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射频磁控溅射 Ba_0.6Sr_0.4TiO₃薄膜表层的XPS研究

唐章东 , 杨传仁 , 廖家轩 , 张继华 , 冷文建 , 陈宏伟 , 符春林

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00713

用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO₂/Si基体上沉积Ba_0.6Sr_0.4TiO₃(BST)薄膜, 用X射线光电子能谱(XPS)研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征. 结果表明, 常规晶化时, BST薄膜表层约3～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST, 随着温度的升高该厚度增加; 快速晶化时, 该厚度减薄至1nm内, 随着温度的升高没有明显增加. 元素的化学态分析结果表明, 非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO₂等污染物, 而与表面吸附的其他元素(如吸附氧)对表层结构的影响有关. GXRD和AFM表明, 致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散, 从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.

关键词: BST , surface layer , crystallization , perovskite structure , XPS

射频磁控溅射Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表层的XPS研究

唐章东 , 杨传仁 , 廖家轩 , 张继华 , 冷文建 , 陈宏伟 , 符春林

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.03.032

用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si基体上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征.结果表明,常规晶化时,BST薄膜表层约3～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST,随着温度的升高该厚度增加;快速晶化时,该厚度减薄至1nm内,随着温度的升高没有明显增加.元素的化学态分析结果表明,非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物,而与表面吸附的其他元素(如吸附氧)对表层结构的影响有关.GXRD和AFM表明,致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散,从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.

关键词: BST , 表层 , 晶化 , 钙钛矿结构 , XPS

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