铁电薄膜的特征

最近，学术界和工业界的兴趣都集中在铁电薄膜上。这种兴趣是由于这些薄膜作为铁电随机存取存储器(FeRAM)的电容器的重要性。

铁钢薄膜吸引了诸如高介电常数电容器，红外探测器，压电传感器，光调制器，光波导，非易失性存储器芯片和用于动态随机存取存储器（DRAM）的电容器的潜在应用的潜在应用。它们的铁电和电介质特性已被广泛研究，而它们的光学性质已经相对较小地研究。然而，光学常数，例如折射率和消光系数非常重要地对波动和其他光学应用。相位调制的光谱椭圆仪（PMSE）已用于确定PZT和BST材料的光学常数。亚博网站下载

铁电材料亚博网站下载

铁电材料表现出自发的电极化，亚博网站下载自发的意思是即使在没有电场的情况下也会出现极化。铁电的名称是通过类比铁磁材料选择的，铁磁材料即使在没有磁场的情况下也会自发磁化。亚博网站下载然而，这个名字容易引起误解，因为铁电材料中含有铁的成分很少，而铁磁材料中含有铁的成分最多。亚博网站下载

铁电材料是热电材料的亚组，其亚博网站下载是压电材料的亚组。

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钛酸铅（PZT）是非常有用的铁电材料，因为其热电，压电和电光特性。高剩余偏振，高介电常数，低工作电压和低漏电流是PZT薄膜的属性。已广泛研究薄的PZT薄膜在动态随机存取存储器（DRAM）和非易失性随机接入存储器（NVRAM）中应用。

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钛酸锶钡(BST)是用于未来DRAM设备的介电电容器材料，由于其高k性能，可以显著减小电池电容器的尺寸。铁电薄膜的制备方法有溅射法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和脉冲激光烧蚀法。

铁电薄膜表征

成功地进行了不同铁电薄膜的非破坏性表征光谱椭圆光度法(SE)．在190-850nm光谱范围内，以70°入射角采集椭偏测量数据。

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PT（100nm）/ ti / siO上的PTT薄膜已被直接生长₂/同单晶硅衬底。由于Pt的厚度，采用了伪三相模型- air / PZT / Pt -。PZT涂层被描述为使用3层堆栈，其中PZT的密度从底部到顶部表面下降。这种指数变化是用布鲁格曼有效介质近似来描述的。

图1。生成和实验光谱

已经使用adachi-new foruhi高级分散式确定了PZT光学常数。

图2。PZT光学常数

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利用脉冲激光沉积技术(PLD)在抛光蓝宝石衬底上制备了BST薄膜。测量时考虑了透明蓝宝石衬底的背面反射。

下面的模型被用来完美地适合这个样本。它包括覆盖层和各向异性衬底。蓝宝石衬底的光轴垂直于样品的平面。通过添加由50% BST和50%空隙组成的粗糙层，配合得到显著改善。

图3。匹配结果-蓝宝石衬底上的BST

上面的光谱显示了许多干涉条纹。最小的周期对应于蓝宝石的各向异性行为附加到背面反射，而较大的周期是由于BST涂层。

下面的光谱显示了相同的样品，如果蓝宝石有一个未抛光的背面。

图4。模拟BST在没有背面的蓝宝石衬底上的模拟

图5。BST光学常数

结论

光谱椭圆形测定法是表征复杂铁电叠体厚度和光学常数的一种强有力的技术，具有较高的精度和精密度。具体的建模特征包括蓝宝石衬底的各向异性、粗糙的覆盖层和层的不均匀性随深度的变化。

这些信息来源于HORIBA Scientific提供的资料。亚博网站下载

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