一种低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能材料技术领域，提供一种低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料及其制备方法，用以作为介质薄膜变容器的介质层材料。本发明专利技术基于磁控溅射方法在低失配衬底上以较高的衬底温度、较低生长速率制备得到钛酸锶钡薄膜，实现薄膜与衬底之间的外延生长关系，得到外延钛酸锶钡薄膜材料；所述外延钛酸锶钡薄膜材料具有(001)外延结构，比多晶结构的钛酸锶钡薄膜具有更大的介电常数；并且，外延钛酸锶钡薄膜材料具有缺陷少、外延质量高的优点；同时，外延钛酸锶钡薄膜材料在高频下具有低损耗特性；另外，本发明专利技术中外延钛酸锶钡薄膜材料的外延制备工艺采用射频磁控溅射工艺，能够实现钛酸锶钡薄膜的大面积和大批量制备，具有工业应用优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能材料
，具体提供一种在高频下具有低损耗特性的外延钛酸锶钡薄膜材料及其制备方法，用以作为介质薄膜变容器的介质层材料。

技术介绍

[0002]介质薄膜变容器作为一种可变电容，具有体积小、易集成的优点，广泛应用于各类调谐器件之中，以帮助通讯设备实现多频段通讯。介质薄膜变容器的性能主要取决于介质层材料的特性，包括调谐率和介电损耗两个重要特性；介电损耗通过损耗角正切(tanδ或1/tanδ)表示，反映了材料在对应频率下的整体损耗情况，包括直流损耗、交流损耗等，其中，交流损耗与应用频率息息相关，通常随着应用频率的增加而增加，大大地限制了介质薄膜变容器在高频条件下的应用。
[0003]钛酸锶钡(Ba1‑
x
Sr
x
TiO3,BST)作为一种铁电材料，具有高介电常数、低介电损耗等特性，是介质薄膜变容器常用介质层材料之一。目前报道的钛酸锶钡薄膜大部分为多晶结构，虽然工艺上制备方便，但是介电性能低于外延结构；而且，由于制备工艺、衬底应力等因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料，其特征在于，所述外延钛酸锶钡薄膜材料外延生长于衬底材料上表面、并形成(001)外延结构，外延钛酸锶钡薄膜材料中钡(Ba)含量在65％
‑
95％之间，衬底材料与钛酸锶钡薄膜面内的晶格常数失配程度小于0.1％。2.按权利要求1所述低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料，其特征在于，衬底材料为钪酸镝(DyScO3)、钪酸钆(GdScO3)、钪酸钐(SmScO3)和钪酸钕(NdScO3)中的一种，且衬底材料为(110)取向生长的单晶基片。3.按权利要求1所述低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料，其特征在于，外延钛酸锶钡薄膜材料的厚度为100～600nm。4.按权利要求1所述低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料，其特征在于，外延钛酸锶钡薄膜材料在常温下为铁电相，用以作为介质薄膜变容器的介质层材料。5.按权利要求1所述低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料，其特征在于，外延钛酸锶钡薄膜材料通过磁控溅射法外延生长于衬底材料上表面，生长温度(衬底材料的温度)为700～1000℃，生长速率为10～50nm/h。6.按权利要求1所述低损耗的外延钛酸锶钡薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.将衬底材料依次用去离子水、丙酮、无水乙醇、去离子水进行超声清洗，并干燥备用；步骤2.将衬底材料转移到磁控溅射设备的沉积腔体中、并固定在样品加热盘上，同时放置钛酸锶钡靶材、并设置靶材与衬底材...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋书文，叶东瑾，聂鹏昊，张万里，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：