一种氧化钛多层薄膜压敏电阻器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化钛多层薄膜压敏电阻器及其制备方法，属于电子信息材料制备及其应用技术领域。本发明专利技术采用非化学计量比的烧结TiOm作为基质靶材，其他金属或其氧化物为掺杂靶材，通过射频磁控溅射，在载气作用下，在表面平整光洁的导电基片上，制备得到以TiOy-TiOx-TiOy(y＞x)三明治结构为基本单元的薄膜压敏电阻器。用该法制备所述薄膜压敏电阻，沉积条件严格可控、工艺重复性好，可在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。压敏电阻器非线性性能优异、压敏电压可控，特别适合大规模或超大规模集成电路的过压保护，如在电源系统、通讯系统、安防系统、电动机保护、汽车电子系统、家用电器等方面有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能氧化钛多层薄膜压敏电阻器及其制备方法，属于电子信息材料制备及其应用

技术介绍
压敏电阻器(Varistor)是指在一定温度下和某一特定电压范围内具有非线性电流-电压特性、其电阻随着施加的电压增加而急剧减小的一种半导体材料器件。它的应用很广，可以用作抑制输电线路浪涌的阀元件和各种电子元器件的过压保护元件(又叫瞬态电流抑制器或浪涌抑制器)等。目前，商业化的压敏电阻器主要是以氧化锌为基的复合材料电子陶瓷元件。这种压敏电阻材料是用氧化锌和多种其他金属氧化物添加剂混合烧结而成，其中构成压敏电阻的核心材料为氧化锌，其结构包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层，氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层电阻率很高，相接触的两个晶粒之间形成肖特基势垒，成为一个压敏电阻单元，许多单元通过串联组成一个压敏电阻器。即是说ZnO压敏电阻器的压敏性质来自其晶界效应。此外，以其他半导体氧化物(如氧化锡、氧化钛等)为基的复合陶瓷压敏电阻器大多具有类似的结构和作用机制。而随着大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化钛多层薄膜压敏电阻器，其特征在于，所述压敏电阻器含有一个或者多个TiOy‑TiOx‑TiOy三明治结构单元；所述三明治结构上下层TiOy层为非掺杂氧化钛或者为其他金属或其氧化物掺杂的氧化钛，所述三明治结构中间层TiOx层为非掺杂氧化钛或者为其他金属或者氧化物掺杂的氧化钛，且y大于x。

【技术特征摘要】
1.一种氧化钛多层薄膜压敏电阻器，其特征在于，所述压敏电阻器含有一个或者多个
TiOy-TiOx-TiOy三明治结构单元；所述三明治结构上下层TiOy层为非掺杂氧化钛或者为其他
金属或其氧化物掺杂的氧化钛，所述三明治结构中间层TiOx层为非掺杂氧化钛或者为其他金
属或者氧化物掺杂的氧化钛，且y大于x。
2.按照权利要求1所述的氧化钛多层薄膜压敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述方
法采用非化学计量比的烧结TiOm作为基质靶材，其他金属或其氧化物为掺杂靶材，通过射频
磁控溅射，在载气作用下，在表面平整光洁的电学良导体基片上，制备得到以TiOy-TiOx-TiOy(y＞x)三明治结构为基本单元的薄膜压敏电阻器；
所述制备方法包括以下步骤：(1)在磁控溅射设备中，将TiOm基质靶材和掺杂靶材分别
固定在不同靶位上，将清洁基片固定在样品台上；开启机械泵抽至低真空，系统真空度达到
10-1Pa时开启分子泵，直至系统的真空度达到2×10-4Pa以上；(2)通入氩气，首先进行预溅
射2-10分钟，以除去靶材表面的污染物；当辉光稳定下来后，在氩气或在氩气/氧气混合气氛
中，开始依次溅射沉积TiOy、TiOx和TiOy薄膜；(3)多次重复步骤(2)中的沉积溅射过程，
可以得到含多个TiOy-TiOx-TiOy基本结构单元的复合多层薄膜压敏电阻器；(4)从磁控溅射
设备中移出所制备的薄膜样品，分别在基片和薄膜上被电极，即得到所述压敏电阻器。
3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于，(1)所述TiOm基质靶材中m在1.1-1.8
之间；(2)所述基片为高掺杂导电硅片、铜片、铂片中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志坚，苏海霞，符秀丽，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11