Phương pháp phún xạ được sử dụng cho hầu hết các ô-xít sắt điện và cho phép sử dụng cả bia kim loại và hợp kim để chế tạo các màng mỏng như BST, PZT, PLT, PLZT và hợp chất của barium và chì titanate. Thông thường phương pháp này đòi hỏi tốc độ lắng đọng thấp (<2 nm/phút), áp suất khí trong khoảng 1-10 mtorr và trong việc chế tạo PZT thì bia phún xạ đòi hỏi phải giàu Pb hoặc PbO (để bù lại sự mất chì trong quá trình phún xạ) [5].
Phún xạ màng ô-xít sắt điện có thể thực hiện bằng phún xạ magnetron. Màng mỏng chế tạo bằng phún xạ cho dòng rò khá tốt: khoảng 10 nA/cm2 với màng mỏng PZT 180 nm trên đế [38]. SBT cũng được phún xạ thành công tại NEC và một số nơi khác [3, 34, 43, 63].Yang và các cộng sự đã chế tạo thành công màng mỏng SBT với độ phân cực dư khá tốt 2Pr=19 µC/cm2 sử dụng phún xạ magnetron xoay chiều [65] nhưng lực kháng điện lại tương đối lớn EC=150 kV/cm.
Một kỹ thuật phún xạ khác áp dụng trong chế tạo các màng oxit sắt điện là phún xạ phản ứng nhiều chùm ion (MIBERS). Kỹ thuật này nhằm giảm thiểu các nhược điểm của kỹ thuật phún xạ truyền thống như độ không đồng đều của màng và sự khác biệt lớn về hợp thức hóa học giữa vật liệu bia và màng. MIBERS phún xạ các thành phần riêng lẻ của vật liệu sử dụng các chùm ion khác nhau. Sử dụng kỹ thuật này cho phép đạt được màng PZT chất lượng khá tốt. Tuy nhiên, nhược điểm chính của kỹ thuật này là thiết bị phún xạ khá đắt và thao tác vận hành phức tạp.
Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ có ưu điểm là quy trình ổn định, dễ lặp lại và dễ tự động hóa, độ bám dính của màng với đế tốt, bia để phún xạ thường dùng được lâu vì lớp phún xạ mỏng [1] … Tuy nhiên phương pháp này còn tồn tại một số hạn chế như bia thường khó chế tạo và đắt tiền, hiệu suất sử dụng bia thấp, không kiểm soát được tốc độ mọc màng và màng chế tạo được không đảm bảo đúng hợp thức
hóa học so với bia bốc bay. Bằng phương pháp phún xạ, chúng ta có thể chế tạo màng mỏng PZT hoặc PLZT (111) trên nhiều lại đế khác nhau, gồm cả sapphire. Màng mỏng oxit nói chung và màng sắt điện cấu trúc perovskite nói riêng thể hiện những tính chất sắt điện tốt khi chế tạo ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, khi chế tạo màng mỏng sắt điện và áp điện như PbTiO3, PZT, (Pb,La)(Zr,Ti)O3 ở nhiệt độ cao bằng phương pháp phún xạ thường xảy ra hiện tượng bay hơi một lượng chì (Pb) đáng kể trong thành phần màng mỏng dẫn đến suy giảm các tính chất của màng mỏng. Thêm vào đó phương pháp phún xạ có nhược điểm lớn là sự không đồng nhất khi tạo màng trên đế rộng (8 inch hoặc 12 inch). Tuy nhiên phương pháp này vẫn được sử dụng trong chế tạo FE-FET với vật liệu sắt điện là PZT, PT và cực cổng là BMF [23].
b. Phương pháp lắng đọng laser xung (PLD)
PLD là kỹ thuật chế tạo màng mỏng bằng cách bắn phá một hay nhiều bia bằng chùm tia laser hội tụ công suất cao (khoảng 108W/cm3). Kỹ thuật này lần đầu tiên được sử dụng bởi Smith và Turner vào năm 1965 để chế tạo màng mỏng bán dẫn và điện môi và sau đó được Dijkkamp và các cộng sự sử dụng để chế tạo vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao vào năm 1987. Kỹ thuật bốc bay này đã được sử dụng cho tất cả các loại oxit, nitrit, cacbua cũng như được sử dụng để chế tạo các hệ kim loại, thậm chí cả polymer mà vẫn đảm bảo hợp thức hóa học của thành phần màng. Hình 1.9 mô tả sơ đồ hệ bốc bay bằng xung laser.