[发明专利]具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极及其制备方法

权利要求书

1.具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，包括衬底和耐高温氧化物层，其特征在于：还包括掺杂氧化物金属渐变层和薄膜层组；所述的衬底上沉积耐高温氧化物层；耐高温氧化物层上沉积间距设置的n层掺杂氧化物金属渐变层，n≥2；每个掺杂氧化物金属渐变层上沉积若干薄膜层组；若薄膜层组的数量大于1，则各薄膜层组上下堆叠；所述的薄膜层组由从上至下排布的掺杂氧化物金属渐变层和薄膜层组成；所述掺杂氧化物金属渐变层的材料为掺杂氧化物的金属。

2.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述衬底的材料采用硅酸镓镧、钇铁氧体、AlN、GaPO₄或GaN。

3.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述耐高温氧化层的材料为Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃或HfO₂。

4.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述耐高温氧化层的厚度为5～30nm。

5.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述掺杂氧化物金属渐变层中的金属材料为Pt、Rh或Ir中的一种或多种按任意配比组合。

6.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述掺杂氧化物金属渐变层的厚度为20～300nm。

7.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述掺杂氧化物金属渐变层中氧化物的掺杂浓度处处相等。

8.根据权利要求1所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：所述掺杂氧化物金属渐变层中氧化物的掺杂浓度渐变，最低掺杂浓度为0.01％，最高掺杂浓度为10％。

9.根据权利要求8所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极，其特征在于：当掺杂氧化物金属渐变层中氧化物的掺杂浓度从中间位置向上或向下均逐渐降低时，薄膜层的材料为金属；当掺杂氧化物金属渐变层中氧化物的掺杂浓度从中间位置向上或向下均逐渐升高时，薄膜层的材料为氧化物。

10.根据权利要求1～6、8或9所述具有掺杂氧化物金属渐变层的耐高温电极的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤一、对衬底进行清洗、烘干处理；

步骤二、采用原子沉积技术在经步骤一处理后的衬底上沉积一层厚度为5～30nm的耐高温氧化物层；

步骤三、采用微电子光刻技术在耐高温氧化物层上制备得到掺杂氧化物金属渐变层图案；

步骤四、采用磁控溅射技术对经步骤三光刻处理后的样片进行金属靶材与氧化物靶材的共溅射，在耐高温氧化物层上得到20～300nm厚的掺杂氧化物金属渐变全覆盖层，掺杂氧化物金属渐变全覆盖层中氧化物的掺杂浓度渐变；其中，金属靶材的功率固定不变，氧化物靶材的功率随时间周期变化，从500w降低到300w再升高到500w；

步骤五、若掺杂氧化物金属渐变全覆盖层中氧化物的掺杂浓度从中间位置向上或向下均逐渐降低，则采用磁控溅射技术在掺杂氧化物金属渐变全覆盖层上溅射3～15nm厚的金属薄膜全覆盖层；若掺杂氧化物金属渐变全覆盖层中氧化物的掺杂浓度从中间位置向上或向下均逐渐升高，则采用磁控溅射技术在掺杂氧化物金属渐变全覆盖层上溅射3～15nm厚的氧化物薄膜全覆盖层；

步骤六、采用磁控溅射技术对经步骤五光刻处理后的样片进行金属靶材与氧化物靶材的共溅射，在氧化物薄膜全覆盖层或金属薄膜全覆盖层上得到20～300nm厚的掺杂氧化物金属渐变全覆盖层；

步骤七、将经步骤六处理后的样片泡在丙酮溶液中进行超声处理，使得掺杂氧化物金属渐变全覆盖层上除掺杂氧化物金属渐变层图案位置以外的多余电极以及氧化物薄膜全覆盖层或金属薄膜全覆盖层上除掺杂氧化物金属渐变层图案位置以外的多余电极脱离，从而得到掺杂氧化物金属渐变层和薄膜层。