Abstract
本實驗則利用有機金屬鹽裂解法(metal-organic decomposition, MOD)鍍製具有良好鐵電性質與低漏電流特性之Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT)薄膜，研究中發現，在退火過程中，鉛揮發效應是造成薄電性不佳的主要原因之一，我們試著在起始溶液中添加過量的鉛，以補償退火時的鉛揮發，以期得到高的殘留極化量(Pr)與低的漏電流(JL)，並降低矯頑電場(Ec)。然則，鉛的添加量過高，多餘的氧化鉛會在晶界處生成二次相，造成漏電流量測中的崩潰現象。因此本實驗中，以多層膜披覆方式，適當添加鉛過量比例於MPB組態的PZT薄膜（PbZr0.52Ti0.48O3），藉以改善PZT薄膜品質。我們先固定表面鉛過量層鉛過量比例(Pb1.1Zr0.52Ti0.48O3)，再分別根據不同表面鉛過量層數（每層厚度為0.06μm），鍍製一系列的PZT薄膜。此外，PZT鐵電薄膜特性的改良著眼點不僅僅在於表面鉛過量揮發效應的補償，還必須考慮薄膜底層的鉛含量是否能被保護而不受表面鉛揮發效應的影響。藉由調整表面鉛過量薄膜沉積厚度，我們可以得到在0.12μm Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜上沉積0.12μm Pb1.1(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜的條件下，最佳的殘留極化量Pr=14.6μC/cm2，矯頑電場Ec=55.1kV/cm。此外，利用預先成核技術以脈衝雷射剝鍍法(PLD)鍍製PZT生長緩衝層，更有效提昇了PZT薄膜的鐵電特性，而所得之殘留極化量幾乎為未使用預先成核技術的2倍。我們可以在退火溫度550℃~650℃(1~1.5 h)下，得到殘留極化量Pr=23.2~26.6 μC/cm2，矯頑電場Ec=62.9~69.0 kV/cm。