氧化物电极材料的制备及其对bst薄膜介电性能影响的研究

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1、济南大学硕士学位论文iiiiiiiiiii宣iiiiiiiiiiiiii宣iiiii---：--___----m．．Tiiiiiiiiiii摘要氧化物导电薄膜锰酸锶镧(La。．。Sr，Mn03，LSM)、钴酸锶镧(La。，Sr，C00。，LSC)作为铁电薄膜钛酸锶钡(BST)电容器、传感器等的电极材料或缓冲层成为研究热点，广泛应用于微电子学和光电子学。本文采用溶胶一凝胶法在Si(100)基底上制备LSM、LSC导电薄膜，研究了溶胶的性能、组成(La／Sr比)、热处理工艺对导电薄膜性能的影响，并将LSM、LSC薄膜作为BST薄膜的电极材料或缓冲层，研究LSM、LSC薄膜对BST薄膜结

2、构及介电性能的影响。采用溶胶一凝胶法制备了LSM，研究组成对LSM薄膜性能的影响，结果发现随着sr含量的增大，LSM的电阻率呈现先减小后增大的趋势，当sr掺量在0．5时LSM的电阻率达到最小为4．2X10七Q．cm。进一步研究Lao．5Sro．5Mn03溶胶中H20、乙醇／乙酸比对tao5Sro5Mn03薄膜的电阻率影响，结果表明H20的用量与薄膜电阻率成正比，乙醇／乙酸比与薄膜电阻率成反比，在保证能得到澄清透明溶胶的前提下，当H20的用量为Oml，乙醇／乙酸比为4：l时，tao．5Sro．5Mn03薄膜的电阻率最小为3．8x10-2Q·cm。采用正交实验法研究了预处理温度及退火温

3、度对Lao．5Sro,5Mn03薄膜电阻率的影响规律，结果表明在预处理温度为300℃，退火温度为800℃，时间为600s时得到的Lao．5Sro．5Mn03薄膜电阻率晟小，为1．2×10之Q·cm。采用溶胶一凝胶法制备了LSC，研究组成及热处理工艺对LSC薄膜性能的影响规律，结果表明在La／SrI：L为1时，LSC的电阻率达到最小，为1．32×10之Q·cm。Lao．5Sro．5C003的最佳退火温度为750"(2，此时得到的Lao．5Sro．5C003薄膜的电阻率为1．1xlO-3Q·cm。Lao5Sro．5C003薄膜结晶良好，具有明显的钙钛矿结构，晶粒大小均匀无裂纹空洞等缺陷

4、。沉积在Lao．5Sro．．5Mn03、Lao．5Sro．5Coq03电极上的Bal．xSr：iO；薄膜，在x=0．5时，即Bao．5Sro．5Ti03具有最大的介电常数，最低的介质损耗。为钙钛矿结构，结晶良好，无空洞裂纹等缺陷。且比沉积在n上的Bao．sSro．5Ti03薄膜具有更高的介电常数、更低的介电损耗。其中沉积在Lao．5Sro．5C003电极上的BST薄膜具有最大的介电常数和最小的介电损耗关键词：氧化物电极；Lal-xsrxMn03；Lal．。SrxC003；BaH：Sr。Ti03；介电性能济南大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentdecays，conduct

5、iveperovskiteoxideLal．xSrxMn03(LSM)，Lal．xSrxC003(LSC)thinfilms，whichwereintensivelystudiedasbuferlayersorelectrodesofBSTferroeleetricthinfilmsforapplicationsincapacitorandsensordevices，haveattractedmuchattention．Inthispaper，thefabricationoftheLSM，LSCconductivethinfilmsbysol—gelprocessonSi(100)

6、substratewasreported，andtheeffectofSol—Gelproperties，heat-treatmentprocessandLa／Srratioonpropertiesofthinfilmswerediscussedtoo．ThenthestructureanddielectriccapabilityofBST，whicheffectedbyLSM，LSCconductivethinfilmsusedasbuferlayersorelectrodes，wereinvestigated．TheeffectofLa／SrratioonLSMfabricat

7、uedbysol—gelprocessWasstudied，ItisfoundthatwiththeincreaseofSrcontent，theresistanceofLSMiSreduceduntiltheLa／Sr=l，SOwhentheSrcontentiS50％thesmallestresistanceofLSM(4．2×10吐Q·cm)wasobtained．nleeffectofH20，ethanol／acetic-acidratioinSol-Gelo