[发明专利]一种柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的制备方法

说明书

一种柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的制备方法，先将铜箔柔性衬底和Sb掺杂的SnO₂即ATO靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上；再将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至3.0×10^‑3Pa以下，沉积得到50～1000nm厚的ATO薄膜层；再将BTS和BZT靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，沉积得到100～500nm的BTS、BZT和BTS薄膜层，然后取出制品，在BTS薄膜和底电极ATO层表面上制备金属电极，实现柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的整体制备。本发明介电调谐率≥50％@100kHz，介电损耗≤0.01，在柔性曲率半径为5.0mm时，性能变化率≤10％，器件性能优良，适合在柔性电子技术中应用。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，尤其涉及一种柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的制备方法。

背景技术

柔性电子技术作为一场全新的电子技术革命，是当今最令人激动和最有前景的电子技术之一，受到学术界和工业界的广泛关注。近年来,发达国家纷纷制定了针对柔性电子的重大研究计划，如美国FDCASU计划、欧盟第七框架计划、日本TRADIM计划等。我国科技部也将柔性电子列为重要的科技发展领域。柔性电子以其独特的柔性/延展性、轻便型以及高效的制造工艺，具有广泛的应用前景。具体可应用于信息领域如柔性电子显示器、可弯曲折叠手机、柔性射频/微波电路等；能源领域如柔性太阳能电池、锂离子电池等；健康医疗如人造器官、“人联网”工程；穿戴式智能设备用于航空宇航、深海探测等；军事国防上柔性电子技术可实现智能皮肤、单兵通信、隐身的功能，提高战场作战的机动性和隐蔽性。

变容管作为柔性电子技术的一种重要组成器件，其柔性化也愈来越收到关注，并且实现其柔性化也愈来越迫切。BaZr_0.2Ti_0.8O₃(BZT)薄膜是当前最受关注的介电可调氧化物薄膜材料，但BZT薄膜的介电损耗较高(≥0.01)，限制了其实际应用。BaSn_0.15Ti_0.85O₃(BTS)薄膜具有高的介电调谐率和更低的介电损耗。因此，本发明将BTS与BZT薄膜复合制备性能优良的柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管，以满足柔性电子技术的应用需求。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有技术中介电调谐性能的不足，利用脉冲激光沉积技术，提供一种性能优良的柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种柔性BTS/BZT/BTS多层薄膜变容管的制备方法，其包括如下：

(1)将铜箔表面清洗干净放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上，作为柔性衬底；

(2)将Sb掺杂的SnO₂即ATO靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上；靶材与衬底的距离为40～90mm；

Sb的掺杂的质量百分比含量为0＜Sb≤30％；

(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至3.0×10^-3Pa以下，通入大于0且小于、等于50Pa的氧气作为生长气体，衬底温度为200℃到700℃，进行沉积得到50～1000nm厚的ATO薄膜层；

(4)取出衬底，在ATO层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统的样品台上；

(5)将BTS和BZT靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上。