[发明专利]具有压电薄膜的偏置结构及其形成方法

权利要求书

1.一种具有压电薄膜的偏置结构，其特征在于，包括：

底电极；

位于所述底电极表面的压电薄膜；

所述底电极与所述压电薄膜之间的指标参数的差异大于等于最低阈值，所述指标参数与压电薄膜的自发极化相关。

2.根据权利要求1所述的偏置结构，其特征在于，还包括：位于所述电压薄膜表面的顶电极，所述顶电极与所述压电薄膜之间的指标参数的差异大于等于所述最低阈值。

3.根据权利要求1或2所述的偏置结构，其特征在于，所述指标参数包括：功函数、晶格常数以及热膨胀系数中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的偏置结构，其特征在于，所述差异的最低阈值大于等于压电薄膜的对应指标参数的5％；所述差异小于等于压电薄膜的对应指标参数的30％。

5.根据权利要求3所述的偏置结构，其特征在于，所述指标参数包括功函数时：所述底电极和所述压电薄膜的功函数从小到大的方向与所述压电薄膜内自发极化方向相同，和/或，所述顶电极和所述压电薄膜的功函数从小到大的方向与所述压电薄膜内自发极化方向相同，以增强所述压电薄膜的自发极化。

6.根据权利要求3所述的偏置结构，其特征在于，所述指标参数包括功函数时：所述底电极和所述压电薄膜的功函数从小到大的方向与所述压电薄膜内自发极化方向相反，和/或，所述顶电极和所述压电薄膜的功函数从小到大的方向与所述压电薄膜内自发极化方向相反，以减弱所述压电薄膜的自发极化。

7.根据权利要求3所述的偏置结构，其特征在于，所述指标参数包括晶格常数时，所述底电极和所述顶电极中至少一个电极的晶格常数小于所述压电薄膜的晶格常数，以增强所述压电薄膜的自发极化；或者，所述底电极和所述顶电极中至少一个电极的晶格常数大于所述压电薄膜的晶格常数，以减弱所述压电薄膜的自发极化。

8.根据权利要求3所述的偏置结构，其特征在于，所述指标参数包括热膨胀系数时，所述底电极和所述顶电极中至少一个电极的热膨胀系数大于所述压电薄膜的晶格常数，以增强所述压电薄膜的自发极化；或者，所述底电极和所述顶电极中至少一个电极的热膨胀系数小于所述压电薄膜的热膨胀系数，以减弱所述压电薄膜的自发极化。

9.根据权利要求1所述的偏置结构，其特征在于，还包括：位于所述底电极和所述压电薄膜之间的缓冲层；所述缓冲层的功函数位于所述底电极的功函数和压电薄膜的功函数大小之间。

10.根据权利要求2所述的偏置结构，其特征在于，所述底电极包括单层或多层堆叠结构，所述底电极的材料包括金属和导电氧化物中的至少一种；所述顶电极包括单层或多层堆叠结构，所述顶电极的材料包括金属和导电氧化物中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的偏置结构，其特征在于，所述导电氧化物包括SrRuO₃、LaNiO₃、Ba_0.5Sr_0.5RuO₃、La_0.6Sr_0.4MnO₃以及La_0.5Sr_0.5CoO₃中的至少一种；所述金属包括：Pt、Ti、Al、Au以及Cr中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的偏置结构，其特征在于，所述压电薄膜材料包括单层或多层堆叠结构；和/或，所述压电薄膜材料包括AlN、ZnO、PbZr_xTi_1-xO₃、BaTiO₃、K_xNa_1-xNbO₃、PbTiO₃、BiFeO₃、PMN-PT中的至少一种。