衬底材料对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响

人工晶体学报, 2016, 45(4): 951-955.

衬底材料对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响

娄建忠 ^1, , 李振娜 ^2, , 方晓燕 ^3, , 代秀红 ^4, , 宋安英 ^5, , 宋建民 ^6, , 刘保亭 ^7,

1.河北大学电子信息工程学院,河北省数字医疗工程重点实验室,保定071002

2.河北大学电子信息工程学院,河北省数字医疗工程重点实验室,保定071002

3.河北大学电子信息工程学院,河北省数字医疗工程重点实验室,保定071002

4.河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,保定071002

5.河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,保定071002

6.河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,保定071002

7.河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,保定071002

基金项目: 河北省自然科学基金(E2013201176,E2014201188,E2014201063) 国家自然科学基金(11374086)

关键词：脉冲激光沉积 , Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜 , 外延 , 介电性能

Effect of Substrate Material on Dielectric Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3 Thin Film Interdigital Capacitors

Keywords： pulsed-laser deposition , Ba0.6Sr0.4TiO3 thin film , epitaxial , dielectric propery

采用脉冲激光沉积系统分别在LaAlO3(001)和MgO(001)衬底上沉积了Ba06Sr04TiO3(BST)薄膜,以Pt做电极分别构架了Pt/BST/MgO和Pt/BST/LaAlO3叉指电容器.利用X射线衍射仪、原子力显微镜和Aglient E4980LCR表分别对两种薄膜的结构、表面形貌和介电特性进行表征.研究发现:两种衬底都可以实现BST(001)薄膜的外延生长,MgO和LaAlO3衬底上BST薄膜的晶粒尺寸分别为52 nm和42 nm.在室温40 V偏置电压下,Pt/BST/MgO和Pt/BST/LaAlO3的调谐率分别为39.68％和29.55％,最低损耗分别为0.029和0.053.这说明衬底材料的晶格常数不同,最终导致了BST薄膜介电性能的不同.

参考文献

[1]	Li H;Finder J;Liang Y;Gregory R;Qin W.Dielectric properties of epitaxial Ba0.5Sr0.5TiO3 films on amorphous SiO2 on sapphire[J].Applied physics letters,20057(7):2905-1-2905-3-0.
[2]	W. J. Kim;H. D. Wu;W. Chang.Microwave dielectric properties of strained (Ba_(0.4)Sr_(0.6))TiO_(3) thin films[J].Journal of Applied Physics,20009(9):5448-5451.
[3]	Panda B;Roy A;Dhar A;Ray SK.Thickness and temperature dependent electrical characteristics of crystalline BaxSr1-xTiO3 thin films[J].Journal of Applied Physics,20076(6):64116-1-64116-7-0.
[4]	B. H. Park;E. J. Peterson;Q. X. Jia;J. Lee;X. Zeng;W. Si;X. X. Xi.Effects of very thin strain layers on dielectric properties of epitaxial Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3) films[J].Applied physics letters,20014(4):533-535.

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