具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛pzt厚膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛PZT厚膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括：在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層；將PZT漿料涂覆在所述氧化鋅犧牲層上，在200℃～500℃條件下，進(jìn)行1～60分鐘的預(yù)結(jié)晶處理；再在600℃～1000℃條件下，進(jìn)行1～180分鐘的結(jié)晶處理；將表面覆有所述PZT漿料的所述基片置入腐蝕液中，剝離后得到具有微結(jié)構(gòu)的PZT厚膜。本制備方法通過(guò)采用改良漿料和熱處理的工藝，能明顯提高PZT厚膜的表面平整度和致密度。同時(shí)，通過(guò)氧化鋅作為犧牲層的剝離技術(shù)，能克服PZT厚膜難以干凈刻蝕的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛厚膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛？21厚膜的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]錯(cuò)鈦酸鉛(91620616(:1^1(3061-811110？210 膜具有優(yōu)良的鐵電、壓電、熱釋電性能，被廣泛的應(yīng)用于非致冷紅外探測(cè)儀、非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器、微傳感器和微執(zhí)行器等。相對(duì)于？21薄膜，厚度在1微米以上的？21厚膜的制備和圖形化比較困難。
[0003]目前，？21厚膜的制備方法主要是0-3法，相對(duì)于絲網(wǎng)印刷等方法，其具有結(jié)晶溫度低，膜質(zhì)量較好等優(yōu)點(diǎn)，但采用0-3法制備？21厚膜仍存在至少以下缺點(diǎn):制備的？2丁厚膜的膜致密度低、表面粗糙等缺點(diǎn)。？21厚膜的圖形化技術(shù)主要有:濕法腐蝕、干法刻蝕兩種。由于？21的濕法腐蝕中含有腐蝕性較強(qiáng)的酸，所以與半導(dǎo)體和微電子機(jī)械系統(tǒng)的制造工藝兼容性差，并且？21厚膜的濕法腐蝕較為困難，圖形側(cè)向腐蝕較為嚴(yán)重。干法腐蝕存在設(shè)備成本高，終點(diǎn)難以控制，易損傷其它薄膜層等缺點(diǎn)。另外由于0-3法制備的？21厚膜中有大量的？21粉體，所以無(wú)論濕法或干法刻蝕都很容易殘留大量的？21粉體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛？21厚膜的制備方法，用以提高？21厚膜的致密度、平整度，并提高其圖形化的質(zhì)量；在制備過(guò)程中，避免了濕法腐蝕中含有較強(qiáng)的酸造成與半導(dǎo)體和微電子機(jī)械系統(tǒng)的制造工藝兼容性差，濕法腐蝕困難，圖形側(cè)向腐蝕較為嚴(yán)重，干法腐蝕成本高，腐蝕程度難以控制以及濕法腐蝕和干法腐蝕殘留大量的？21粉體等問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的制備方法，所述方法包括:
[0006]在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層；
[0007]將？21漿料涂覆在所述氧化鋅犧牲層上，在2001?5001條件下，進(jìn)行1?60分鐘的預(yù)結(jié)晶處理；
[0008]再在6001?10001條件下，進(jìn)行1?180分鐘的結(jié)晶處理；
[0009]將表面覆有所述？21'漿料的所述基片置入腐蝕液中，剝離后得到具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜。
[0010]優(yōu)選地，所述在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層具體包括:
[0011〕 在基片的表面上淀積或沉積氧化鋅犧牲層；
[0012]在所述氧化鋅犧牲層上涂覆光刻膠；
[0013]對(duì)所述光刻膠進(jìn)行光刻；
[0014]對(duì)光刻后的所述氧化鋅犧牲層進(jìn)行圖形化刻蝕；
[0015]去除所述基片表面的光刻膠。
[0016]優(yōu)選地，所述在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層具體包括:
[0017]在基片表面涂布光刻膠；
[0018]對(duì)所述基片表面進(jìn)行光刻；
[0019]顯影后，在需要制備？21厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠；
[0020]淀積或沉積氧化鋅犧牲層；
[0021]去除所述基片表面的光刻膠。
[0022]優(yōu)選地，所述基片包括娃基片、氣化嫁基片、監(jiān)寶石基片、紅寶石基片、石央基片、砷化鎵基片、碳化硅基片、鍺基片、金剛石基片中的任意一種基片；或表面覆有非金屬膜或金屬膜的任一所述基片；其中所述非金屬膜包括:二氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜中一種或者多種；所述金屬膜包括:？丨八1金屬薄膜或如/0金屬薄膜。
[0023]優(yōu)選地，所述淀積或沉積氧化鋅犧牲層具體包括采用溶膠-凝膠法、金屬有機(jī)物分解法、濺射法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法、脈沖激光沉積法或水熱法中任一方法制備的氧化鋅犧牲層。
[0024]優(yōu)選地，所述氧化鋅犧牲層的厚度為0.01 ^ III?1000 4 III。
[0025]優(yōu)選地，所述？2丁厚膜的厚度為2 9 III?200 9 0。
[0026]優(yōu)選地，所述？2丁漿料的制備過(guò)程為:
[0027]將？21粉末加入？21膠體中；
[0028]采用超聲分散混合成漿料，靜置沉淀后去除大于250=0的顆粒；
[0029]對(duì)去除顆粒的漿料進(jìn)行濃縮、陳化，形成？21漿料。
[0030]優(yōu)選地，所述腐蝕液包括磷酸溶液、!溶液、硝酸和磷酸的腐蝕溶液、磷酸和醋酸的腐蝕溶液、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化銨溶液或氨水腐蝕液中的任一溶液。
[0031]因此，本發(fā)明提供的一種具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的制備方法，本制備方法通過(guò)采用改良漿料和熱處理的工藝，能明顯提高？21厚膜的表面平整度和致密度。同時(shí)，通過(guò)氧化鋅作為犧牲層的剝離技術(shù)，能克服？21厚膜難以干凈刻蝕的問(wèn)題。采用本制備方法制備的具有微結(jié)構(gòu)的厚膜具有工藝兼容性好、對(duì)其它膜層損傷低、圖形化質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的制備方法流程圖；
[0033]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的在基片上制備氧化鋅犧牲層后的剖面圖；
[0034]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的圖形化氧化鋅犧牲層后的剖面圖；
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備？21厚膜后的剖面圖；
[0036]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的剖面圖；
[0037]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1提供的具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但并不意于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的制備方法，用以提高？21厚膜的致密度、平整度，并提高其圖形化的質(zhì)量。
[0040]實(shí)施例1
[0041]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備？21厚膜的方法流程圖。圖2-6提供了制備過(guò)程中各個(gè)步驟的制備過(guò)程示意圖。下面，根據(jù)圖1并結(jié)合圖2-圖6，對(duì)具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]如圖1所示，所述制備方法具體包括如下步驟:
[0043]步驟101，清洗基片。
[0044]具體的，將基片放入酸性清洗液或堿性清洗液進(jìn)行清洗，之后再使用去離子水將基片沖洗干凈。
[0045]所述基片可以為娃基片、氣化嫁基片、監(jiān)寶石基片、紅寶石基片、石央基片、神化嫁基片、碳化硅基片、鍺基片、金剛石基片中的任一基片；或者是表面覆有非金屬膜或金屬膜的上述任意一種基片。其中，所述非金屬膜包括:二氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜中的一種或者多種；所述金屬膜包括:代八1雙層金屬薄膜或者如/0雙層金屬薄膜。
[0046]可選地，也可以是同時(shí)包括上述非金屬膜和金屬膜的基片。
[0047]步驟102，在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層。
[0048]具體地，采用溶膠-凝膠法、金屬有機(jī)物分解法、濺射法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法、脈沖激光沉積法或水熱法中的任意一種方法，在清洗后的基片上制備厚度為0.01 4 111?1000 4 111氧化鋅犧牲層。如圖2所示，在基片上制備氧化鋅犧牲層后的剖面圖。
[0049]在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層可以采用如下兩種方法:
[0050]方法一，先在基片表面上涂正性光刻膠，利用需要制備？21厚膜圖形的負(fù)版對(duì)正性光刻膠進(jìn)行曝光；或者在所述基片表面上涂負(fù)性光刻膠，利用需要制備厚膜圖形的正版對(duì)負(fù)性光刻膠進(jìn)行曝光；由此形成覆于基片上的圖形化的光刻膠層；經(jīng)顯影之后，得到在需要制備？21厚膜的位置保留下來(lái)的光刻膠，并去除了所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠。然后在具有圖形化光刻膠層的基片上選擇性沉積或淀積氧化鋅犧牲層，在形成圖形化氧化鋅犧牲層后采用去膠溶液進(jìn)行去膠處理，將基片上的光刻膠除去，以便于之后在基片上制備？21厚膜。圖形化后的氧化犧牲層的示意圖如圖3所示。
[0051]方法二，在基片上沉積或淀積氧化鋅犧牲層，然后在氧化鋅犧牲層表面涂覆正性光刻膠，利用需要制備？21厚膜圖形的負(fù)版對(duì)正性光刻膠光刻曝光，顯影；或在氧化鋅犧牲層表面上涂負(fù)性光刻膠，利用需要制備？21厚膜圖形的正版對(duì)負(fù)性光刻膠光刻曝光、顯影；然后通過(guò)酸性或者堿性腐蝕液對(duì)去除光刻膠區(qū)域的氧化鋅犧牲層進(jìn)行濕法腐蝕，最后將光刻膠去除，形成覆于基片上的圖形化的氧化鋅犧牲層。
[0052]其中，濕法腐蝕的腐蝕液包括磷酸溶液、!溶液、硝酸和磷酸的腐蝕溶液、磷酸和醋酸的腐蝕溶液、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化銨溶液或氨水腐蝕液中的任意一種溶液。
[0053]步驟103，將？21漿料涂覆在所述氧化鋅犧牲層上，在2001?5001條件下，進(jìn)行1?60分鐘的預(yù)結(jié)晶處理。
[0054]具體地，把？21粉末加入？21膠體中；采用超聲分散混合成漿料；將混合成的漿料靜止放置1-15天沉淀后，去除漿料中大于250=0的粗粉顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮、陳化，即，將濃縮后的漿料再靜止放置5-20天，形成含有細(xì)粉顆粒的、穩(wěn)定的漿料。
[0055]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化氧化鋅犧牲層的基片上制備？21濕膜。在溫度為2001?5001的條件下，將制備的？21濕膜進(jìn)行1?60分鐘的保溫預(yù)結(jié)晶處理。
[0056]步驟104，在6001?10001條件下，進(jìn)行1?180分鐘的結(jié)晶處理。
[0057]具體地，？21濕膜進(jìn)行預(yù)結(jié)晶處理之后，再在溫度為6001?10001的條件下，進(jìn)行保溫1?180分鐘的結(jié)晶處理，最后得到厚度為2 9 0?200 9 0 ？2丁厚膜，如圖4所示。
[0058]步驟105，將表面覆有所述？21漿料的所述基片置入腐蝕液中，剝離后得到具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜。
[0059]完成步驟101至104后，將基片放入溫度為常溫至5001的氧化鋅犧牲層腐蝕液中，腐蝕釋放氧化鋅犧牲層，同時(shí)剝離所述氧化鋅犧牲層之上的？21厚膜。剝離后，保留在所述基片上的？21厚膜即為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法得到的？21厚膜。如圖5、6所示。其中，圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的剖面圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例1提供的具有微結(jié)構(gòu)？21厚膜的俯視圖。
[0060]本發(fā)明提供的實(shí)施例采用改良漿料和熱處理的工藝，能明顯提高？21厚膜的表面平整度和致密度。同時(shí)，通過(guò)氧化鋅作為犧牲層的剝離技術(shù)，能克服？21厚膜難以干凈刻蝕的問(wèn)題，并避免了現(xiàn)有技術(shù)中，直接對(duì)？21厚膜進(jìn)行濕法腐蝕和干法腐蝕的各種問(wèn)題。采用本制備方法制備的具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜具有工藝兼容性好、對(duì)其它膜層損傷低、圖形化質(zhì)量聞等優(yōu)點(diǎn)。
[0061]下述以多個(gè)具體實(shí)例說(shuō)明采用實(shí)施例1所述的制備方法，制備具有微結(jié)構(gòu)的？2丁厚膜的具體過(guò)程。
[0062]實(shí)施例2
[0063]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0064]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置1天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置5天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0065]采用射頻濺射的方法，在清洗干凈的硅基片上制備0.01 9 III的氧化鋅犧牲層；在氧化鋅犧牲層表面上涂正性光刻膠，利用需要制備的？21厚膜圖形的負(fù)版對(duì)正性光刻膠光刻曝光、顯影；將光刻曝光、顯影后的硅基片放入磷酸中，進(jìn)行濕法圖形化氧化鋅犧牲層，得到如圖4所示的圖形化后氧化鋅犧牲層。
[0066]然后，使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？21濕膜，在溫度為2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6501的條件下，進(jìn)行保溫20分鐘的結(jié)晶處理，得到厚度為2 ^ 0的？21厚膜。
[0067]將經(jīng)過(guò)上述工藝后的基片放入磷酸中，刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？21厚膜。
[0068]實(shí)施例3
[0069]本發(fā)明實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0070]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置15天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置20天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0071]清洗氮化鉀基片；在氮化鉀基片上制備厚度為0.019 0的氧化鋅犧牲層；圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程相同，在這里不再贅述。
[0072]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化氧化鋅犧牲層的基片上制備？2丁濕膜；在溫度為5001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，再在溫度為7001的條件下，進(jìn)行保溫60分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為10^ 0的？21厚膜的制備。
[0073]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜，其處理過(guò)程與實(shí)施2的處理過(guò)程相同。
[0074]實(shí)施例4
[0075]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0076]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置10天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置10天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0077]采用金屬有機(jī)物分解法，在清洗干凈的砷化鉀基片上制備5 9 0的氧化鋅犧牲層；在氧化鋅犧牲層表面涂覆負(fù)性光刻膠，利用需要制備的厚膜圖形的正版對(duì)負(fù)性光刻膠進(jìn)行曝光、顯影，形成具有圖形化光刻膠的基片；然后將基片放入磷酸中進(jìn)行刻蝕，形成圖形化氧化鋅犧牲層。
[0078]然后，使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？21濕膜，在溫度為3001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行1分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為8501的條件下，進(jìn)行保溫60分鐘的結(jié)晶處理，得到厚度為4^ 0的？21厚膜。
[0079]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程同實(shí)施例2得到？21厚膜的處理過(guò)程。
[0080]實(shí)施例5
[0081]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0082]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置6天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置15天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0083]采用金屬有機(jī)物分解法，在清洗干凈的藍(lán)寶石基片上制備0.5 9 的氧化鋅犧牲層；圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程可以采用實(shí)施例3的處理過(guò)程或者采用實(shí)施例4中的處理過(guò)程。
[0084]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行60分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6001的條件下，進(jìn)行保溫180分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為20^ 0的？21厚膜的制備。
[0085]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0086]實(shí)施例6
[0087]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0088]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置8天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置12天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0089]在清洗干凈的紅寶石基片表面上涂布光刻膠；對(duì)所述基片表面進(jìn)行光刻；顯影后，在需要制備？21厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠；采用溶膠-凝膠法，淀積15 9 ?。?！的氧化鋅犧牲層；去除所述基片表面的光刻膠，完成氧化鋅犧牲層的圖形化。其中，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0090]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行30分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為10001的條件下，進(jìn)行保溫1分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為30^ 0的？21厚膜的制備。
[0091]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？2丁厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0092]實(shí)施例7
[0093]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0094]將？21粉加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置10天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置18天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0095]在清洗干凈的石英基片表面上涂布光刻膠；對(duì)所述基片表面進(jìn)行光刻；顯影后，在需要制備厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠；采用脈沖激光沉積法，淀積1000 9.11的氧化鋅犧牲層；去除所述基片表面的光刻膠，完成氧化鋅犧牲層的圖形化。其中，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例4相同。
[0096]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6001的條件下，進(jìn)行保溫30分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為200 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0097]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0098]實(shí)施例8
[0099]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜制備的過(guò)程具體為:
[0100]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置7天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置15天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0101]采用水熱法，在清洗干凈的碳化硅基片上制備500 9 III的氧化鋅犧牲層；圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程可以采用實(shí)施例3的處理過(guò)程或者采用實(shí)施例4中的處理過(guò)程。
[0102]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為9001的條件下，進(jìn)行保溫30分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為100 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0103]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0104]實(shí)施例9
[0105]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0106]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置5天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置10天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0107]在清洗干凈的鍺基片表面上涂布光刻膠；對(duì)所述基片表面進(jìn)行光刻；顯影后，在需要制備？21厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠；采用射頻濺射法，淀積1 9 III的氧化鋅犧牲層；去除所述基片表面的光刻膠，完成氧化鋅犧牲層的圖形化。其中，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程可以采用實(shí)施例3的處理過(guò)程或者采用實(shí)施例4中的處理過(guò)程。
[0108]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6001的條件下，進(jìn)行保溫30分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為8 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0109]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0110]實(shí)施例10
[0111]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0112]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置15天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置10天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0113]清洗金剛石基片，采用水熱法，在處理過(guò)的金剛石基片上制備3^ 0的氧化鋅犧牲層；將氧化鋅犧牲層圖形化，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程可以采用實(shí)施例3的處理過(guò)程或者采用實(shí)施例4中的處理過(guò)程。
[0114]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度2501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6501的條件下，進(jìn)行保溫40分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為12 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0115]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上的？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0116]實(shí)施例11
[0117]本發(fā)明實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0118]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置5天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置10天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0119]清洗硅基片，采用射頻濺射法，在清洗干凈的硅基片上制備0.01 9 0的氧化鋅犧牲層；對(duì)氧化鋅犧牲層進(jìn)行圖形化，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0120]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度3501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為8501的條件下，進(jìn)行保溫40分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為15 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0121]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0122]實(shí)施例12
[0123]本發(fā)明實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備一種具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0124]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置3天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置6天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0125]采用射頻濺射法，在表面覆有非金屬氮化硅膜和圖形化？VII金屬薄膜的硅基片上制備厚度為為1 9 III氧化鋅犧牲層；對(duì)氧化鋅犧牲層進(jìn)行圖形化，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2中的處理過(guò)程相同。
[0126]使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝，在圖形化的氧化鋅犧牲層基片上制備？2丁濕膜，在溫度3501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為7501的條件下，進(jìn)行保溫50分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為38 ^ 0的？21厚膜的制備。
[0127]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0128]本實(shí)施例中，雙層金屬薄膜作為？21鐵電厚膜的底電極，用于對(duì)？21厚膜或相關(guān)器件性能的測(cè)量。
[0129]在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，雙層金屬薄膜也可以整膜作為底電極，不需要圖形化。
[0130]實(shí)施例13
[0131]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0132]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置2天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置18天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0133]本實(shí)施例中？21厚膜的制備過(guò)程與實(shí)施例12相同，只是本發(fā)明實(shí)施例，采用清洗干凈的硅基片，首先在硅基片上制備厚度為0.01 4 III?10 4 III的二氧化硅薄膜，然后利用濺射或離子鍍膜設(shè)備，在制備的二氧化硅薄膜表面上制備？〖八1雙層金屬薄膜，并圖形化
XI雙層金屬薄膜。
[0134]進(jìn)一步，采用射頻濺射法，制備厚度為2 9 0的氧化鋅犧牲層；對(duì)氧化鋅犧牲層進(jìn)行圖形化，其中，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2中的過(guò)程相同。
[0135]再進(jìn)一步，使用制備好的？21'漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化后的犧牲層的基片上制備？21濕膜；在溫度4501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為9501的條件下，進(jìn)行保溫10分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為26 ^ 0的？2丁厚膜的制備。
[0136]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0137]實(shí)施例14
[0138]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0139]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置3天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置16天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0140]本發(fā)明實(shí)施例的？21厚膜的制備方法的具體過(guò)程與實(shí)施例12相同，只是本實(shí)施例，使用清洗干凈的硅基片，首先在硅基片上制備厚度為0.01 4 III?10 4 III的二氧化硅和氮化硅的復(fù)合薄膜，然后利用濺射或離子鍍膜設(shè)備，在制備的二氧化硅薄膜表面上制備“1/0雙層金屬薄膜，并圖形化如/0雙層金屬薄膜，所述刻蝕剝離為通過(guò)涂覆光刻膠、曝光、顯影的過(guò)程，具體的圖形化方法與實(shí)施例2中圖形化過(guò)程相同。
[0141]進(jìn)一步，采用射頻濺射法，制備厚度為2 9 0的氧化鋅犧牲層；圖形化氧化鋅犧牲層，其中圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2相同中圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程相同。
[0142]再進(jìn)一步，使用制備好的？21'漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化后的犧牲層的基片上制備？21濕膜；在溫度2501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6001的條件下，進(jìn)行保溫180分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為50^111的？2丁厚膜的制備。
[0143]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0144]實(shí)施例15
[0145]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0146]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置5天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置5天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0147]本實(shí)施例中，使用清洗干凈的硅基片，首先利用濺射或離子鍍膜設(shè)備，在在硅基片上制備？丨八1雙層金屬薄膜，并圖形化？丨八1雙層金屬薄膜。
[0148]在基片表面上涂布光刻膠；并進(jìn)行光刻；顯影后，在需要制備？21厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備？21厚膜的位置之外其他位置的光刻膠；采用射頻濺射法，淀積1 9 III的氧化鋅犧牲層；去除所述基片表面的光刻膠，完成氧化鋅犧牲層的圖形化。
[0149]其中，圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程與實(shí)施例2中圖形化氧化鋅犧牲層的過(guò)程相同。再進(jìn)一步，使用制備好的？21漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化后的犧牲層的基片上制備？21濕膜；在溫度3501的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行30分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為9501的條件下，進(jìn)行保溫5分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為30^ 0的？21厚膜的制備。
[0150]刻蝕氧化鋅犧牲層以及剝離氧化鋅犧牲層上的？21厚膜，得到留在基片上？2丁厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0151]實(shí)施例16
[0152]本實(shí)施例采用實(shí)施例1提供的方法制備具有微結(jié)構(gòu)的？21厚膜，？21厚膜的制備過(guò)程具體為:
[0153]將？21粉末加入？21膠體中，通過(guò)超聲分散混合成漿料；將混合后的漿料靜止放置10天，然后去除漿料沉淀后大于250=0的粗顆粒；再對(duì)去除大于250=0粗顆粒后的漿料進(jìn)行濃縮，并將濃縮后的漿料再靜止放置10天，形成含有細(xì)粉的？21漿料。
[0154]本實(shí)施例的？21厚膜的制備過(guò)程與實(shí)施例14相同，只是本發(fā)明實(shí)施例，使用清洗干凈的硅基片，首先在硅基片上制備厚度為0.01 4 III?10 4 III的二氧化硅和氮化硅的復(fù)合薄膜，然后利用濺射或離子鍍膜設(shè)備，在制備的二氧化硅薄膜表面上制備？VII雙層金屬薄膜，并圖形化？丨八1雙層金屬薄膜。
[0155]進(jìn)一步，采用射頻濺射法，制備厚度為3 9 0的氧化鋅犧牲層；圖形化氧化鋅犧牲層，過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0156]再進(jìn)一步，使用制備好的？21'漿料，通過(guò)涂覆工藝在具有圖形化后的犧牲層的基片上制備？21濕膜；在溫度2001的條件下，對(duì)？21濕膜進(jìn)行10分鐘保溫的預(yù)結(jié)晶處理，然后再在溫度為6501的條件下，進(jìn)行保溫40分鐘的結(jié)晶處理，來(lái)完成厚度為36 9 0的？2丁厚膜的制備。
[0157]剝離圖形化？21厚膜的過(guò)程與實(shí)施例2相同。
[0158]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有微結(jié)構(gòu)鋯鈦酸鉛PZT厚膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層； 將PZT漿料涂覆在所述氧化鋅犧牲層上，在200°C?500°C條件下，進(jìn)行I?60分鐘的預(yù)結(jié)晶處理； 再在600°C?1000°C條件下，進(jìn)行I?180分鐘的結(jié)晶處理； 將表面覆有所述PZT漿料的所述基片置入腐蝕液中，剝離后得到具有微結(jié)構(gòu)的PZT厚膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層具體包括: 在基片的表面上淀積或沉積氧化鋅犧牲層； 在所述氧化鋅犧牲層上涂覆光刻膠； 對(duì)所述光刻膠進(jìn)行光刻； 對(duì)光刻后的所述氧化鋅犧牲層進(jìn)行圖形化刻蝕； 去除所述基片表面的光刻膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基片的表面制備圖形化的氧化鋅犧牲層具體包括: 在基片表面涂布光刻膠； 對(duì)所述基片表面進(jìn)行光刻； 顯影后，在需要制備PZT厚膜的位置保留光刻膠，并去除所述需要制備PZT厚膜的位置之外其他位置的光刻膠； 淀積或沉積氧化鋅犧牲層； 去除所述基片表面的光刻膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片包括硅基片、氮化鎵基片、藍(lán)寶石基片、紅寶石基片、石英基片、砷化鎵基片、碳化硅基片、鍺基片或金剛石基片中的任一基片；或表面覆有非金屬膜或金屬膜的任一所述基片；其中所述非金屬膜包括:二氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜中一種或者多種；所述金屬膜包括:Pt/Ti金屬薄膜或Au/Cr金屬薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述淀積或沉積氧化鋅犧牲層具體包括采用溶膠-凝膠法、金屬有機(jī)物分解法、濺射法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法、脈沖激光沉積法或水熱法中任一方法制備的氧化鋅犧牲層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化鋅犧牲層的厚度為0.01 μ m?1000 μ mD
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PZT厚膜的厚度為2μ m?200 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PZT漿料的制備過(guò)程為: 將PZT粉末加入PZT膠體中； 采用超聲分散混合成漿料，靜置沉淀后去除大于250nm的顆粒； 對(duì)去除顆粒的漿料進(jìn)行濃縮、陳化，形成PZT漿料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐蝕液包括磷酸溶液、HBr溶液、硝酸和磷酸的腐蝕溶液、磷酸和醋酸的腐蝕溶液、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化銨溶液或氨水腐蝕液中的任一溶液。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104311007SQ201410515474
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】李俊紅, 任偉, 汪承灝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所