專利名稱：一種射頻濺射制備織構(gòu)化鈦酸鍶鋇介電陶瓷薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻濺射制備(111)織構(gòu)(Ba,SivJTi(X,介電陶 瓷薄膜的方法，即通過陶瓷靶材，優(yōu)化工藝參數(shù)，制備出單一鈣鈦礦 相的(111)織構(gòu)的(Ba,Siv》Ti03介電陶瓷薄膜，制備出的BST薄膜 具有大的高的可調(diào)性、介電常數(shù)、較低的損耗以及低的漏電流。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)五十年代以來，鈣鈦礦型鐵電固溶體一直是人們感興 趣的研究對象。BaTi03是最早發(fā)現(xiàn)的一種鈣鈦礦型鐵電體，其特點是 介電常數(shù)大、非線性強、有明顯的溫度、頻率依賴性。SrTi03性能 穩(wěn)定、絕緣性好、溫度系數(shù)小、介電損耗小，SrTi03是一種先兆型鐵 電體，由熱力學(xué)理論推算其居里溫度點Tc;為3.0K左右。人們通常以 Sr原子取代BaTi03中的Ba原子，形成(BaxSivxTi03) (BST)。從材料 學(xué)觀點分析，BST是BaTi03和SrTi03固溶體，BT和ST電學(xué)性質(zhì)完全 不同，但是BST固溶體卻有非常好的電性能，兼有BT高介電常數(shù)， 低介電損耗和ST結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點。特別是當(dāng)Ba/Sr的比例近于1時， 這種材料具有高的介電常數(shù)、低的介電損耗以及室溫下有很好的可調(diào) 性(在外加一定直流偏壓下，介電常數(shù)能發(fā)生很大的變化)。因此， 其薄膜材料被選用于高頻率敏感微波器件，例如振蕩器、移相器、 延遲線、天線和可調(diào)性濾波器等。另外，鐵電鈦酸鍶鋇薄膜作為一種 新型介電材料，在動態(tài)隨機存儲器(DRAM)上擁有非常好的應(yīng)用前景， 原因在于通過合理選擇Ba/Sr比，能使材料滿足工作條件在室溫范圍 內(nèi)，并能同時具備所要求的不同的性質(zhì)；而同時具備相對較低的漏電 流和高的介電常數(shù)，這正好滿足了 DRAM對電容介電材料的優(yōu)勢。BST 已被認(rèn)為是開發(fā)下一代超大規(guī)模集成電路動態(tài)隨機存儲器(ULSI DRAM)的重要材料。正因為其優(yōu)越的介電/鐵電性能，對鈦酸鍶鋇材料的研究與應(yīng)用開發(fā)已成為大家競相角逐的熱點問題之一。參見[l]H. N. Lee， D. Hesse， N. Zakharov， and U. G5sele， Science (禾斗 學(xué))296， 2006 (2002). [2] C. H. Ahn， K. M. Rabe, and J. -M. Triscone, Science(科學(xué))303， 488 (2004). [3] J. Im， 0. Auciello， P. K. Baumann， S. K. Streiffer， D. Y. Kaufman, and A. R. Krauss， Applied Physics Letters (應(yīng)用物理快報)76， 625 (2000). [4] A.I. Kingon， J. —P. Maria, S. K. Streiffer， Nature (自然)406， 1032 (2000).(BaxSrh)Ti03是此類材料中被研究較多的典型代表。目前許多研 究組都在研究，在不同的單晶襯底(諸如:LaA103、 MgO、 Al力3等) 進行外延生長BST薄膜。近年來，隨著鐵電薄膜制備技術(shù)的突破，薄 膜材料和薄膜制備技術(shù)的研究有了長足的進步，使方便地制備各種鐵 電薄膜成為可能。并且，多晶的BST薄膜的性能已盡可以達(dá)到和外延 薄膜相同的優(yōu)勢。由于半導(dǎo)體集成技術(shù)的進步，在單晶Si上集成轉(zhuǎn) 鈦礦鐵電薄膜越來越多的吸引了人們的研究視線。例如在單晶Si 上通過緩沖層等技術(shù)達(dá)到在Si (100)上生長(100)取向的外延或 者高取向織構(gòu)鐵電/介電薄膜。然而最近在不同取向的單晶MgO上外 延出不同取向的BST薄膜，試驗結(jié)果表明(111)取向的BST薄膜在 可調(diào)微波器件應(yīng)用方面比(100)取向的薄膜具有更大的優(yōu)勢。[5] S. E. Moon， E. —K. Kim， M. —H. Kwak， H. _C. Ryu， Y. —T. Kim， K. -Y. Kang， S. -J. Lee， and W. -J. Kim， Applied Physics Letters (應(yīng)用物理快報)83, 2166 (2003)。但是由于半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，在單晶Si上集成鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 的鐵電薄膜越來越多地吸引了人們的研究視線。然而，到目前為，在 單晶Si上很少能制造生長(111)取向的BST薄膜。本發(fā)明中涉及的 方法不但可以在單晶Si上制備出(111)取向的BST薄膜，而且該鐵 電薄膜在直流電場下具有近50%的可調(diào)性，介電常數(shù)達(dá)到680以上， 介電損耗僅為1.5%。同時，在室溫下，450 kV/cm的場強下漏電流僅 為10-8 A/cm2數(shù)量級。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是在傳統(tǒng)磁控濺射的基礎(chǔ)上，通過對靶間距，濺射功率， 濺射氣氛、氣壓等參數(shù)進行精細(xì)的控制和調(diào)整，在Si單晶上集成得 到滿足化學(xué)劑量比，完全是(111)取向，并且具有優(yōu)異電性能的(BaxSrvjTi03鐵電薄膜。本發(fā)明的優(yōu)點是在單晶硅上可以集成出在微 波器件方面具有優(yōu)勢的(111)取向的BST薄膜，方法可靠，重復(fù)性 好。本發(fā)明的目的是利用傳統(tǒng)的磁控濺射技術(shù)，通過精確控制濺射 工藝參數(shù)，在Si單晶上制備出具有優(yōu)異電性能，并且更適合微波器 件使用的(111)取向的BST薄膜。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種射頻濺射制備(111)織構(gòu)(Ba,Srh)Ti03介電陶瓷薄膜的方法，其特征是包括下列步驟(1) 、將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè) 備，沉積90-110nm厚的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 。C退火0. 5-1. 5小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并 在200-500 。C室溫空氣中退火得到(111)取向的Pt涂覆的Si基襯 底最為最終沉積BST薄膜的襯底；(2) 、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材20-30小時；(3) 、在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度 為550-700 °C，靶和基片的距離為40-80腿的條件下，采用射頻濺 射法沉積200-240 nm厚的(BaxSiVx)Ti03介電陶瓷薄膜，濺射完畢后， 在總壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。射頻濺射制備(111)織構(gòu)(Ba,Srv》Ti03介電陶瓷薄膜的方法， 優(yōu)選步驟是(1) 、將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè) 備，沉積95-105醒后的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 °C退火0. 75-1. 2小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并 在200-500 。C室溫空氣中退火得到(111)取向的Pt涂覆的Si基襯 底最為最終沉積BST薄膜的襯底；(2) 、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材22-26小時；(3)、在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度 為550-700 。C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，采用射頻濺 射法沉積210-230nm厚的(BaxSiVx)Ti03介電陶瓷薄膜，濺射完畢后， 在總壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。射頻濺射制備(111)織構(gòu)(BaxSivjTi03介電陶瓷薄膜的方法， 優(yōu)選步驟是(1) 、將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè) 備，沉積100nm后的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 ° C退火1小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并在200-500 。C室溫空氣中退火得到(111)取向的Pt涂覆的Si基襯底最為最終 沉積BST薄膜的襯底；(2) 、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材24小時；(3) 、在Ar:。2為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度 為550-700 。C，靶和基片的距離為40-80腿的條件下，采用射頻濺 射法沉積220nm厚的(BaxSiVx)Ti03介電陶瓷薄膜，濺射完畢后，在總 壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。所述陶瓷靶材的制作方法包括下列步驟(1) 、按照化學(xué)計量比稱量純度為99.9%的BaTi03和SrTi03 (摩 爾比為Ba+Sr 二 1)粉末，在兩種粉末的混合物中添加適量乙醇或者 丙酮，然后進行球磨，轉(zhuǎn)速為100-250轉(zhuǎn)/分鐘，時間18-24小時， 使兩種粉末混合均勻；(2) 、將步驟(1)中所得的混合粉末進行干燥處理，1100 。C預(yù) 燒結(jié)4-6個小時，使BaTi03和SrTi03形成(BaxSivx)Ti03固溶體，將預(yù) 燒得到的粉體用研缽研磨，并添加粘合劑聚乙烯醇，干燥，并過80 或100目篩網(wǎng)；(3)、采用10—35Mpa的壓力將上述步驟(2)的粉末壓制成薄 片，直徑為72毫米，厚度為3-5毫米的薄片，將預(yù)燒得到的粉體放 入AU)3坩堝，將壓制好的薄片放入，并用(BaxS:rn)Ti03固溶體粉體 覆蓋薄片，蓋上陶瓷坩堝蓋，隨后將坩堝放入馬弗爐中，以2-5。C/ 分鐘的升溫速率從室溫緩慢升至1400 °C，燒結(jié)4-6小時，再以2-5 ° C/分鐘的降溫速率降至室溫，得到BST陶瓷靶材。本發(fā)明的特點是從晶體結(jié)構(gòu)上看，所制備的BST陶瓷薄膜具有 單一的(lll)擇優(yōu)取向，并且電性能良好，在直流電場下具有近50%的可調(diào)性，介電常數(shù)達(dá)到680以上，介電損耗僅為1.5%左右。同時， 該介電薄膜在室溫下，450 kV/cm的場強下漏電流僅為10—8 A/cm2數(shù) 量級。同時，該發(fā)明方法方法可靠，重復(fù)性好，可以用于制備大面積 陶瓷薄膜。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明

圖1為上述條件下制備得到的BST薄膜的XRD譜圖； 圖2 Agilent 4294A測試得到的介電常數(shù)、介電損耗和電場強度 的關(guān)系曲線；圖3 Keithley 2400源表測試得到的漏電流性能的曲線。
具體實施方式
實施例l:射頻濺射制備(111)織構(gòu)(B^Srh)Ti03介電陶瓷薄膜 的方法，包括下列步驟第一步首先按照化學(xué)計量比稱量高純(99. 9%) BaTi03和SrTi03 (摩爾比為Ba+Sr 二 1)粉末，在兩種粉末的混合物中添加乙醇，進 行球磨100-250轉(zhuǎn)/分鐘，18-24小時，使兩種粉末混合均勻。第二步將第一步所得的粉體1100 。C預(yù)燒結(jié)4-6個小時，加入 適當(dāng)粘結(jié)劑，干燥后IOO目過篩。第三步用10—35Mpa的壓力將上述粉末壓制成直徑72毫米， 厚度3-5毫米的薄片。第四步放入密閉Al203坩堝，并用相同粉體掩埋。第五步將坩堝放入馬弗爐中，以2-5 。C/分鐘的升溫速率從室 溫緩慢升至1400 °C，燒結(jié)4-6小時，再以2-5 。C/分鐘的降溫速率 降至室溫，得到BST陶瓷靶材。第六步將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè)備，沉積105 nm厚的Pt。第七步將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 。C退火1. 1小時以 作為襯底材料。第八步在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比 Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材25小時；第九步在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底 溫度為550-700 °C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，采用射 頻濺射法沉積210 nm厚的(BaxSrh)Ti03介電陶瓷薄膜，在總壓為2 X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下將濺射好的BST薄膜緩慢冷卻到室溫。實施例2:射頻濺射制備(111)織構(gòu)(BsuSrn)Ti03介電陶瓷薄膜 的方法，包括下列步驟第一步首先按照化學(xué)計量比稱量高純(99. 9%) BaTi03和SrTi03 (摩爾比為Ba+Sr 二 1)粉末，在兩種粉末的混合物中添加一定的丙 酮，進行球磨，球磨轉(zhuǎn)速100-250轉(zhuǎn)/分鐘，時間18-24小時，使兩 種粉末混合均勻。第二步將第一步所得的粉體1100 。C預(yù)燒結(jié)4-6個小時，加入 適當(dāng)粘結(jié)劑，干燥后80或100目過篩。第三步用10—35Mpa的壓力將上述粉末壓制成直徑72毫米， 厚度3-5毫米的薄片。第四步放入密閉Al203坩堝，并用相同粉體掩埋。第五步將坩堝放入馬弗爐中，以2-5 。C/分鐘的升溫速率從室 溫緩慢升至1400 。C，燒結(jié)4-6小時，再以2-5 。C/分鐘的降溫速率 降至室溫，得到BST陶瓷靶材。第六步將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺 射設(shè)備，沉積100 nm厚的Pt。第七步將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 °C退火1小時以作 為襯底材料。第八步在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比 Ba+Sr= 1的BST陶瓷耙材24小時；第九步在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度為550-700 。C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，采用射 頻濺射法沉積220 nm厚的(Ba,Srh)Ti03介電陶瓷薄膜，在總壓為2 X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下將濺射好的BST薄膜緩慢冷卻到室溫。 實施例3:射頻濺射制備(111)織構(gòu)(BaxSiVx)Ti03介電陶瓷薄膜 的方法，包括下列步驟第一步首先按照化學(xué)計量比稱量高純(99. 9%) BaTi03和SrTi03 (摩爾比為Ba+Sr = 1)粉末，在兩種粉末的混合物中添加乙醇，進 行球磨，球磨轉(zhuǎn)速為100-250轉(zhuǎn)/分鐘，時間18-24小時，使兩種粉 末混合均勻。第二步將第一步所得的粉體IIOO 。C預(yù)燒結(jié)4-6個小時，加入 適當(dāng)粘結(jié)劑，干燥后100目過篩。第三步用10—35Mpa的壓力將上述粉末壓制成直徑72毫米， 厚度3-5毫米的薄片。第四步放入密閉A1A坩堝，并用相同粉體掩埋。第五步將坩堝放入馬弗爐中，以2-5 。C/分鐘的升溫速率從室 溫緩慢升至1400 °C，燒結(jié)4-6小時，再以2-5 。C/分鐘的降溫速率 降至室溫，得到BST陶瓷靶材。第六步將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺 射設(shè)備，沉積90 nm厚的Pt。第七步將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 °C退火0. 9小時以 作為襯底材料。第八步第八步在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材26小時。第九步在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底 溫度為550-700 °C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，采用射 頻濺射法沉積225nm厚的(BaxSivjTi03介電陶瓷薄膜，在總壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下將濺射好的BST薄膜緩慢冷卻到室溫。本發(fā)明方法中，經(jīng)過不同的襯底溫度，不同的濺射氣壓得到的薄 膜具有不同的取向和不同的成分，并展現(xiàn)不同的性質(zhì)。結(jié)果顯示，只 有在一定的襯底溫度(550-700 °C)下，濺射氣壓在40-60 Pa下， 得到的薄膜的電性能優(yōu)異，而其他條件下得到的薄膜的性能都存在其他取向，并且性能不理想。圖1是上述條件下制備的BST薄膜的X射線衍射圖譜，它說明這種條件下制備的BST薄膜僅僅具有(111)取向，并且結(jié)晶性能良好，沒有諸如Pt的硅化物之類的雜質(zhì)相產(chǎn)生。圖2是上述條件下制備的BST薄膜介電常數(shù)、介電損耗和電場強 度的關(guān)系曲線?？梢钥闯?，該樣品具有很好的可調(diào)性。在450 kV/cm 的場強下，具有近50%的可調(diào)性。零場下具有介電常數(shù)達(dá)到680以上， 而介電損耗僅為1.5%。在我們的工作中，其它條件制備的BST薄膜 都不具有單一的取向，并且相應(yīng)的可調(diào)性、介電常數(shù)都比改樣品小， 并且介電損耗數(shù)據(jù)比該樣品大。圖3時上述條件下制備的BST薄膜漏電流性能的曲線，其中的插 圖是log(J)對log(E)的關(guān)系轉(zhuǎn)化，可以看出樣品的滿足空間電荷限 制電流理論，并且在450 kV/cm的場強下，漏電流僅為10—8 A/cn^數(shù) 量級。以上幾個方面說明，在傳統(tǒng)的濺射工藝基礎(chǔ)上，經(jīng)過嚴(yán)格控制工 藝參數(shù)(襯底溫度、靶間距，濺射功率，濺射氣氛、濺射氣壓等)， 可以得到具有(111)取向的鈣鈦礦BST介電薄膜，并且所制備的薄 膜具有優(yōu)良的電性能。相應(yīng)的最佳濺射沉積工藝條件為Ar:02在 1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度為550-700 。C，靶和 基片的距離為40-80 mm。
權(quán)利要求
1、一種射頻濺射制備(111)織構(gòu)(BaxSr1-x)TiO3介電陶瓷薄膜的方法，其特征是包括下列步驟(1)、將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè)備，沉積90-110nm厚的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500℃退火0.5-1.5小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并在200-500℃室溫空氣中退火得到(111)取向的Pt涂覆的Si基襯底最為最終沉積BST薄膜的襯底；(2)、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr＝1的BST陶瓷靶材20-30小時；(3)、在Ar∶O2為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100mTorr，襯底溫度為550-700℃，靶和基片的距離為40-80mm的條件下，采用射頻濺射法沉積200-240nm厚的(BaxSr1-x)TiO3介電陶瓷薄膜，濺射完畢后，在總壓為2×103-5×104Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻濺射制備織構(gòu)化鈦酸鍶鋇介電陶 瓷薄膜的方法，，其特征是(1) 、將釆用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè) 備，沉積95-105nm厚的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 QC退火0. 75-1. 2小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并 在200-500 。C室溫空氣中退火得到(lll)取向的Pt涂覆的Si基襯 底最為最終沉積BST薄膜的襯底；(2) 、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材22-26小時；(3) 、在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度 為550-700 。C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，采用射頻濺 射法沉積210-230nm厚的(Ba,Sr,i)Ti03介電陶瓷薄膜，濺射完畢后， 在總壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻濺射制備織構(gòu)化鈦酸鍶鋇介 電陶瓷薄膜的方法，，其特征是(1)、將采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝洗干凈的單晶Si片，放入濺射設(shè) 備，沉積100nm后的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500 °C退火1小時以作為襯底或直接鍍Pt于單晶Si襯底上，并在200-500 。C室溫空氣中退火得到(111)取向的Pt涂覆的Si基襯底最為最終 沉積BST薄膜的襯底；(2) 、在濺射設(shè)備中采用射頻功率預(yù)濺射滿足化學(xué)劑量比Ba+Sr = 1的BST陶瓷耙材24小時；(3) 、在Ar:02為1.5-1范圍內(nèi)，總壓10-100 mTorr，襯底溫度 為550-700 。C，靶和基片的距離為40-80 mm的條件下，釆用射頻濺 射法沉積220nm厚的(BaxSrv》Ti03介電陶瓷薄膜，濺射完畢后，在總 壓為2X 103-5X 104 Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻濺射制備織構(gòu)化鈦酸鍶鋇介 電陶瓷薄膜的方法，，其特征是所述陶瓷靶材的制作方法包括下列步 驟(1) 、按照化學(xué)計量比稱量純度為99.9%的BaTi03和SrTi03 (摩 爾比為Ba+Sr = 1)粉末，在兩種粉末的混合物中添加適量乙醇或者 丙酮，然后進行球磨，轉(zhuǎn)速為100-250轉(zhuǎn)/分鐘，時間18-24小時， 使兩種粉末混合均勻；(2) 、將步驟(1)中所得的混合粉末進行干燥處理，1100 。C預(yù) 燒結(jié)4-6個小時，使BaTiO:,和SrTi03形成(BaxSiVx)Ti03固溶體，將預(yù) 燒得到的粉體用研缽研磨，并添加粘合劑聚乙烯醇，干燥，并過80 或IOO目篩網(wǎng)；(3) 、采用10—35Mpa的壓力將上述步驟(2)的粉末壓制成薄片， 直徑為72毫米，厚度為3-5毫米的薄片，將預(yù)燒得到的粉體放入八1203 坩堝，將壓制好的薄片放入，并用(Ba,SivJTi03固溶體粉體覆蓋薄片， 蓋上陶瓷坩堝蓋，隨后將坩堝放入馬弗爐中，以2-5 。C/分鐘的升溫 速率從室溫緩慢升至1400 。C，燒結(jié)4-6小時，再以2-5 。C/分鐘的 降溫速率降至室溫，得到BST陶瓷靶材。
全文摘要
一種射頻濺射制備織構(gòu)化鈦酸鍶鋇介電陶瓷薄膜的方法，采用濺射法在經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗過程后的Si片沉積100nm厚的Pt，隨后將鍍鉑的Si片在管式爐中200-500℃退火1小時作為襯底，隨后對滿足化學(xué)劑量比(Ba+Sr＝1)的BST陶瓷靶預(yù)濺射24小時，隨后在Ar∶O₂＝1.5-1，總壓10-100mTorr，襯底溫度為550-700℃，靶和基片的距離為40-80mm的條件下，采用射頻濺射法沉積220nm厚的BST介電陶瓷薄膜，濺射完畢后，在總壓為2×10³-5×10⁴Pa的氧氣氣氛下緩慢冷卻到室溫。本發(fā)明制備的介電陶瓷薄膜，在直流電場下具有近50％的可調(diào)性，介電常數(shù)達(dá)680以上，介電損耗為1.5％，室溫下，450kV/cm的場強時漏電流僅為10^-8A/cm²數(shù)量級。
文檔編號C23C14/08GK101230450SQ20071012087
公開日2008年7月30日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者劉保亭, 軍 杜, 楊志民, 毛昌輝, 毅 王, 峰 魏 申請人:北京有色金屬研究總院