Abstract
脈衝雷射鍍膜法具有計量比容易維持，高鍍膜速率，較低鍍膜溫度，以及可在較高氧分壓下鍍膜等優點，特別適合於多成份之氧化物薄膜的製作。本論文以此法製備鈣鈦礦型鐵電薄膜，經由鍍膜參數的改變，探討脈衝雷射鍍膜的機制與應用薄膜於記憶體之可行性。在不含鉛如鈦酸鋇，鈦酸鍶之系統中，基板溫度愈高，薄膜結晶性愈好，膜表面平整，膜厚較薄，電性較好。750℃，1 mbar氧分壓之鈦酸鋇薄膜之介電常數為485，電荷儲存密度與漏電流密度在外加電場 30 KV/cm下分別為1.14 μC/cm2與0.55 μA/cm2，已符合256 Mb動態存取記憶體之要求。此外,氧分壓太小,會導致高能量之物種撞擊薄膜而產生空位缺陷,導致晶格常數變大,膜裂與電性變差現象;增加氧分壓至 1 mbar,由於物種本身僅是沉積於基板上而無撞擊能力而維持原有晶格常數。含鉛系統如PLZT(5/70/30)和(5/0/100)因為有鉛揮發問題而提高複雜性。PLZT中之物種經光譜分析為Pb，Ti，Ti+，Zr，Zr+，雷射剝離形成之電漿束中並無鉛不足問題，鉛短缺源自於高溫時鉛自基板上再揮發。PLZT薄膜由於Zr的存在會降低鈣鈦礦相於矽基板生成能力o採用SrTiO3或La0.5Sr0.5CoO緩衝層可有效促進鈣鈦礦相生成,抑制pyrochlore 相生成o SrTiO3緩衝層之高(110)從優取向會促進生成高(110)從優取向之PLZT薄膜。