[发明专利]一种钛酸锶钡薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钛酸锶钡薄膜，其特征在于：是由镧对钛酸锶钡A位及锰对钛酸锶钡B位共掺杂得到的薄膜。

2.如权利要求1所述的钛酸锶钡薄膜，其特征在于：镧的掺杂量为其中钛的摩尔数的0.2～0.6mol%，锰的掺杂量为其中钛的摩尔数的0.5～1.0mol%。

3.如权利要求1或2所述的钛酸锶钡薄膜，其特征在于，所述薄膜具有如下组成配方：

Ba_0.6Sr_0.4TiO₃+0.6mol%La+0.5mol%Mn或Ba_0.6Sr_0.4TiO₃+0.6mol%La+1.0mol%Mn，其中的摩尔百分比的计量基准为钛的摩尔数。

4.一种制备权利要求1或2所述的钛酸锶钡薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)制备La、Mn共掺杂的BST陶瓷溅射靶材；

b)利用步骤a)得到的La、Mn共掺杂的BST陶瓷溅射靶材在硅衬底基片上制备镍酸镧底电极；

c)利用步骤b)得到的镍酸镧底电极、采用射频磁控溅射法沉积所述的钛酸锶钡薄膜。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a)包括如下操作：按La、Mn共掺杂的BST陶瓷组成进行配料，进行球磨使充分混匀；加入粘结剂，进行成型，然后依次在800～900℃和1250～1400℃下进行排塑和烧结，再进行机械加工、清洗，即得到La、Mn共掺杂的BST陶瓷溅射靶材。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：配料原料为BaCO₃、SrCO₃、TiO₂、La₂O₃和MnCO₃粉体；配料时，使BaO过量20mol%，使SrO同时过量10mol%。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述粘结剂为5～7wt%的聚乙烯醇水溶液，其用量为粉体总质量的5～7%。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)包括如下操作：将清洗后的硅衬底基片放入磁控溅射仪中，在10^-4～10^-5Pa的真空度下加热至400～500℃，通入体积比为1:9～3:7的氧气与氩气的混合气体，当气压达到2.0～3.0Pa后，采用直流溅射法沉积镍酸镧薄膜，溅射功率为80～90W，溅射时间为10～30分钟，然后在600～800℃下进行退火，退火的升降温速率均为5～15℃/秒，得到镍酸镧底电极。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤c)包括如下操作：将步骤b)得到的镍酸镧底电极在氧分压为0～30%的2.0～3.0Pa的气压下、升温至600～700℃，采用射频磁控溅射法，在60～90W的功率下溅射1～3小时，沉积得到镧和锰共掺杂的钛酸锶钡薄膜，溅射完毕后以1～2℃/分钟的速率升温至650～800℃，退火1～2小时，最后以1～2℃/分钟的速率冷却至室温，即得到以硅片为衬底基片、硝酸镧为底电极的镧和锰共掺杂的钛酸锶钡薄膜。

10.权利要求1或2所述的钛酸锶钡薄膜在介电调谐器件中的应用。