Med utmerkede piezoelektriske og dielektriske egenskaper og en høy Curie-temperatur sammenlignet med andre piezoelektriske filmer, har blyzirkonattitanat (PZT)-filmer blitt brukt på mange felt, fra mikroelektromekaniske systemer (MEMS) til ultralydsensorer til energisamlere, hvor den spiller en nøkkelrolle [1]. I prosessen med materialforberedelse har hvordan man kan forbedre jevnheten og ytelsesstabiliteten til materialer vært en konstant jakt på problemet.
Youcao Ma et al. [2] har vellykket integrert en mikron-tykk PZT-film på en 3-tommers silisiumplate gjennom en kombinasjon av middels temperatur magnetronsputtering og rask varmebehandling (RTP). Spesielt blir jevnheten til PZT-film på hele waferen etter RTP diskutert, inkludert forskjellen i krystallorientering, overflatemorfologi og elementsammensetning i forskjellige posisjoner.
Figur 1 illustrerer at PZT-filmer har lignende (001) gitterorientering, overflatemorfologi og elementfordeling på forskjellige steder, noe som indikerer at RTP-behandling bidrar til å oppnå ensartethet av PZT-filmer. Det kan oppdages at før RTP-behandling er det kun Py-fase i PZT-film, og etter RTP-behandling vises hovedsakelig (001) orientert Pe-fase i PZT-film. I tillegg viste overflaten av PZT-filmer behandlet med RTP tett anordnede søylekorn uten tydelige sprekker eller hull.
De dielektriske og ferroelektriske egenskapene til PZT-filmer i forskjellige posisjoner på skiven etter RTP-behandling vises, inkludert relativ dielektrisk konstant, ferroelektrisk hystereseløkke og dielektrisk tap. Blant dem er overflatemorfologien veldig jevn og det er ingen åpenbare defekter, noe som indikerer at PZT-filmen har god overflatekvalitet. Den relative dielektriske konstanten og dielektriske tap endres med endringen av elektrisk felt, og viser en typisk ferroelektrisk sommerfuglring, som beviser at PZT-filmer har gode ferroelektriske egenskaper. Polarisasjons-elektriske feltkurver viser også typiske ferroelektriske egenskaper, noe som indikerer at PZT-filmer har gode ferroelektriske egenskaper.
Derfor bidrar RTP-behandling til å forbedre mikrostrukturen og egenskapene til PZT-filmer, slik at de har lignende (001) gitterorientering, overflatemorfologi og elementfordeling på forskjellige steder, noe som bidrar til å forbedre jevnheten og ytelsen til filmene.