(Ta2O5)1-x（TiO2）x陶瓷介电性能的研究

论文摘要

随着超大规模集成电路的发展,寻找能够替代目前使用的电容器件Si 基材料的高介电常数材料是一项急待开展的研究课题。Ta2O5 由于其良好的的介电性能且与半导体制备工艺相兼容性,在电容器和DRAM 存储介质方面展现出了广阔的应用前景,成为很有希望的替代品。但目前的研究重点是纯Ta2O5薄膜,有关块状Ta2O5的研究比较缺乏,因此,本论文参考Cava 与其合作者有关TiO2掺杂后Ta2O5-TiO2介电常数大幅度提高的报导,对Ta2O5-TiO2陶瓷的制备和介电性能进行了研究。本论文首先在常规陶瓷工艺的基础上对（Ta2O5）0.92（TiO2）0.08 陶瓷介电性能进行了研究,并总结出其最佳制备工艺;其次是进行了（Ta2O5）1-x（TiO2）x掺杂改性的研究,分析了TiO2 掺杂量对（Ta2O5）1-x（TiO2）x 材料介电性能的影响,并对其微观机理进行了初步探索;最后,我们根据干压法成瓷后陶瓷性能和结构各向异性的特点,采用切割加工处理方式,对（Ta2O5）1-x（TiO2）x材料介电性能的各向异性进行了研究。本课题的完成,首先,将提供一种满足目前计算机飞速发展的、品质好的、新型的DRAM 材料,并会大幅度地提高计算机的存储效率,有力地促进计算机的发展;其次,还将从理论上、工艺上指导Ta2O5与其它物质掺杂改性的研究及其机理的探索,从而进一步推动新型DRAM 材料的研制。总之,本工作将对计算机的未来发展具有十分重要的意义,进而也将会对社会的科学进步和经济发展产生积极的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 2O₅ 系列材料的研究意义'>1.1 Ta₂O₅系列材料的研究意义
• 2O₅ 系列材料的研究状况'>1.2 Ta₂O₅系列材料的研究状况
• 2O₅ 掺杂不同金属氧化物以改变其介电性能的研究'>1.2.1 Ta₂O₅掺杂不同金属氧化物以改变其介电性能的研究
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x 掺杂改性微观机理的研究'>1.2.2 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x掺杂改性微观机理的研究
• 1.3 本论文主要研究内容
• 第2章 电子陶瓷工艺及实验分析方法
• 2.1 电子陶瓷工艺
• 2.1.1 粉料的准备
• 2.1.2 预烧过程
• 2.1.3 粉料的塑化与成型
• 2.1.4 烧结过程
• 2.1.5 影响陶瓷性能的几个因素
• 2.1.6 陶瓷制备工艺的拟订
• 2.2 实验分析方法
• 2.2.1 差热分析
• 2.2.2 密度测试
• 2.2.3 介电性能的测量
• 2.2.4 X 射线衍射（XRD,X-Ray Diffraction）测试
• 2.2.5 扫描电镜（SEM）测试
• 2O₅）_0.92（TiO₂）_0.08陶瓷最佳制备工艺的确定'>第3章 （Ta₂O₅）_0.92（TiO₂）_0.08陶瓷最佳制备工艺的确定
• 3.1 实验过程
• 3.1.1 样品制备
• 3.1.2 样品测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 制备工艺的确定
• 3.2.2 X 射线分析
• 3.2.3 SEM 显微结构分析
• 3.3 小结
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x体系陶瓷的介电性能研究'>第4章 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x体系陶瓷的介电性能研究
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x 体系陶瓷介电性能的研究'>4.1 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x体系陶瓷介电性能的研究
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷密度与TiO₂ 掺杂量的关系'>4.1.1 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷密度与TiO₂掺杂量的关系
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷介电性能与TiO₂ 掺杂量的关系'>4.1.2 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷介电性能与TiO₂掺杂量的关系
• 2 添加对相结构的影响'>4.2 TiO₂添加对相结构的影响
• 2 添加对微观结构的影响'>4.3 TiO₂添加对微观结构的影响
• 4.4 小结
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷介电各向异性的研究'>第5章 （Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷介电各向异性的研究
• 5.1 介电性能
• 5.1.1 切割与常规样品介电性能比较
• 2O₅）_1-x（TiO₂）_x 陶瓷介电各向异性'>5.1.2 不同成型压力下（Ta₂O₅）_1-x（TiO₂）_x陶瓷介电各向异性
• 5.2 XRD 分析
• 5.3 SEM 分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间申请的专利和发表的论文
• 致谢