题目：射频磁控溅射法制备STO薄膜

摘 要
钛酸锶薄膜(简称STO)做为介电材料因为具有介电常数高、漏电流低、损耗低，热稳定性好等特性，应用于动态存储、大规模集成电路等。由于薄膜性能的优劣会直接影响到相应产品的性能，而随着微电子集成技术、传感器、光电子等相关技术的快速发展，器件的小型化、集成化，多种功能集于一身已成为主流发展趋势。那么，优化薄膜的制备工艺和提高薄膜的性能就成了薄膜研究的重点。
本文利用射频磁控溅射法在Pt/Si上沉积了STO薄膜，并且详细研究了薄膜制备的各个工艺参数。通过相应的测试对薄膜的组分、相结构、厚度、表面形貌、微结构等进行分析。改变制备工艺在Pt/Si上沉积了双层STO薄膜，并研究了其相结构和形貌。上述实验取得以下研究结果：
（1）分别在Pt/Si (111)、Pt/Si (220)取向的基片上沉积了STO薄膜，薄膜呈现择优取向生长。基片的取向会极大程度的诱导薄膜的生长，使薄膜呈现了择优性取向生长。因此可以通过使用不同取向的基片，来获取不同择优取向生长的薄膜。
（2）通过改变溅射时间制备出了不同厚度的STO薄膜，并拟合出溅射时间与薄膜厚度的函数。因此，可以通过改变溅射时间来调节薄膜的厚度。
（3）通过对溅射工艺参数的大量实验研究，得出制备STO薄膜的优化工艺参数：溅射温度500 ℃、溅射气压0.18 Pa、氧气氩气比为20 sccm : 10 sccm、沉积时间90 min、退火处理为700 ℃有氧环境。
（4）500 ℃下在Pt/Si（111）基底沉积，700 ℃有氧环境退火处理，重复一次该工艺制备了双层STO薄膜。溅射原子在基片上有更充足的动能扩散、成核、生长，同时有氧环境中两次退火使得薄膜晶化较为完全。双层的STO薄膜在化学计量比，晶粒尺寸，薄膜平整性，致密性，薄膜晶化程度等方面都比单层薄膜好。