以Al2O3为过渡层脉冲激光法制备PZT铁电薄膜

功能材料与器件学报 , 2002, 8(2): 128-132. doi: 10.3969/j.issn.1007-4252.2002.02.008

以Al2O3为过渡层脉冲激光法制备PZT铁电薄膜

万青 ^1, , 王连卫 ^2, , 邢朔 ^3, , 章宁琳 ^4, , 沈勤我 ^5, , 林成鲁 ^6,

1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

3.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

4.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

5.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

6.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海200050

基金项目: 国家自然科学基金(59982008)

关键词： Al2O3 , 过渡层 , PZT , PLD

Growth of high quality PZT thin film with Al2O3 buffer layer by pulsed laser deposition

为实现PZT铁电薄膜与半导体衬底的直接集成引入Al2O3为过渡层,首先用真空电子束蒸发法在Si(100)、多晶金刚石(111)衬底上生长约20nm厚的Al2O3过渡层,接着在上述衬底上采用脉冲激光淀积(PLD)法淀积PZT薄膜,衬底温度为350-550oC.X光电子能谱(XPS)测试表明,在高真空下,电子束蒸发Al2O3固态源能获得化学配比接近蒸发源的Al2O3薄膜.X射线衍射(XRD)测试说明,不论衬底是硅还是多晶金刚石,当衬底温度为550oC时,PZT在Al2O3过渡层上呈现(222)取向的焦绿石相结构.当衬底是金刚石时,通过如下工艺:(1)较低温度(350oC)淀积;(2)空气氛围650oC快速退火5min,可以在Al2O3过渡层上获得高度(101)取向的钙钛矿结构的铁电相PZT薄膜.最后AFM测试显示,在硅衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为9.78nm;而在多晶金刚石衬底上,PZT薄膜的表面均方根粗糙度为17.2nm.

参考文献

[1]	Tarui Y.[A].,1994:7.
[2]	Ishiwara H;Shimamura T;Tokumitsu E .[J].Japanese Journal of Applied Physics Part 1,1997,36:1655.
[3]	Shikata S;Nakahata H;Higaki K.[J].IEEE Transactions on Ultrasonics Symposium Proceedings,1993:277.
[4]	Nakahata H.;Hachigo A.;Higaki K.;Fujii S.;Shikata S.;Fujimori N. .Theoretical study on SAW characteristics of layered structuresincluding a diamond layer[J].IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control,1995(3):362-375.
[5]	Hachigo A.;Malocha D.C. .SAW device modeling including velocity dispersion based on ZnO/diamond/Si layered structures[J].IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control,1998(3):660-666.
[6]	Wu S Y .[J].Ferroelectrics,1976,11:379.
[7]	Matsui Y;Okuyama M;Noda M et al.[J].Applied Physics A:Materials Science and Processing,1982,A28:161.
[8]	Xiong S B;Sakai S .[J].Applied Physics Letters,1999,75:1613.
[9]	Kijima T Matsunaga .[J].Japanese Journal of Applied Physics,1998,37:5171.
[10]	Fujimori Y.;Nakamura T.;Kamisawa A.;Izumi N. .Application of Sr2Nb2O7 family ferroelectric films for ferroelectric memory field effect transistor[J].Japanese journal of applied physics,1998(9B):5207-5210.
[11]	Hirai T;Fujisaki Y;Nagashima K et al.[J].Japanese Journal of Applied Physics,1997,36:5908.
[12]	Tokumitsu E.;Ishiwara H.;Takahashi D. .Characterization of metal-ferroelectric-(metal-)insulator-Semiconductor (MF(M)IS) structures using (Pb, La)(Zr, Ti)O-3 and Y2O3 films[J].Japanese journal of applied physics,2000(9B):5456-5459.
[13]	Higashi G S;Flemming C G .[J].Applied Physics Letters,1989,55:1963.
[14]	Manchanda L.[J].Tech Dig Int Electron Device Meeting,1998:605.
[15]	Fujita H;Imade M;Sakashita M et al.[J].Applied Surface Science,2000,159-160:137.

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