交替中间热处理BST薄膜介电性能研究

摘要

用溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)薄膜:常规的四层薄膜,在逐层制备过程中,对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment,PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理(称为交替中间热处理(Alternate-preheat-treatment,APT))的八层薄膜. 用XPS研究薄膜表面成分化学态,用SEM和AFM观察表面形貌及晶化,并进行了介电性能测试. 结果表明,常规薄膜介电性能差;经PT,薄膜裂纹和缩孔显著减少,形貌明显改善,表面非钙钛矿结构显著减少,介电性能明显提高;经APT,薄膜形貌进一步改善,平均晶粒大小约30nm,非钙钛矿结构进一步减少,介电损耗明显降低,介电稳定性和介电强度大幅度提高. APT为制备退火温度低及结构均匀致密的纳米晶BST薄膜提供了新方法,可满足低频实用要求. 退火温度对薄膜厚度的影响也进行了讨论.