本發(fā)明涉及電子信息材料技術領域,具體為一種新型全透明BZT薄膜變容管及其制備方法。
背景技術:
全透明電子設備是電子技術未來發(fā)展的一個重要方向,其所具有獨特的光學投過性能,將極大地拓展電子設備的應用領域。此外,顯示系統(tǒng)的快速發(fā)展,為了最大可能地提升顯示效果,也需要液晶顯示單元里的電子器件的透明化??梢?,開發(fā)新型全透明電子器件是當務之急。全透明薄膜變容管在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中具有巨大的應用前景,可在透明電路中實現(xiàn)對信號頻率、相位或幅度的調控,進而實現(xiàn)真正意義上的透明移動終端顯示和光學隱身探測等。
目前對透明變容管的研究還甚少,主要是因為半導體薄膜變容管的損耗因子過大且不具有透過性。而介質薄膜變容管由于其金屬電極的使用,導致其也不具備光學透明性。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,具有透明性高、調諧率適中、器件穩(wěn)定性好和成本低廉的特點。
本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1200~1300℃保溫4~10h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中;
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至600~800℃;
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.01~0.3,生長氣壓為0.5~5Pa,濺射功率為50~300W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜;
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品;
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠;
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度110~120℃,時間3~8min;
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求;
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形;
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度300~700℃。
在本發(fā)明中,在介質變容管中,介質明鋯鈦酸鋇薄膜,由于具有介電常數(shù)高、損耗因子小等特點,因而它是制作薄膜變容管的理想材料。制備在Pt電極上的明鋯鈦酸鋇薄膜的調諧率可達到70%以上。此外,明鋯鈦酸鋇薄膜具有較寬的帶隙,在可見光區(qū)具有極高的透過率。
進一步地,所述步驟(1)的原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
進一步地,所述步驟(2)的襯底為商用的石英玻璃襯底。
進一步地,所述步驟(4)的Ar和O2的純度均在99.99%以上。
進一步地,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在100nm~600nm。
進一步地,所述步驟(8)的曝光所得的圖形為插指圖形。
進一步地,所述步驟(9)中,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為100~500nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
進一步地,所述步驟(6)的操作為:利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為3000~6000轉/分鐘,保持時間30~60秒,得到的均勻的光刻機膜。
一種根據(jù)以上新型全透明BZT薄膜變容管制備方法得到的BZT薄膜變容管,包括襯底、襯底三設有BZT薄膜,BZT薄膜上設有插指透明電極。
本發(fā)明一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法及其制備方法,具有如下的有益效果:
(1)本發(fā)明公開的全透明薄膜變容管的透明性高,調諧率適中。且器件穩(wěn)定性好,為透明通訊和顯示設備的開發(fā)和應用提供了優(yōu)良的元器件基礎;
(2)本發(fā)明提供的透明薄膜變容管制備工藝,流程簡單、性能優(yōu)良,具有良好的應用前景。且成本低廉,適合大規(guī)模生產應用。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明新型全透明BZT薄膜變容管的結構示意圖;
附圖2為實施例5中制備BZT薄膜變容管的光學透過性能曲線;
附圖3為實施例5中制備在BZT薄膜變容管的介電性能曲線。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案,下面結合實施例及對本發(fā)明產品作進一步詳細的說明。
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1200~1300℃保溫4~10h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中,襯底為商用的石英玻璃襯底。
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至600~800℃。
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.01~0.3,生長氣壓為0.5~5Pa,濺射功率為50~300W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜,Ar和O2的純度均在99.99%以上,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在100nm~600nm。
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品。
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠,利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為3000~6000轉/分鐘,保持時間30~60秒,得到的均勻的光刻機膜。
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度110~120℃,時間3~8min。
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求,曝光所得的圖形為插指圖形。
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為100~500nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度300~700℃。
以下結合具體實施例進一步進行說明:
實施例1
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1300℃保溫7h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中,襯底為商用的石英玻璃襯底。
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至600℃。
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.2,生長氣壓為5Pa,濺射功率為175W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜,Ar和O2的純度均在99.99%以上,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在100nm。
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品。
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠,利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為6000轉/分鐘,保持時間45秒,得到的均勻的光刻機膜。
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度110℃,時間6min。
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求,曝光所得的圖形為插指圖形。
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為500nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度500℃。
實施例2
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1250℃保溫10h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中,襯底為商用的石英玻璃襯底。
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至700℃。
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.3,生長氣壓為0.5Pa,濺射功率為300W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜,Ar和O2的純度均在99.99%以上,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在350nm。
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品。
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠,利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為3000轉/分鐘,保持時間30~60秒,得到的均勻的光刻機膜。
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度120℃,時間3min。
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求,曝光所得的圖形為插指圖形。
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為300nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度300℃。
實施例3
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1200℃保溫10h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中,襯底為商用的石英玻璃襯底。
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至800℃。
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.01,生長氣壓為2.75Pa,濺射功率為50W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜,Ar和O2的純度均在99.99%以上,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在600nm。
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品。
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠,利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為4500轉/分鐘,保持時間30秒,得到的均勻的光刻機膜。
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度120℃,時間8min。
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求,曝光所得的圖形為插指圖形。
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為500nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度300℃。
實施例4
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)固相燒結法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材:按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,充分混合后壓制成型,置于電爐中于1280℃保溫6h燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體的純度均在99%以上。
(2)襯底送料:將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中,襯底為商用的石英玻璃襯底。
(3)磁控濺射系統(tǒng)調節(jié):將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至1.0×10~3Pa以下,然后加熱襯底至650℃。
(4)磁控濺射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜:在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.13,生長氣壓為3.5Pa,濺射功率為200W,利用磁控濺射沉積得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜,Ar和O2的純度均在99.99%以上,沉積得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通過調節(jié)工藝參數(shù)或者沉積時間控制薄膜厚度,其厚度控制在500nm。
(5)降溫取樣:步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品。
(6)涂光刻膠:步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠,利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為5000轉/分鐘,保持時間38秒,得到的均勻的光刻機膜。
(7)烘干處理:對光刻機膜進行前烘,使令光刻膠中的溶劑揮發(fā)出來,光刻膠得到固化,溫度117℃,時間6min。
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求,曝光所得的圖形為插指圖形。
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將透明電極濺射沉積到樣品表面,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形,所使用的透明電極為銦錫氧化物薄膜電極和鋁鋅氧化物薄膜電極,電極厚度為230nm,電極形狀插指圖形,電極的指寬和指間距在5um和20um。
(10)退火處理:步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度450℃。
實施例4制備所得的變容管具體結構如圖1所示:變容管包括襯底1,襯底1上面設有BZT薄膜2,BZT薄膜2上面設有透明插指電極3。
實施例5
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用固相燒結法制備BaZr0.2Ti0.8O3靶材
按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,純度均為99.9%。經充分混合后,在30Mpa的壓力下壓制成型,最后置于箱式電爐中逐步升溫至1200℃,并保溫10小時,燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;
(2)將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中;
(3)將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至5.0×10-4Pa,然后加熱襯底至700℃;
(4)在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.2,生長氣壓為1.0Pa,濺射功率為100W,利用磁控濺射沉積得到厚度為300nm的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜;
(5)步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品;
(6)步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠。
利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為5000轉/分鐘,保持時間60秒,得到的均勻的光刻機膜,厚度為4um;
(7)對光刻機膜進行前烘,溫度110℃,時間5min;
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求;
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將AZO透明電極濺射沉積到樣品表面,厚度為300nm,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形;
(10)步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度400℃。
對本實施例所得的樣品進行光學透過性能和介電性能測試,具體測試曲線如圖2和圖3所示,經檢測所得的制備全透明BZT薄膜變容管在可見光區(qū)的平均光學透過率為85%,所檢測的介電調諧率為70%(10V電場下)。
實施例6
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用固相燒結法制備BaZr0.2Ti0.8O3靶材
按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,純度均為99.9%。經充分混合后,在30Mpa的壓力下壓制成型,最后置于箱式電爐中逐步升溫至1250℃,并保溫10小時,燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;
(2)將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中;
(3)將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至3.0×10-4Pa,然后加熱襯底至700℃;
(4)在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.2,生長氣壓為1.0Pa,濺射功率為100W,利用磁控濺射沉積得到厚度為500nm的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜;
(5)步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品;
(6)步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠。
利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為3000轉/分鐘,保持時間60秒,得到的均勻的光刻機膜,厚度為6um;
(7)對光刻機膜進行前烘,溫度120℃,時間5min;
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求;
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將ITO透明電極濺射沉積到樣品表面,厚度為200nm,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形;
(10)步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度300℃。
經檢測所得的制備全透明BZT薄膜變容管在可見光區(qū)的平均光學透過率為82%,所檢測的介電調諧率為61%。
實施例7
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用固相燒結法制備BaZr0.2Ti0.8O3靶材
按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,純度均為99.9%。經充分混合后,在30Mpa的壓力下壓制成型,最后置于箱式電爐中逐步升溫至1300℃,并保溫5小時,燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;
(2)將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中;
(3)將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至8.0×10-4Pa以下,然后加熱襯底至600℃;
(4)在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.2,生長氣壓為3.0Pa,濺射功率為200W,利用磁控濺射沉積得到厚度為200nm的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜;
(5)步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品;
(6)步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠。
利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為6000轉/分鐘,保持時間40秒,得到的均勻的光刻機膜,厚度為4um;
(7)對光刻機膜進行前烘,溫度110℃,時間5min;
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求;
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將AZO透明電極濺射沉積到樣品表面,厚度為200nm,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形;
(10)步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度500℃。
經檢測所得的制備的全透明BZT薄膜變容管在可見光區(qū)的平均光學透過率為88%,所檢測的介電調諧率為67%。
實施例8
本發(fā)明公開了一種新型全透明BZT薄膜變容管的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用固相燒結法制備BaZr0.2Ti0.8O3靶材
按BaZr0.2Ti0.8O3對應元素的化學計量比稱取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉體,純度均為99.9%。經充分混合后,在30Mpa的壓力下壓制成型,最后置于箱式電爐中逐步升溫至1300℃,并保溫50小時,燒制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材;
(2)將清潔干燥的石英玻璃襯底放入磁控濺射系統(tǒng)的真空室中;
(3)將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至8.0×10-4Pa以下,然后加熱襯底至800℃;
(4)在步驟(3)系統(tǒng)中,使用O2/Ar混合氣作為生長氣體,O2/Ar比為0.5,生長氣壓為5.0Pa,濺射功率為50W,利用磁控濺射沉積得到厚度為400nm的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜;
(5)步驟(4)停止后,待襯底溫度降至100℃以下時,取出樣品;
(6)步驟(5)結束后,在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻膠。
利用勻膠機將光刻膠均勻的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面;選擇轉速為6000轉/分鐘,保持時間30秒,得到的均勻的光刻機膜,厚度為4um;
(7)對光刻機膜進行前烘,溫度110℃,時間5min;
(8)曝光、顯影與后烘:利用紫外光,采用接觸式曝光方式,滿足微米級線條的精度要求;
(9)濺射鍍膜、剝離:使用磁控濺射工藝,在室溫下將AZO透明電極濺射沉積到樣品表面,厚度為500nm,使用丙酮超聲清洗,將光刻膠剝離掉。襯底表面便留有了具有特定形狀的電極圖形;
(10)步驟(9)結束后,對樣品進行退火處理,退火溫度600℃。
經檢測所得的制備的全透明BZT薄膜變容管在可見光區(qū)的平均光學透過率為83%,所檢測的介電調諧率為63%。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制;凡本行業(yè)的普通技術人員均可按說明書所示和以上所述而順暢地實施本發(fā)明;但是,凡熟悉本專業(yè)的技術人員在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內,可利用以上所揭示的技術內容而作出的些許更動、修飾與演變的等同變化,均為本發(fā)明的等效實施例;同時,凡依據(jù)本發(fā)明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等,均仍屬于本發(fā)明的技術方案的保護范圍之內。