氧化物薄膜應力的X射線衍射表征與研究.pdf

1、氧化物薄膜由于其豐富的物理性質(zhì)可廣泛地被用于微電子學，光電子學以及微電子機械系統(tǒng)等領(lǐng)域。信息時代的發(fā)展要求電子器件集成化，導致了傳統(tǒng)的體材器件向薄膜化器件、分離器件向集成化器件轉(zhuǎn)變。氧化物薄膜的微結(jié)構(gòu)、應變、形貌以及性能等都會影響薄膜器件和系統(tǒng)的性能。
　　本文采用了Sin2Ψ和高分辨倒易空間等X射線衍射應力測試方法對BST、CFO和YBCO氧化物薄膜中的應力進行了表征，并對薄膜中的應力與薄膜的微結(jié)構(gòu)和性能之間的聯(lián)系進行了研究。研

2、究內(nèi)容如下：
　　1）用射頻濺射在Pt/SiO2/Si(100)基片上制備250nm左右的BST薄膜，然后對其進行不同溫度（550℃、600℃、650℃、700℃、750℃）的常溫退火處理。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過退火處理的BST薄膜均為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，面內(nèi)應力都為張應力，且面內(nèi)應力存在各向異性,而表面應力及切應力為壓應力。薄膜內(nèi)部的晶粒生長趨勢和薄膜表面的晶粒生長趨勢相一致。
　　2）用分子束外延的方法在BTO/STO基片上制備了CFO薄

3、膜。研究CFO薄膜的微結(jié)構(gòu)、殘余應力隨不同沉積時間的變化。隨后又研究了不同沉積時間的CFO薄膜的磁性能以及微結(jié)構(gòu)和應力對磁性能的影響。結(jié)果表明，CFO薄膜具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，隨著沉積時間的增加，薄膜（00L）取向的衍射峰發(fā)生了右移且衍射峰的強度也逐漸增強。在薄膜的生長過程中，經(jīng)歷了一個張應變逐漸向壓應變的轉(zhuǎn)變的過程，且CFO薄膜存在很強的磁各向異性。
　　3）用MOD方法在LAO基片上沉積不同厚度的YBCO薄膜。研究隨著薄膜厚度的