薄膜PPT
合集下载
薄膜材料的表征方法-PPT
❖ 通过测量膜厚可以确定各种薄膜得沉积速率,即 以所测膜厚除以溅射时间得到平均沉积速率,因 此精确测量膜厚变显得尤为重要。
❖ 粗糙度仪法测膜厚得优点就是:
①直观―可以直接显示薄膜得几何厚度与表面(或 厚度)得不均匀;
②精确度高―在精确测量中,精度可达到0、5nm,通 常也能达到2nm,因此常用来校验其它膜厚测试方 法得测试结果;
来观测表面形貌。特别就
是二次电子因它来自样品
本身而且动能小,最能反映
样品表面层形貌信息。一
般都用它观测样品形貌。
图3－2 电子束与表面原子相互 特征X射线可供分析样品
作用图
得化学组分。
❖ 在扫描电子显微镜中,将样品发射得特征X射线送 入X射线色谱仪或X射线能谱仪可进行化学成份 分析。
❖ 当样品得厚度小于入射电子穿透得深度时,一部 分入射电子穿透样品从下表面射出。将这一系列 信号分别接受处理后,即可得到样品表层得各种 信息。SEM技术就是在试样表面得微小区域形成 影像得。下表列出了扫描电子显微镜可提供得样 品表层信息。
❖30keV左右得能量得电子束在入射到样品表面之后,将
与表面层得原子发生各种相互作用,产生二次电子、背散
射电子、俄歇电子、吸收电子、透射电子等各种信号(如
图3-2)。
从图3－2中瞧到,入射电子
束与样品表面相互作用可
产生7种信息。其中最常
用于薄膜分析得就是背散
射电子、二次电子与特征
X射线。前两种信息可用
❖ 扫描电子显微镜就是目前薄膜材料结构研究最直 接得手段之一,主要因为这种方法既像光学金相显 微镜那样可以提供清洗直观得形貌图象,同时又具 有分辨率高、观察景深长、可以采用不同得图象 信息形式、可以给出定量或半定量得表面成分分 析结果等一系列优点。扫描电子显微镜就是目前 材料结构研究得最直接得手段之一。
《薄膜材料》PPT课件
浆料印刷法形成的膜层——厚膜，前者膜厚多，厚～ 200微米
薄膜的真空沉积法优点
可以得到各种材料的膜层 镀料气化方式很多（如电子束蒸发、溅射、气体源等），控 制气氛还可以进行反应沉积
通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择，可以对界面结 构、结晶状态、膜厚等进行控制，还可制取多层膜、复合膜及 特殊界面结构的膜层等。由于膜层表面精细光洁，故便于通过 光刻制取电路图形
特别是可直接印刷电路图形。
典型的成膜方法
电镀和化学镀成膜
是依靠电场反应，使金属从金属盐溶液中析出成 膜的方法
电镀 促进电场析出的还原能量由外部电源提供
化学镀 需添加还原剂，利用自分解而成膜
电镀或化学镀成膜的特点 可对大尺寸基板大批量成膜，与其他成膜方法 相比，设备投资低 需要考虑环境保护问题
为保证金属—半导体间连接为欧姆接触，要求： 金属与半导体的结合部位不形成势垒 对于ｎ型半导体，金属的功函数要比半导体的功函数小 对于ｐ型半导体，与上述相反 金属与半导体结合部的空间电荷层的宽度要尽量窄，电子 直接从金属与半导体间向外迁移受到限制等
2、薄膜材料
导体薄膜材料 电阻薄膜材料 介质薄膜材料 功能薄膜材料
2、薄膜材料 导体薄膜材料
材料的种类及性质 实际情形
单一种导体不可能满足上述所有要求 构成电子电路往往需要多种导体膜的组合
2、薄膜材料 导体薄膜材料
而且 相互连接及电极中往往也不是采用单一金属，而是多种导体膜积 层化，以达到上述各种要求
多层金属组合的实例
2、薄膜材料 导体薄膜材料
从道理上讲，这种方法ຫໍສະໝຸດ 以在任何基板上沉积任何物 质的薄膜，但一般多用于氧化物、氮化物等绝缘材料 及合金材料的成膜
典型的成膜方法 ＣＶＤ法
(推荐)《薄膜物理》PPT课件
氙 (Xe) 二氧化碳 (CO2)
铁 (Fe) 甲烷 (CH4)
氯 (Cl2) 一氧化碳 (CO)
-12.4 -118.0 -62.5 14.7 31.0 3700.0 -82.5
144 -140.2
可以看出，氮、氢、氩、氧和空气等物质的临界温度远低于室
温，所以常温下它们是气体；水蒸气、有机物质和气态金属的
平均自由程与分子密度n和分子直径σ的平方成反比关系
kT 22P
平均自由程与压强成反比，与温度成正比
37
稀薄气体的基本性质
若气体种类和温度一定的情况下
P常数
在25℃的空气情况下
P 0 .66 cm 7 Pa
或 0.667cm
P
38
稀薄气体的基本性质
三、碰撞次数与余弦定律
入射频率：单位时间内，在单位面积的器壁上发生碰撞的分子
RNAk (NA：阿伏伽德罗常数) n= 7.2×1022 P/T (个／m3)
在标准状态下，任何气体分子密度为３×1019 个／cm3 当 P = 1.3 ×10-11 Pa 的真空度时 T = 293 K 则 n = 4 ×103个／cm3
目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强 下，每立方厘米的体积中仍然有几百个气体分子
18
真空的基本知识
PnkT PVM m RT
P： 压强（Pa） n： 气体分子密度（个/m3） V：体积（m3） m：气体质量（kg） M：气体分子量（kg/mol） T： 绝对温度（K） k： 玻尔兹曼常数（1.3810-23J/K） R：气体普适常数（8.314J/K·mol）
19
真空的基本知识
21
真空的基本知识
压强的表示方法： 国际单位：帕斯卡 (Pascal) 其它单位：托 (Torr) 毫米汞柱(mmHg) 毫巴(bar)
铁 (Fe) 甲烷 (CH4)
氯 (Cl2) 一氧化碳 (CO)
-12.4 -118.0 -62.5 14.7 31.0 3700.0 -82.5
144 -140.2
可以看出，氮、氢、氩、氧和空气等物质的临界温度远低于室
温，所以常温下它们是气体；水蒸气、有机物质和气态金属的
平均自由程与分子密度n和分子直径σ的平方成反比关系
kT 22P
平均自由程与压强成反比，与温度成正比
37
稀薄气体的基本性质
若气体种类和温度一定的情况下
P常数
在25℃的空气情况下
P 0 .66 cm 7 Pa
或 0.667cm
P
38
稀薄气体的基本性质
三、碰撞次数与余弦定律
入射频率：单位时间内，在单位面积的器壁上发生碰撞的分子
RNAk (NA：阿伏伽德罗常数) n= 7.2×1022 P/T (个／m3)
在标准状态下，任何气体分子密度为３×1019 个／cm3 当 P = 1.3 ×10-11 Pa 的真空度时 T = 293 K 则 n = 4 ×103个／cm3
目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强 下，每立方厘米的体积中仍然有几百个气体分子
18
真空的基本知识
PnkT PVM m RT
P： 压强（Pa） n： 气体分子密度（个/m3） V：体积（m3） m：气体质量（kg） M：气体分子量（kg/mol） T： 绝对温度（K） k： 玻尔兹曼常数（1.3810-23J/K） R：气体普适常数（8.314J/K·mol）
19
真空的基本知识
21
真空的基本知识
压强的表示方法： 国际单位：帕斯卡 (Pascal) 其它单位：托 (Torr) 毫米汞柱(mmHg) 毫巴(bar)
《薄膜技术及应用》课件
2 未来几年
薄膜技术有望获得持续健康发展，特别是在 光伏、新能源车等领域有着更加广阔的应用 前景。
薄膜技术与现代产业
未来汽车
薄膜技术和新能源汽车实现无 缝对接，开拓先进光伏材料、 电池材料、排放净化材料等领 域。
智慧建筑
薄膜技术的突破将逐步推动我 们的建筑前沿技术的发展，不 断提升建筑性能。
人工智能
应用价值
薄膜技术已经广泛应用于光电子、信息技术、太阳 能、新能源、生物医学等领域。
薄膜技术的分类
磁性材料薄膜技术
磁性材料薄膜技术主要应用于光信息存储材料、 记录材料、传感器等。
金属材料薄膜技术
金属材料薄膜技术主要应用为电阻器、电容器、 电化学传感器、防腐材料等。
半导体薄膜技术
半导体薄膜技术应用于太阳能电池、TFT-LCD、 半导体激光等。
碳基薄膜技术
碳基薄膜技术应用于涂覆材料、涂层材料、防 腐材料、石墨涂层等。
薄膜技术的应用
薄膜技术是当今最先进的材料技术之一。它的应用范围极为广泛。
太阳能行业
薄膜电池比晶体硅太阳电池更轻 薄，更灵活适应市场需求。
信息技术行业
薄膜技术在信息技术领域的应用 包括TFT-LCD、LED显示器、半导 体激光等。
《薄膜技术及应用》PPT 课件
本课程旨在探索薄膜技术的应用及未来展望。从光电子、信息技术、太阳能、 新能源、生物医学、材料科学六大行业入手，深入学习薄膜技术相关知识。
Hale Waihona Puke 么是薄膜技术？薄膜技术是指将材料制备成很薄的薄膜（通常小于1微米），然后进行加工和利用的技术。
制备工艺
薄膜技术的制备工艺包括溅射、化学气相沉积等多 种方法。
4
新能源领域
第二章薄膜的制备ppt课件
在信息显示技术中的应用
在信息存贮技术中的应用
• 第二是在集成电路等电子工业中的应用， 其中，从外延薄膜的生长这一结晶学角 度看也具有显著的成果。
在计算机技术中的应用
在计算机技术中的应用
• 第三是对材料科学的贡献。薄漠制 备是在非平衡状态下进行，和通常的热 力学平衡条件制备材料相比具有：所得 材料的非平衡特征非常明显;可以制取普 通相图中不存在的物质;在低温下可以制 取热力学平衡状态下必须高温才能生成 的物质等优点。
薄膜的主要特性
• 材料薄膜化后，呈现出的一部分主要特性：
•
几何形状效应
• 块状合成材料一般使用粉末的最小尺寸为 纳米至微米，而薄膜是由尺寸为1埃左右的原子
或分子逐渐生长形成的。采用薄膜工艺可以研
制出块材工艺不能获得的物质(如超晶格材料)，
在开发新材料方面，薄膜工艺已成为重要的手
段之一。
非热力学平衡过程
无机薄膜制备工艺
• 单晶薄膜、多晶薄膜和非晶态薄膜在现代微 电子工艺、半导体光电技术、太阳能电池、光纤 通讯、超导技术和保护涂层等方面发挥越来越大 的作用。特别是在电子工业领域里占有极其重要 的地位，例如半导体集成电路、电阻器、电容器、 激光器、磁带、磁头都应用薄膜。
• 薄膜制备工艺包括：薄膜制备方法的选择； 基体材料的选择及表面处理；薄膜制备条件的选 择；结构、性能与工艺参数的关系等。
(2)双蒸发源蒸镀——三温度法
三温度-分子束外延法主要是用 于制备单晶半导体化合物薄膜。从 原理上讲，就是双蒸发源蒸镀法。 但也有区别，在制备薄膜时，必须 同时控制基片和两个蒸发源的温度， 所以也称三温度法。
三温度法 是制备化合物 半导体的一种 基本方法，它 实际上是在V族 元素气氛中蒸 镀Ⅲ族元素， 从这个意义上 讲非常类似于 反应蒸镀。图 示就是典型的 三温度法制备 GaAs单晶薄膜 原理。
《材料物理薄膜物理》课件
《材料物理薄膜物理》 ppt课件
CONTENTS 目录
• 材料物理与薄膜物理概述 • 材料的基本性质 • 薄膜的制备与生长机制 • 薄膜的物理性能与应用 • 材料与薄膜物理与薄膜物理概述
材料物理的定义与重要性
定义
材料物理是一门研究材料结构、性能和应用的科学，主要关注材料的基本组成 、微观结构和宏观性质之间的关系。
CHAPTER 03
薄膜的制备与生长机制
薄膜的制备方法
01
02
03
物理气相沉积法
利用物理过程将材料蒸发 或溅射到基底上形成薄膜 ，包括真空蒸发、溅射和 离子束沉积等。
化学气相沉积法
通过化学反应将气体转化 为固态薄膜，包括热化学 气相沉积和等离子体增强 化学气相沉积等。
液相外延法
在单晶基底上通过控制温 度和成分，使溶质从溶液 中析出，形成单晶薄膜。
介电性能
薄膜的介电常数和介质损耗是其电学 性能的重要参数，影响其在电子和微 波器件中的应用。
薄膜的磁学性能
磁导率与磁损耗
磁性薄膜的磁导率和磁损耗特性决定了其在磁记录、磁传感 器等领域的应用。
磁各向异性
不同方向的磁化行为，影响磁性薄膜的磁学性能和应用。
薄膜的应用领域
光学仪器制造
高反射、高透过的光学薄膜广 泛应用于各种光学仪器制造。
材料在循环应力作用下抵抗断裂的能力， 与其使用寿命密切相关。
材料的热学性质
热容与热导率
描述材料在温度变化时吸收或释放热量的能 力，以及热量在材料内部的传导速度。
热稳定性
材料在温度变化时保持其物理和化学性质稳 定的能力。
热膨胀
材料在温度升高时体积增大的现象。
热辐射
材料发射或吸收电磁辐射的能力，与温度和 波长有关。
CONTENTS 目录
• 材料物理与薄膜物理概述 • 材料的基本性质 • 薄膜的制备与生长机制 • 薄膜的物理性能与应用 • 材料与薄膜物理与薄膜物理概述
材料物理的定义与重要性
定义
材料物理是一门研究材料结构、性能和应用的科学，主要关注材料的基本组成 、微观结构和宏观性质之间的关系。
CHAPTER 03
薄膜的制备与生长机制
薄膜的制备方法
01
02
03
物理气相沉积法
利用物理过程将材料蒸发 或溅射到基底上形成薄膜 ，包括真空蒸发、溅射和 离子束沉积等。
化学气相沉积法
通过化学反应将气体转化 为固态薄膜，包括热化学 气相沉积和等离子体增强 化学气相沉积等。
液相外延法
在单晶基底上通过控制温 度和成分，使溶质从溶液 中析出，形成单晶薄膜。
介电性能
薄膜的介电常数和介质损耗是其电学 性能的重要参数，影响其在电子和微 波器件中的应用。
薄膜的磁学性能
磁导率与磁损耗
磁性薄膜的磁导率和磁损耗特性决定了其在磁记录、磁传感 器等领域的应用。
磁各向异性
不同方向的磁化行为，影响磁性薄膜的磁学性能和应用。
薄膜的应用领域
光学仪器制造
高反射、高透过的光学薄膜广 泛应用于各种光学仪器制造。
材料在循环应力作用下抵抗断裂的能力， 与其使用寿命密切相关。
材料的热学性质
热容与热导率
描述材料在温度变化时吸收或释放热量的能 力，以及热量在材料内部的传导速度。
热稳定性
材料在温度变化时保持其物理和化学性质稳 定的能力。
热膨胀
材料在温度升高时体积增大的现象。
热辐射
材料发射或吸收电磁辐射的能力，与温度和 波长有关。
《薄膜材料简介》课件
随着科技的发展，薄膜材料的性能要求越来 越高，高效能化成为薄膜材料的重要发展趋 势。
环保化
随着环保意识的提高，环保型薄膜材料的需求越来 越大，薄膜材料的环保化成为未来的重要发展方向 。
智能化
随着智能化技术的不断发展，智能化薄膜材 料的应用越来越广泛，成为薄膜材料的重要 发展方向。
面临的挑战
技术创新
溅射沉积
利用高能离子轰击靶材，使靶材 原子或分子被溅射出来，并在基 材表面凝结形成薄膜。
离子镀
利用电场将气体离子加速到基材 表面，通过离子轰击将靶材原子 或分子沉积在基材表面形成薄膜 。
化学气相沉积法
01
常温化学气相沉积
在常温下，将反应气体通过热解 、化学反应等过程在基材表面形 成薄膜。
02
热化学气相沉积
将反应气体加热至较高温度，使 其发生热解或化学反应，在基材 表面形成薄膜。
03
等离子体增强化学 气相沉积
利用等离子体激发反应气体，使 其发生化学反应并在基材表面形 成薄膜。
溶胶-凝胶法
溶液制备
将原料溶解在溶剂中，制备成均一的溶液。
凝胶化
将溶胶进行热处理或引发剂引发，使其形成 凝胶。
溶胶制备
将溶液进行水解、聚合等反应，形成溶胶。
电学特性
薄膜材料具有导电、绝缘、半导电等特性，使其在电子器件、传感器 和能源存储等领域有广泛应用。
用途
光学仪器制造
太阳能电池
利用薄膜材料的高透光性和低反射性，制 造各种光学仪器，如相机镜头、望远镜和 显微镜等。
通过在太阳能电池表面镀制特定光谱选择 吸收的薄膜材料，提高光电转换效率。
显示面板制造
柔性电子产品
能量转换膜
用于燃料电池、太阳能电池和锂电 池等。
环保化
随着环保意识的提高，环保型薄膜材料的需求越来 越大，薄膜材料的环保化成为未来的重要发展方向 。
智能化
随着智能化技术的不断发展，智能化薄膜材 料的应用越来越广泛，成为薄膜材料的重要 发展方向。
面临的挑战
技术创新
溅射沉积
利用高能离子轰击靶材，使靶材 原子或分子被溅射出来，并在基 材表面凝结形成薄膜。
离子镀
利用电场将气体离子加速到基材 表面，通过离子轰击将靶材原子 或分子沉积在基材表面形成薄膜 。
化学气相沉积法
01
常温化学气相沉积
在常温下，将反应气体通过热解 、化学反应等过程在基材表面形 成薄膜。
02
热化学气相沉积
将反应气体加热至较高温度，使 其发生热解或化学反应，在基材 表面形成薄膜。
03
等离子体增强化学 气相沉积
利用等离子体激发反应气体，使 其发生化学反应并在基材表面形 成薄膜。
溶胶-凝胶法
溶液制备
将原料溶解在溶剂中，制备成均一的溶液。
凝胶化
将溶胶进行热处理或引发剂引发，使其形成 凝胶。
溶胶制备
将溶液进行水解、聚合等反应，形成溶胶。
电学特性
薄膜材料具有导电、绝缘、半导电等特性，使其在电子器件、传感器 和能源存储等领域有广泛应用。
用途
光学仪器制造
太阳能电池
利用薄膜材料的高透光性和低反射性，制 造各种光学仪器，如相机镜头、望远镜和 显微镜等。
通过在太阳能电池表面镀制特定光谱选择 吸收的薄膜材料，提高光电转换效率。
显示面板制造
柔性电子产品
能量转换膜
用于燃料电池、太阳能电池和锂电 池等。
《农用塑料薄膜》课件
料薄膜》PPT课件”的PPT,现在准备介绍“农用塑料薄膜生产过程中常见问题及解决方案”,请帮我生成“解决方案” 为标题的内容 解决方案
• 以下是用户提供的信息和标题： • 我正在写一份主题为“《农用塑料薄膜》PPT课件”的PPT,现在准备介绍“农用塑料薄膜生产过程中常见问题及解决方案”,请帮我生成
“解决方案”为标题的内容 • 解决方案
聚酰胺膜：具有较好的保 温性、耐候性和耐久性， 但易老化
农膜发展历程
早期农膜：以聚氯乙烯（PVC）为主要原料，具有透明度高、保温性 好、耐候性强等特点。
现代农膜：采用高分子材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等， 具有更强的耐候性、抗拉强度和保温性能。
功能性农膜：如转光膜、防雾膜等，具有特殊功能，如提高光合作用 效率、减少病害等。
06
农用塑料薄膜生产 过程中常见问题及 解决方案
生产过程中常见问题分析
• 原材料问题：如原材料质量不稳定、杂质过多等 • 生产设备问题：如设备老化、故障等 • 生产工艺问题：如工艺参数设置不当、操作不规范等 • 产品质量问题：如产品厚度不均匀、强度不够等 以下是用户提供的信息和标题： 我正在写一份主题为“《农用塑
• 加强原材料管理：严格筛选原材料，确保质量稳定 • 更新生产设备：及时更新老化设备，提高生产效率 • 优化生产工艺：调整工艺参数，规范操作流程 • 加强质量检测：建立完善的质量检测体系，确保产品质量
解决方案与措施建议
针对不同问题，采取不同的 措施建议
针对生产过程中出现的问题， 提出相应的解决方案
耐化学性：抵 抗化学物质侵
蚀的能力
稳定性：保持 性能稳定的能
力
安全性：无毒、 无害，符合相 关法规和标准
检测方法与标准
• 以下是用户提供的信息和标题： • 我正在写一份主题为“《农用塑料薄膜》PPT课件”的PPT,现在准备介绍“农用塑料薄膜生产过程中常见问题及解决方案”,请帮我生成
“解决方案”为标题的内容 • 解决方案
聚酰胺膜：具有较好的保 温性、耐候性和耐久性， 但易老化
农膜发展历程
早期农膜：以聚氯乙烯（PVC）为主要原料，具有透明度高、保温性 好、耐候性强等特点。
现代农膜：采用高分子材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等， 具有更强的耐候性、抗拉强度和保温性能。
功能性农膜：如转光膜、防雾膜等，具有特殊功能，如提高光合作用 效率、减少病害等。
06
农用塑料薄膜生产 过程中常见问题及 解决方案
生产过程中常见问题分析
• 原材料问题：如原材料质量不稳定、杂质过多等 • 生产设备问题：如设备老化、故障等 • 生产工艺问题：如工艺参数设置不当、操作不规范等 • 产品质量问题：如产品厚度不均匀、强度不够等 以下是用户提供的信息和标题： 我正在写一份主题为“《农用塑
• 加强原材料管理：严格筛选原材料，确保质量稳定 • 更新生产设备：及时更新老化设备，提高生产效率 • 优化生产工艺：调整工艺参数，规范操作流程 • 加强质量检测：建立完善的质量检测体系，确保产品质量
解决方案与措施建议
针对不同问题，采取不同的 措施建议
针对生产过程中出现的问题， 提出相应的解决方案
耐化学性：抵 抗化学物质侵
蚀的能力
稳定性：保持 性能稳定的能
力
安全性：无毒、 无害，符合相 关法规和标准
检测方法与标准
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Page 4
钛酸铋ＢＴＯ薄膜的制备பைடு நூலகம்
钛酸铋 Bi 4 Ti 3 O 12 ， Bismuth 的晶格结构如图所示，以 氧化铋层 Bi 2 O 2 2 和类 钙钛矿层 Bi 2 Ti 3 O 10 2 交替排列而成，是典型层 状钙钛矿结构的铁电材料。 本实验采用溶胶－凝胶工 艺通过优化工艺参数，制 备出无孔洞和裂纹、致密 度较好的、随机叏向的钛 酸铋铁电薄膜。
Page 10
下图是经不同退火温度（650～800℃）处理 后 BTO 薄膜的扫描电镜照片
Page 11
Page 12
H
9
4
COCH
2
3
3 * 5 H 2 O
2 3
COCH
乙二醇甲醚
CH
3
OCH
2
CH
OH
Page 7
（2）前驱体溶液配制（0.1mol/L 50ml Bi 过量 10％）： ①量叏 5.11ml 钛酸四丁酯不乙酰丙酮混合，共约 20ml，加热搅拌促进充分反应，颜色从金黄色转变至深 红色； ②称量 10.67g 硝酸铋不乙二醇甲醚混合，共约 20ml， 用磁力搅拌器搅拌，使之完全溶解为止，为无色透明澄 清溶液； ③将上述溶液混合，加入乙酰丙酮，使溶液体积达到 50ml，用磁力搅拌器搅拌，使溶液充分混合，得到透明 红褐色溶液； ④过滤，主要是除去溶液中较大的胶粒，避免其聚集生 成沉淀影响溶液的稳定性；得到稳定的钛酸铋前驱体溶 液。
钛酸铋ＢＴＯ薄膜的制备
12S011016
薛丽红
目前存储器中普遍使用的半导体随机存储器(SRAM)主 要有两个缺点：（1）挥収性, 即所存储的信息必须在通电 时才能保持，电源一旦消失便丧失所有信息；（2）抗电 磁干扰能力低，对射线辐射相当敏感，这对空间和军事应 用十分丌利。 目前对新型非挥収存储器的要求是：读写速度快；抗 辐射；成本低并可以不硅集成；强度好并耐老化；具有非 破坏性读出能力。这几点要求均有可能通过铁电薄膜存储 器实现。
Page 5
Titanate,
BTO
右图是 Sol －Gel 法制 备 BTO 铁 电薄膜的工 艺流程示意 图。主要分 为两个阶段： 前驱体溶液 制备和铁电 薄膜制备
Page 6
１、钛酸铋前驱体溶液的制备
（1）离子源及溶剂： 钛酸四丁酯 硝酸铋 乙酰丙酮
Ti OC
Bi NO
CH
3
4
Page 8
２、衬底的清洗
我们选择 p 型硅片 p-Si(111)，电阻率为 8～13Ω•cm， 片厚 500 15µm。衬底的洁净程度直接关系到薄膜的生长质 量，我们采用半导体的清洗工艺：
（1）用 1 号清洗液（氨水：双氧水：去离子水＝1：2：5， 体积比）加热煮 15Min左右，温度为 70～80℃； （2）然后用去离子水超声清洗 10Min；
Page 2
目前，铁电薄膜制备工艺主要有以下四种：
1）溅射法 2）MOCVD 技术 3）PLD 法 4）Sol-Gel 法
Page 3
4）Sol-Gel 法 将配制的含有适当配比离子的复合醇盐溶液水解、聚 合形成溶胶，用匀胶机将其均匀甩布在衬底上，经烘干退 火处理形成铁电薄膜。
Sol-Gel 法成功的关键，一是获得稳定的溶胶，二 是在凝胶过程中有效地控制缩聚反应。要获得稳定的溶 胶，金属有机化合物的选择相当重要，其要求包括： （1）高金属含量；（2）在溶剂中有很高的溶解度； （3）热分解时无熔化戒蒸収：（4）室温下稳定，丌凝 聚；（5）不所用其他化合物相容等。
（3）用 2 号清洗液（盐酸：双氧水：去离子水＝1：2：8， 体积比）加热煮 20Min左右，温度为 70～80℃； （4）用去离子水超声清洗 10Min； （5）在去离子水中煮沸 5Min； （6）最后用丙酮超声清洗 10Min。
Page 9
３、薄膜制备
下面是薄膜制备工艺过程： （1）将配制的钛酸铋前驱体溶液用滴管滴在 Si 衬底上， 启动匀胶机匀胶； （2）将甩好的湿膜在 350℃温度下烘干处理 15Min， 使有机溶剂挥収和有机物燃烧，形成无定形态的钛酸铋 薄膜； （3）一次匀胶所得的薄膜厚度大约为 60nm，我们 根据实际需要，一般重复上述匀胶——烘干步骤，得 到所需厚度薄膜为止； （4）将最终薄膜放在管式炉中，在设定温度（550～ 850℃）下，氧气气氛中进行退火，退火时间 30 分钟， 随炉冷却，形成钙钛矿结构的 Bi 4 Ti 3 O 12 铁电薄膜。