[发明专利]一种金-镍酸镧复合导电薄膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料、功能材料和智能材料领域，具体涉及一种金-镍酸镧复合导电薄膜材料及其制备方法。

背景技术

以锆钛酸铅(Pb(Zr_xTi_1-x)O₃)薄膜为代表的铁电陶瓷薄膜具有优良的铁电、压电、光电和介电等性能，已在铁电存储器、薄膜电容器和微机电系统等领域广泛的应用。在上述集成铁电器件中，一般使用金属Pt作为铁电薄膜的底电极材料。然而，在Pt电极上制备的铁电薄膜中存在着明显的极化疲劳现象，为此，人们用导电金属氧化物(如：LaNiO₃，La_0.5Sr_0.5CoO₃，LaSrMnO₃，YBa₂Cu₃O₇等)代替金属Pt作为电极材料以改善铁电薄膜极化疲劳特性。研究表明，使用金属氧化物电极可以防止氧空位在铁电薄膜/电极界面的累积，有效地改善铁电薄膜的耐极化疲劳特性。在导电性金属氧化物中，钙钛矿相结构的镍酸镧(LaNiO₃)薄膜不仅具有金属导电性，而且其晶格常数与Pb(Zr_xTi_1-x)O₃等铁电薄膜的晶格常数非常接近，可以用来作为种晶层，以控制铁电薄膜的晶体择优取向，达到优化铁电薄膜的微结构和电学性能的目的，成为首选的金属氧化物电极材料。目前，已有多种方法用于制备LaNiO₃薄膜，包括磁控溅射和脉冲激光沉积等物理方法，化学气相沉积和化学溶液沉积等化学方法。由于制备方法、基片材料和退火条件等不同，LaNiO₃薄膜的导电性能有所不同，一般用化学溶液沉积法在Si基片上制备的LaNiO₃薄膜的电阻率为750-5000μΩ·cm，比Pt薄膜(13μΩ·cm)高1-2个数量级。高电阻率的LaNiO₃薄膜会导致多层膜结构具有比较大的介电损耗，从而必须增大器件的工作电压。在LaNiO₃薄膜中掺入金属是提高其导电性的有效方法。如2008年11月12日授权的中国发明专利说明书CN100433415C所披露的“一种金属铂掺杂镍酸镧的复合电极材料及其制备方法”。该方法将金属铂与镍酸镧组合，采用射频磁控溅射共沉积工艺制备出低电阻率和高晶体取向的金属铂与LaNiO₃复合的导电薄膜。但是，采用物理方法制备薄膜材料，一般来讲有设备昂贵、工艺复杂、成本高等缺点，而采用化学溶液沉积法制备薄膜材料具有工艺简单、成本低廉、组成均匀、可大面积均匀成膜等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种金-镍酸镧复合导电薄膜材料及其制备方法，本发明采用化学溶液沉积法制备薄膜材料具有工艺简单、成本低廉、组成均匀、可大面积均匀成膜等优点。

本发明提供了一种金-镍酸镧复合导电薄膜材料，所述薄膜材料的组成成分构成和各成分的原子百分含量满足下述要求：Au：2.21～4.32at％，La：19.11～19.56at％，Ni：19.11～19.56at％，其余为O。

本发明提供的金-镍酸镧复合导电薄膜材料，所述薄膜材料的室温电阻率为350-500μΩ·cm，所述薄膜材料具有(110)晶体取向。