倒筒靶RF濺射制備BST熱釋電薄膜研究.pdf

1、(Ba,Sr)TiO3（簡稱BST）是一種鈣鈦礦結構的鐵電材料，具有介電常數(shù)高、漏電流密度小、熱釋電性能優(yōu)良以及居里溫度可調(diào)等特點，是制作單片式非制冷焦平面陣列（UFPA）的理想材料之一。為了滿足單片式UFPA器件研制的需要，本文開展了BST薄膜的倒筒靶射頻（RF）濺射生長研究：
　　首先進行了筒形BST陶瓷靶的燒結工藝研究，在優(yōu)化燒結條件下制得結構致密，結晶良好的Ba0.65 TiO Sr0.353陶瓷靶。在10KHz、25℃條

2、件下測得靶材的介電常數(shù)達104，靶材居里溫度為19℃，可滿足RF濺射應用要求。
　　通過緩沖層研究，發(fā)現(xiàn)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上先低溫（200℃）沉積(Ba,Sr)RuO3（簡稱 BSR）緩沖層，再高溫（560℃）沉積 BST主體層，可以使薄膜質(zhì)量得到明顯改善。
　　采用倒筒靶RF濺射法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制備帶BSR緩沖層的BST薄膜。系統(tǒng)研究了沉積溫度、靶－基距、濺射功率、濺射總氣壓、氧氬比、自偏

3、壓以及退火處理對薄膜微觀結構和電學性能的影響，優(yōu)化了BST薄膜的生長工藝參數(shù)。在優(yōu)化條件下制備的BST薄膜平整度高、結晶性好、耐壓能力強，在室溫下熱釋電系數(shù)可達6.73×10-7 C.cm-2.K-1。
　　采用基片雙軸旋轉的方式制備了BST薄膜，分析了在該方式下制備的薄膜的均勻性和一致性，并與固定基片方式下制備的薄膜進行了比較，驗證了雙軸旋轉系統(tǒng)大面積成膜的可行性。
　　最后，將研制的BST薄膜加工為NiCr/BST/BS