介 1
1.2 鐵電材料的發展 1
1.3 研究動機 2
1.4 論文結構 3
第二章 理論基礎與文獻回顧 4
2.1鐵電材料 4
2.1.1晶體結構與特性 4
2.1.2鐵電性機制 6
2.1.3鈣鈦礦結構 6
2.1.4電滯曲線 7
2.2鐵電薄膜的製作方法 9
2.2.1 電漿的成分 9
2.2.2濺鍍原理 9
2.2.3 濺鍍種類 9
第三章 實驗方法與步驟 12
3.1 Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12薄膜沉積與製作 12
3.1.1 基板清洗 13
3.1.2 Bi3.4Nd0.6Ti2.3V0.7O12濺鍍靶材的製作 13
3.1.3 鐵電薄膜製作流程 15
3.2鐵電薄膜物理特性量測 18
3.2.1 X光薄膜繞射儀(XRD) 18
3.2.2薄膜厚度量測儀(α-step) 18
3.2.3場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM) 18
3.3鐵電薄膜電性量測 18
3.3.1 漏電流量測 18
3.3.2記憶視窗(Memory Window)量測 19
3.3.3介電常數量測 19
3.3.4 P-E 曲線量測特性量測 19
第四章 結果與討論 20
4.1 BNTV薄膜在通入不同氧氣濃度之影響 20
4.1.1 氧氣濃度之影響 20
4.1.2 X光繞射(XRD)分析 21
4.1.3 薄膜厚度量測儀(α-step)分析 21
4.1.4 場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)分析 22
4.1.5 漏電流量測分析 23
4.1.6 記憶視窗(Memory Window)量測分析 24
4.1.7 介電常數量測分析 25
4.1.8 P-E 曲線量測特性量測 26
4.2 薄膜沉積不同濺鍍功率下之影響 28
4.2.1 濺鍍功率之影響 28
4.2.2 X光繞射(XRD)分析 28
4.2.3 薄膜厚度量測儀(α-step)分析 29
4.2.4 場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)分析 30
4.2.5 漏電流量測分析 31
4.2.6 記憶視窗(Memory Window)量測分析 32
4.2.7 介電常數量測分析 33
4.2.8 P-E 曲線量測特性量測 34
4.3 薄膜沉積在不同腔體壓力之影響 36
4.3.1 腔體壓力之影響 36
4.3.2 X光繞射(XRD)分析 37
4.3.3 薄膜厚度量測儀(α-step)分析 38
4.3.4 場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)分析 38
4.3.5 漏電流量測分析 39
4.3.6 記憶視窗(Memory Window)量測分析 40
4.3.7 介電常數量測分析 41
4.3.8 P-E 曲線量測特性量測 42
第五章 結論及未來展望 44
參考文獻 45
[1]孫郁明,添加鑭系元素(La,Sm)之鈦酸鉍鐵電薄膜應用於非揮發性記憶體之研究,國立清華大學材料科學工程學系,博士論文,21-25頁,2003。
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1. 18. 郭亭亞,消費者對品牌形象、服務品質及滿意度之看法研究:以T珠寶公司為例,商業現代化學刊,第6卷第1期,頁251-276,2011。
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5. 17. 曹勝雄、賴璟鋒與邱博賢,國際觀光旅館市場區隔之研究:服務認知價值變數,餐旅暨家政學刊,第3卷第3期,頁309-328,2006。
6. 21. 劉祥熹、涂登才與羅建昇,從關係價值與關係品質觀點探討品牌形象對消費者滿意度與忠誠度之影響:臺灣筆記型電腦產業為例,管理學報,第27卷第3期,頁225-245,2010。
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10. 23. 鄭文助,服務品質、促銷活動與認知價值對消費者再購意願之影響:以高雄地區電影院為例,商業現代化學刊,第4卷第4期,頁147-158,2008。
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13. 14. 張國忠、劉娜婷、柯麗蓉與鄭敏媛,銀行業客服中心之服務功能對顧客認知價值與行為意向之影響研究,管理與系統,第13卷第2期,頁201-220,2006。
14. 14. 張國忠、劉娜婷、柯麗蓉與鄭敏媛,銀行業客服中心之服務功能對顧客認知價值與行為意向之影響研究,管理與系統,第13卷第2期,頁201-220,2006。
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