一种镧系元素掺杂的钛酸铋薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镧系元素掺杂的钛酸铋薄膜，它包括至少５层材料，每层材料的组分为Ｂｉ（４－ｘ）（１＋ｙ）ＬｎｘＴｉ３Ｏ１２，其中，Ｌｎ为镧系元素中的一种，ｘ为镧系元素的摩尔当量，０．１≤ｘ≤０．８５；元素Ｂｉ要过量加入，ｙ为Ｂｉ以重量计的过量百分数，第一层材料中ｙ为５％～１５％，第二至四层材料中ｙ为１０％～２０％，第五层及五层以上材料中ｙ为１５％～２５％。本发明专利技术还公开了该薄膜的制备方法。本发明专利技术的制备方法成本低，操作简单，所制得的薄膜（１００）取向的择优度高，剩余极化、电滞回线的矩形度等也得到了提高，适于应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于集成铁电压电器件的高择优取向的镧系元素掺杂的钛酸铋 薄膜(BLnT薄膜)及其制备方法，属于微电子新材料领域。
技术介绍
Bi4Ti3O12属于铋系层状钙钛矿家族，其居里点为675°C，是一种高居里点铁电材 料。但是其抗疲劳性比较差，漏电流比较大，且容易老化。研究发现，Bi4Ti3O12铁电薄膜的 抗疲劳性能可以通过镧系元素掺杂得到明显改善。但是由于其特殊的晶体结构，掺杂镧系 元素的Bi4Ti3O12薄膜(简称BLnT薄膜)的铁电和压电性能具有非常强的各向异性。研究 证实，掺量小于0.85摩尔的Bi4_xLnxTi3012薄膜的主极轴是沿着(100)方向的。通常来讲， 采用常规化学或物理方法制备在Pt/Ti/Si02/Si衬底上的BLnT薄膜多呈(117)和(001)为 主的多晶结构。这导致BLnT薄膜的剩余极化和压电常数都比较小，电滞回线的矩形度比较 低(低于70% )，而且多晶BLnT薄膜的微观均勻性比较差，无法满足未来集成器件的要求。 因此制备出高(100)取向的BLnT薄膜是提高剩余极化、压电常数以及微观结构均勻性的最 有效方法。德国马普研究所的Lee等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镧系元素掺杂的钛酸铋薄膜，其特征是：包括至少５层材料，每层材料的组分为Ｂｉ↓［（４－ｘ）（１＋ｙ）］Ｌｎ↓［ｘ］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［１２］，其中，Ｌｎ为镧系元素中的一种，ｘ为镧系元素的摩尔当量，０．１≤ｘ≤０．８５；元素Ｂｉ过量加入，ｙ为Ｂｉ以重量计的过量百分数，第一层材料中ｙ为５％～１５％，第二至四层材料中ｙ为１０％～２０％，第五层及五层以上材料中ｙ为１５％～２５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广达，王金翠，程玲，张红岩，姜波，武卫兵，杨长红，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]