本论文以常规晶化(CFA)和快速晶化(RTA)为方法来研究非晶态薄膜的晶化过程,通过改变晶化处理温度、时间以及不同的升温速率等工艺条件,并借助于AFM 观测表面形貌和XRD 表征薄膜结晶品质,总结两种不同退火方式下薄膜的晶化规律,并和薄膜生长动力学理论模型相验证。晶化效果可以通过改变晶化工艺条件和退火方式进行控制。提高晶化时间和温度,可以提高晶粒大小和结晶转化率;增大升温速率可以细化晶粒。另外,快速退火和常规退火处理工艺相比,能够改善薄膜晶粒和界面结构,细化晶粒且分布均匀;利用快速循环退火处理工艺,可以提高晶化转化率,同时避免处理时间过长带来的扩散、界面反应等情况。根据转化率,利用JMA 等温方程式获得BST 薄膜晶化的活化能为337kJ/mol,Avrami 指数n 随退火温度的增加而变大。通过分析晶粒大小和退火温度之间的关系,计算了两种不同退火方法以及晶化的两个不同阶段BST 薄膜的活化能E:CFA 分别为97kJ/mol 和358kJ/mol;RTA 分别为256kJ/mol 和847kJ/mol。由两种不同退火方式下晶粒尺寸和退火时间之间的关系,得到公式D∝t~n 。CFA 条件下,1min 到600min,n 约为1/4;RTA 条件下,曲线分成两段,晶粒尺寸在开始退火的短时间内增长迅速,n 约为1/2,以后增长缓慢,n约为1/25。通过计算发现,在较低温度下的晶化主要是缺陷处的非均匀成核和生长过程,较高温度下则以均匀成核和生长为主;随着退火时间的增加,晶粒由独立生长逐渐过渡到相互融合的生长阶段。