SRO薄膜的直流溅射生长

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SrRuO3(简称SRO)是一种钙钛矿型的导电金属氧化物,室温电阻率约为280μ?-cm,同时还具有高的化学和热稳定性,与目前广泛研究的铁电薄膜(PZT、BST 等)具有类似的晶体结构和良好的晶格匹配性,被公认为铁电薄膜器件理想的电极材料之一。因此,针对SRO 薄膜电极的研究具有重要的应用价值。本论文主要研究SRO 薄膜的生长工艺,为在铁电薄膜器件中的应用奠定基础。首先,本论文开展了筒形SRO 陶瓷靶材的烧结工艺研究,通过大量实验,优化了烧结工艺,其烧结温度为1550℃、保温24 小时。所制备的靶材结构致密、结晶良好。采用倒筒式直流溅射法在LAO 和Pt/Ti/SiO2/Si 基片上沉积SRO 薄膜。系统研究了基片温度、溅射气体压强、O2/Ar 和溅射功率等对薄膜表面形貌、结晶情况的影响,优化了SRO 薄膜的生长工艺参数,制备出了结构致密、表面平整、结晶良好的SRO 薄膜,室温电阻率约为370μ?-cm。在SRO 优化工艺条件下成功生长出了BST/SRO 集成薄膜。BST 薄膜的介电常数约为510,介电损耗为1.6%-2%。居里温度为288K,BST薄膜的I-V 曲线表明:在70KV/cm 电场下,漏电流密度为2×10-7A/cm2。用串联电容模型解释了C-V 曲线中正反偏压下曲线不对称的现象。比较了在相同沉积条件下制备的BST/SRO/Pt 和BST/Pt 的电性能。发现BST/SRO 的损耗和漏电流都小于BST/Pt,表明SRO 是一种良好的电极材料。
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