PDF《第l 6盎萝3期 重庆建筑》

卜I巷,f ) T 饽嵌第l6盎 萝 3期 重庆建筑工程学院学报1994年 9月3.

C h o n g q i n g I n s t . o f A r c h R& E n g i n . 红外探测器 P T薄膜 的实验研 究' 孙晓松(重庞大 学) ( 重贾 即聊,l 一摘要对用于红外探 洲器 和光声 电子 器件 的P下薄膜的 制奋工艺及热处 理过 程进行1实验研 究.对 多离子束反 应共溅射 法制奋薄膜 , 作 j相应 的 X衍射 、 X P S能 谱及 E P MA分析 .通过实验 , 成功地除 去 1薄膜 中PbO和焦爆石杂质 , 并改善

7 P b T i O, (

0 0

1 ) 的择 优取向程度 .从而为制奋村底 温度 的优 选提供7依 据.关键词 P b T i Oa 薄膜 ,红外线探测器,XP S能谱 中国 法分类号TN3

0 4 .

9 0 ,

5 5 , T N3

0 5 .

9 2 钛酸铅 ( P b T i O ~ ) 是一种众所周 知的铁 电材 料. 它具 有根大的压电和热释电效应 . 近年 在 超导研究受阻 以后 , 国内外许多科学家将 目光 转向了铁 电薄膜的研究 . 因为铁 电薄膜可广 泛 应用 于电子和光 电器件 中n 】 .而铅钛 系铁 电薄膜 , 是 目前最 引人注 目的一大类膜 材料 . 钛酸 铅2]【"掺镧 钛酸 铅(PLT),锆钛酸 铅( P Z T) 以及掺镧 锆钛酸 铅( P L Z T) [ I 等薄膜 , 在 非挥发性 场效应 晶体管 ( P E T S ) 、 红外探测器 、 声表面器件 ( S A W ) 、 光开关 、 光调制器 、 二 次谐波发生 器(SHG) 、 四波混频 ( F WM) 以及光波导 等器 件中均有重要的应用前景 .有些已制成产 品.为此,人们应用了一系列的薄膜制 备技术 , 主 要有 四大 类;

溅射 ( 如t射频( Y f ) 溅射哪 , 离子束溅 射嘲和多离 子束 反应共溅 射(MI B R E C S ) 口)、溶腔一 凝腔(Sol―Ge1)、激光 闪蒸 ( L a s e r A b l a t i o n ) 和化学气相沉积 ( c V D) [ 日】.我们 利用多离 子束反应 共溅射的方法 , 正从 事用于红外 探测仪 的高热 释 电钛酸 铅薄膜 的制 备及样品研究分析 .同其它制 备方法一样 , 制 备中佯品衬底处 于加热状态 , 使其薄膜生 成的化学配 比以及及薄膜外 延生 长成 为一个很难解决的课题 . 根据 P b T i O

3 的性 质,在300~

4 0

0 " C存在 一相 变区, 在8OO℃以上 , 铅 台挥发 .因而 薄膜 中通常 含有 其它 成分,如焦 绿石(P0:Ti0|),氯化 铅(FoO,)等.我们希望在制备过程中 , 利用一种简便的在位后处理方法或者 村底温度 等的控制 , 避免生成或除去这些杂质. 本文 通过薄膜退火 工艺 控制 实验 及相 应z光电子能谱 ( X P S ) , 射 线衍射电子探 针擞区分析 ( E P MA) 的测试分 析研 究,l;

l期对薄膜达到除 去杂质 , 提高 取向度的效果 . l 制 备和 处理工艺 我们采用 多离 子束反应 共溅 射仪 在蓝宝石 ( a ― A I z O , ) 的D0

0 0 ]晶面 晶片村底 上{ 嗫射略 ・ 收请日期

1 9

9 4 ―

0 1 ―

0 8 . 孙 晓橙. 男.1962年生,博士生,重庆大 学光机 暴(630044)弗. №鲫 重庆 建筑工程 学院学报 第l6卷 富 铅的钛酸薄膜 , 膜厚度为

1 l a r n . 衬底温度

5 0

0 ' C~6

0 0 " C. 通过对各种衬底温度下 制 备的薄 膜进 行z射线衍线谱初步分 析, 我 们发现衬底温度为

5 5

0 " C时制 备的 P T膜,具有较 为典 型的 谱图, 根据有关文献和理论分析, 对此薄膜我们利用 s x 一2―15型箱式电阻炉进行了两次不同 工艺的退火处理 . ①

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0 ℃ 保温 2小时 , 在相 变区保温 l 0~

6 0分钟 , 自然退火 冷却法 . ② 根据膜材 料性 质,再进 行75~'C保温2小时 , 温度振荡 热 处理 (