Abstract
本實驗以射頻磁控濺鍍法鍍製 PZT(40/60)/PZO 異質多層膜，設計出不同週期數之等比例多層膜，以及兩材料不同厚度比例的非等比例多層膜，探討各種結構的結晶行為介電特性、漏電流性質、鐵電特性及抗疲勞特性。實驗所使用的基板為 Pt/Ti/SiO2/Si；以PZT(40/60) 當作第一層，可有效降低其上之 PZO 鈣鈦礦相結晶溫度，同時此成分具有優良的鐵電性及介電性；而 PZO 則具有極佳的抗疲勞性，可改善異質多層膜應用在白金電極上的疲勞性質。 在等比例多層膜方面，當週期數為1時，呈現反鐵電性質；週期數大於2之後的結構，則以鐵電性為主，且隨著週期數增加鐵電性愈佳；推測原因與界面有適當的擴散反應而形成具有鐵電性的介面。等比例多層膜在經過10的9次方反轉後，均無發生疲勞現象；介電常數隨著週期數的增加而上升，其值大於理論上兩材料電容串聯。當週期數達到6時，有本組實驗最佳鐵電性及介電性質。漏電流方面，等比例多層膜的各個條件均比 PZT(40/60) 單層膜來得小，應該與 PZO 具有較佳的抗漏電性而使薄膜整體的漏電流降低。 在非等比例多層膜方面，鍍膜週期數均為6；當dPZT : dPZO = 3:1時雖有最大的殘留極化量，但其經過106反轉就發生疲勞；而以dPZT : dPZO = 2:1的結構，可同時擁有很不錯的鐵電性、介電性，其介電值在1MHz頻率下為494，而 Pr、Ec 值分別為19.35 μC/cm2、49.17 kV/cm，而且經過10的9次方反轉後，其( P* - P^ )還保有初始值的90 %以上，達16.48 μC/cm2，為本實驗最佳參數，提高了 PZT 鐵電薄膜應用於白金電極上的可行性。