本发明专利技术公开了一种全透明BZT薄膜变容管及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材；(2)衬底送料；(3)磁控溅射系统调节；(4)磁控溅射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜；(5)降温取样；(6)涂光刻胶；(7)烘干处理；(8)曝光、显影与后烘；(9)溅射镀膜；(10)退火处理。本发明专利技术的新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法具有透明性高、调谐率适中、器件稳定性好和成本低廉的特点。
A new type of fully transparent BZT film varactor and its preparation method
The invention discloses a novel fully transparent BZT film variable volume tube and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: (1) synthesizing BaZr by solid phase sintering method;
【技术实现步骤摘要】
一种新型全透明BZT薄膜变容管及其制备方法
本专利技术涉及电子信息材料
，具体为一种新型全透明BZT薄膜变容管及其制备方法。
技术介绍
全透明电子设备是电子技术未来发展的一个重要方向，其所具有独特的光学投过性能，将极大地拓展电子设备的应用领域。此外，显示系统的快速发展，为了最大可能地提升显示效果，也需要液晶显示单元里的电子器件的透明化。可见，开发新型全透明电子器件是当务之急。全透明薄膜变容管在现代通信系统中具有巨大的应用前景，可在透明电路中实现对信号频率、相位或幅度的调控，进而实现真正意义上的透明移动终端显示和光学隐身探测等。目前对透明变容管的研究还甚少，主要是因为半导体薄膜变容管的损耗因子过大且不具有透过性。而介质薄膜变容管由于其金属电极的使用，导致其也不具备光学透明性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，具有透明性高、调谐率适中、器件稳定性好和成本低廉的特点。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材：按BaZr0.2Ti0.8O3对应元素的化学计量比称取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉体，充分混合后压制成型，置于电炉中于1200～1300℃保温4～10h烧制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材；(2)衬底送料：将清洁干燥的石英玻璃衬底放入磁控溅射系统的真空室中；(3)磁控溅射系统调节：将磁控溅射系统的本底真空抽至1.0×10～3Pa以下，然后加热衬底至600～800℃；(4)磁控溅射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜：在步骤(3)系统中，使用O2/Ar混合气作为生长气体，O2/Ar比为0.01～0.3，生长气压为0.5～5Pa，溅射功率为50～300W，利用磁控溅射沉积得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜；(5)降温取样：步骤(4)停止后，待衬底温度降至100℃以下时，取出样品；(6)涂光刻胶：步骤(5)结束后，在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻胶；(7)烘干处理：对光刻机膜进行前烘，使令光刻胶中的溶剂挥发出来，光刻胶得到固化，温度110～120℃，时间3～8min；(8)曝光、显影与后烘：利用紫外光，采用接触式曝光方式，满足微米级线条的精度要求；(9)溅射镀膜、剥离：使用磁控溅射工艺，在室温下将透明电极溅射沉积到样品表面，使用丙酮超声清洗，将光刻胶剥离掉。衬底表面便留有了具有特定形状的电极图形；(10)退火处理：步骤(9)结束后，对样品进行退火处理，退火温度300～700℃。在本专利技术中，在介质变容管中，介质明锆钛酸钡薄膜，由于具有介电常数高、损耗因子小等特点，因而它是制作薄膜变容管的理想材料。制备在Pt电极上的明锆钛酸钡薄膜的调谐率可达到70％以上。此外，明锆钛酸钡薄膜具有较宽的带隙，在可见光区具有极高的透过率。进一步地，所述步骤(1)的原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉体的纯度均在99％以上。进一步地，所述步骤(2)的衬底为商用的石英玻璃衬底。进一步地，所述步骤(4)的Ar和O2的纯度均在99.99％以上。进一步地，沉积得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通过调节工艺参数或者沉积时间控制薄膜厚度，其厚度控制在100nm～600nm。进一步地，所述步骤(8)的曝光所得的图形为插指图形。进一步地，所述步骤(9)中，所使用的透明电极为铟锡氧化物薄膜电极和铝锌氧化物薄膜电极，电极厚度为100～500nm，电极形状插指图形，电极的指宽和指间距在5um和20um。进一步地，所述步骤(6)的操作为：利用匀胶机将光刻胶均匀的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面；选择转速为3000～6000转/分钟，保持时间30～60秒，得到的均匀的光刻机膜。一种根据以上新型全透明BZT薄膜变容管制备方法得到的BZT薄膜变容管，包括衬底、衬底三设有BZT薄膜，BZT薄膜上设有插指透明电极。本专利技术一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法及其制备方法，具有如下的有益效果：(1)本专利技术公开的全透明薄膜变容管的透明性高，调谐率适中。且器件稳定性好，为透明通讯和显示设备的开发和应用提供了优良的元器件基础；(2)本专利技术提供的透明薄膜变容管制备工艺，流程简单、性能优良，具有良好的应用前景。且成本低廉，适合大规模生产应用。附图说明附图1为本专利技术新型全透明BZT薄膜变容管的结构示意图；附图2为实施例5中制备BZT薄膜变容管的光学透过性能曲线；附图3为实施例5中制备在BZT薄膜变容管的介电性能曲线。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例及对本专利技术产品作进一步详细的说明。本专利技术公开了一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材：按BaZr0.2Ti0.8O3对应元素的化学计量比称取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉体，充分混合后压制成型，置于电炉中于1200～1300℃保温4～10h烧制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材；原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉体的纯度均在99％以上。(2)衬底送料：将清洁干燥的石英玻璃衬底放入磁控溅射系统的真空室中，衬底为商用的石英玻璃衬底。(3)磁控溅射系统调节：将磁控溅射系统的本底真空抽至1.0×10～3Pa以下，然后加热衬底至600～800℃。(4)磁控溅射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜：在步骤(3)系统中，使用O2/Ar混合气作为生长气体，O2/Ar比为0.01～0.3，生长气压为0.5～5Pa，溅射功率为50～300W，利用磁控溅射沉积得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜，Ar和O2的纯度均在99.99％以上，沉积得到的BaZr0.2Ti0.8O3薄膜的厚度通过调节工艺参数或者沉积时间控制薄膜厚度，其厚度控制在100nm～600nm。(5)降温取样：步骤(4)停止后，待衬底温度降至100℃以下时，取出样品。(6)涂光刻胶：步骤(5)结束后，在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻胶，利用匀胶机将光刻胶均匀的涂覆在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面；选择转速为3000～6000转/分钟，保持时间30～60秒，得到的均匀的光刻机膜。(7)烘干处理：对光刻机膜进行前烘，使令光刻胶中的溶剂挥发出来，光刻胶得到固化，温度110～120℃，时间3～8min。(8)曝光、显影与后烘：利用紫外光，采用接触式曝光方式，满足微米级线条的精度要求，曝光所得的图形为插指图形。(9)溅射镀膜、剥离：使用磁控溅射工艺，在室温下将透明电极溅射沉积到样品表面，使用丙酮超声清洗，将光刻胶剥离掉。衬底表面便留有了具有特定形状的电极图形，所使用的透明电极为铟锡氧化物薄膜电极和铝锌氧化物薄膜电极，电极厚度为100～500nm，电极形状插指图形，电极的指宽和指间距在5um和20um。(10)退火处理：步骤(9)结束后，对样品进行退火处理，退火温度300～700℃。以下结合具体实施例进一步进行说明：实施例1本专利技术公开了一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材：按BaZr本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr
【技术特征摘要】
1.一种新型全透明BZT薄膜变容管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)固相烧结法合成BaZr0.2Ti0.8O3靶材：按BaZr0.2Ti0.8O3对应元素的化学计量比称取原料BaCO3、TiO2和ZrO2粉体，充分混合后压制成型，置于电炉中于1200～1300℃保温4～10h烧制BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷靶材；(2)衬底送料：将清洁干燥的石英玻璃衬底放入磁控溅射系统的真空室中；(3)磁控溅射系统调节：将磁控溅射系统的本底真空抽至1.0×10～3Pa以下，然后加热衬底至600～800℃；(4)磁控溅射合成BaZr0.2Ti0.8O3薄膜：在步骤(3)系统中，使用O2/Ar混合气作为生长气体，O2/Ar比为0.01～0.3，生长气压为0.5～5Pa，溅射功率为50～300W，利用磁控溅射沉积得到BaZr0.2Ti0.8O3薄膜；(5)降温取样：步骤(4)停止后，待衬底温度降至100℃以下时，取出样品；(6)涂光刻胶：步骤(5)结束后，在BaZr0.2Ti0.8O3薄膜表面旋涂光刻胶；(7)烘干处理：对光刻机膜进行前烘，使令光刻胶中的溶剂挥发出来，光刻胶得到固化，温度110～120℃，时间3～8min；(8)曝光、显影与后烘：利用紫外光，采用接触式曝光方式，满足微米级线条的精度要求；(9)溅射镀膜、剥离：使用磁控溅射工艺，在室温下将透明电极溅射沉积到样品表面，使用丙酮超声清洗，将光刻胶剥离掉。衬底表面便留有了具有特定形状的电极图形；(10)退火处理：步骤(9)结束后，对样品进行退火处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，吴木营，何林，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。