周巧玲 舒云峰

摘要：基于BaxSr1-xTiO3（BST）在微波调制器件上的应用，采用射频磁控溅射在Si衬底上制备了BST铁电薄膜，利用透射电子显微镜（TEM）对薄膜的内部结构进行了分析，得到BST薄膜的生长方式由最初的随机取向生长转变为最后的（111）面择优取向生长。

关键词：BST薄膜；磁控溅射；TEM

中图分类号：TM27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

1 引言

目前，钛酸锶钡（BaxSr1-x）TiO3（BST）薄膜主要用于集成电容器、光电器件、铁电移相器、铁电存储器、热释电红外探测器阵列等领域[1-4]，人们通常采用射频磁控溅射、金属有机化学气相沉积、脉冲激光沉积和溶胶-凝胶等几种方法来制备它。它之所以得到如此广泛的应用，除了因为具有BaTiO3高介电常数、低介电损耗和SrTiO3结构稳定的特点外，还因为它具有组分均匀，薄膜质量好，可大面积成膜等优点。

本文在研究BST复合陶瓷的基础上，应用射频磁控溅射法在Si衬底上制备了BST铁电薄膜，结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜分析（SEM）对薄膜内部的微观结构进行了TEM分析。

2 实验

2.1 薄膜的制备

选用Si（111）为衬底，溅射靶材的成分为：（Ba0.5Sr0.5TiO3+10wt%MgO）+10wt%Bi1.5ZnNb1.5O7。为了降低BST薄膜和Si衬底由于晶格失配产生的应力和损耗，先应用射频磁控溅射法在衬底上一层MgO缓冲层，然后在MgO缓冲层上沉积BST薄膜，具体溅射工艺条件如表1所示。溅射完后将薄膜置于箱式炉内进行退火处理，将退火温度控制为750℃，升温速率控制为3℃/min，保温2小时。

2.2 透射电镜样品的制备

该研究采用直接制法，采用预先减薄和最终减薄两步进行。

先采用预先减薄的方法将样品减至厚度大约70μm～80μm，再采用离子减薄方式。……