Effect of applying electric bias at different thermal stages on the properties of PZT thin films with distinct Zr/Ti ratios

• Main Authors: Liu, Jung-Hsiu, 劉容秀
• Other Authors: Hu, Chen-Ti
• Format: Others
• Language: en_US
• Published: 2010
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/06769948224193390974

碩士 === 國立清華大學 === 材料科學工程學系 === 98 === 本實驗以溶膠凝膠法配置不同Zr/Ti比例之鋯鈦酸鉛(PZT)溶液，以旋鍍方式鍍於Pt/ TiOx/ SiO2/ Si基板，並在鐵電薄膜退火過程中階段性的施加垂直膜面的正負電場，探討在不同階段下施加電場對薄膜特性的影響。本實驗施加於試片之電場約為333KV/cm，遠大於文獻中所提及之電場強度及矯頑電場。 實驗結果顯示，隨著不同成分及不同的加電場條件，均會對其薄膜優選方向、顯微結構以及鐵電特性等有所影響。在Zr/Ti比例為Zr55時，隨著不同的電場條件其優選方向隨之改變；在Holding時施加電場，薄膜趨向random；在Holding and Cooling時加電場，則呈現些微(101)/(110)優選方向；而在Cooling時，優選方向則為(001)/(100)。此外，殘留極化值的表現上，在Holding and Cooling施加正負電場均有較好的表現。至於Zr40及Zr60方面，電場的施加對於其織構的影響不大；然而對Zr40的薄膜，施加正電場可使殘留極化值得到提升，反之，Zr60則是在負電場下有較高的極化值。 經疲勞測試可發現在不同成分下，施加負電場退火之試片其疲勞特性均優於正電場退火，推測在熱處理過程中施加負電場可使累積在底電極及薄膜介面之缺陷(如電動)產生移動，進而改善薄膜的疲勞特性。