[发明专利]一种微波铁电复合薄膜电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种微波铁电复合薄膜电容器，其特征是，所述电容器是以单晶基片为衬底、以微波铁电复合薄膜为介电层、以Pt、Au、Ag、Al、Cu、SrRuO或La_0.5Sr_0.5CoO₃为电极的叉指结构的电容器；

所述单晶基片为MgO单晶基片、LaAlO₃单晶基片、Al₂O₃单晶基片、Si单晶基片或SrTiO₃单晶基片；

所述微波铁电复合薄膜是在钛酸锶钡中掺杂有MgO的1-3型复合薄膜，其厚度为100~2000nm；所述MgO在所述钛酸锶钡中的掺杂体积比为1﹕1~1﹕160；

所述钛酸锶钡的Ba/Sr比为0.1﹕0.9~0.9﹕0.1。

2.根据权利要求1所述的微波铁电复合薄膜电容器，其特征是，所述钛酸锶钡的Ba/Sr比为0.6﹕0.4。

3.根据权利要求1所述的微波铁电复合薄膜电容器，其特征是，所述MgO在所述钛酸锶钡中的掺杂体积比为1﹕40~1﹕110。

4.一种微波铁电复合薄膜电容器的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

a、将A靶材和B靶材分别随机安装在磁控和脉冲激光共沉积装置真空室的磁控靶位和激光靶位；将衬底进行清洗处理，然后粘在样品托上，安放到磁控和脉冲激光共沉积装置真空室的样品台上；

其中，所述B靶材为Ba/Sr比0.1﹕0.9~0.9﹕0.1的高纯钛酸锶钡靶材；所述A靶材为高纯MgO靶材；所述衬底为MgO单晶基片、LaAlO₃单晶基片、Al₂O₃单晶基片、Si单晶基片或SrTiO₃单晶基片；

b、将真空室的背底真空度调至（0.01~100）×10^-4Pa，然后调整磁控靶间距为1~10cm、激光靶间距为1~10cm，然后通入流量为5~100sccm的氩气/氧气混合气体，然后设定溅射条件，在所述衬底上生长得到1-3型结构的复合薄膜；所述复合薄膜的生长厚度控制在100~2000nm；

所述氩气/氧气混合气体中氩气∶氧气的体积比为1∶3~3∶1；

所述溅射条件为：磁控溅射功率为0.1~100W，脉冲激光溅射功率为0.1~5W，脉冲激光频率为0.1~10Hz，溅射气压为1~100Pa，生长温度为500~1000℃；

在所述溅射条件下生长复合薄膜的过程中，所述MgO在所述钛酸锶钡中的掺杂体积比控制在1﹕1~1﹕160；

c、在所得1-3型结构的复合薄膜上，首先利用光刻工艺制作叉指图案，然后在所述叉指图案上生长Pt、Au、Ag、Al、Cu、SrRuO或La_0.5Sr_0.5CoO₃电极，最后剥离图案，构建得到叉指结构的电容器。

5.根据权利要求4所述的微波铁电复合薄膜电容器的制备方法，其特征是，步骤b所述生长温度为900℃。

6.根据权利要求4所述的微波铁电复合薄膜电容器的制备方法，其特征是，步骤b所述真空度为2×10^-4Pa，所述磁控靶间距为6.5cm，所述激光靶间距为5cm，所述氩气/氧气混合气体的流量为100sccm；

所述溅射条件具体为：磁控溅射功率40~80W，脉冲激光溅射功率0.7W，脉冲激光频率3Hz，溅射气压保持在5Pa，生长温度为900℃。

7.根据权利要求4所述的微波铁电复合薄膜电容器的制备方法，其特征是，步骤a所述钛酸锶钡靶材的Ba/Sr比为0.6﹕0.4。