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反应溅射法制备铝掺杂氧化锆薄膜及其热稳定性的研究

马春雨 , 李智 , 张庆瑜

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01206

采用反应射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了不同微结构的铝掺杂氧化锆薄膜. 利用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜研究了退火温度对铝掺杂氧化锆薄膜热学稳定性、界面稳定性和表面粗糙度的影响, 探讨了铝掺杂氧化锆薄膜的I-V特性与薄膜的微观状态之间的关系. 研究结果显示: 在铝掺杂氧化锆薄膜中掺入不同量的Al对薄膜的微结构有较大影响, 随着薄膜中Al/Zr原子含量比的增大, 薄膜微结构经历从a-ZrO₂(未掺杂)到t-(Zr,Al)O₂相和c-(Zr,Al)O₂相(Al/Zr=1/4)再到a-(Zr,Al)O₂(Al/Zr=4/5)的变化; 与纯ZrO2薄膜相比, Al掺杂氧化锆(Al/Zr=4/5)薄膜的结晶化温度明显提高, 薄膜热学稳定性得到改善.

关键词: 薄膜物理学 , Al-doped ZrO₂ thin film , magnetron sputtering , thermal stability

反应溅射法制备铝掺杂氧化锆薄膜及其热稳定性的研究

马春雨 , 李智 , 张庆瑜

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.06.039

采用反应射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了不同微结构的铝掺杂氧化锆薄膜.利用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜研究了退火温度对铝掺杂氧化锆薄膜热学稳定性、界面稳定性和表面粗糙度的影响,探讨了铝掺杂氧化锆薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示:在铝掺杂氧化锆薄膜中掺入不同量的Al对薄膜的微结构有较大影响,随着薄膜中Al/Zr原子含量比的增大,薄膜微结构经历从a-ZrO2(未掺杂)到t-(Zr,Al)O2相和c-(Zr,Al)O2相(Al/Zr=1/4)再到a-(Zr,Al)O2(Al/Zr=4/5)的变化;与纯ZrO2薄膜相比,Al掺杂氧化锆(Al/Zr=4/5)薄膜的结晶化温度明显提高,薄膜热学稳定性得到改善.

关键词: 薄膜物理学 , 铝掺杂氧化锆薄膜 , 磁控溅射 , 热稳定性

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