[发明专利]一种金属-氧化物纳米薄膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属‑氧化物纳米薄膜材料及其制备方法，涉及包括硅基片，硅基片上设置有多条的金属靶纹和氧化物纹，所述金属条纹和条状的所述氧化物纹两者间隔设置；所述金属条纹为采用FeCoB、FeNi等软磁合金靶制成；所述氧化物纹为SiO₂制成。本发明优化磁性颗粒和氧化物相对体积分数，能够同时实现高饱和磁化强度值和高电阻率。

技术领域

本发明涉及磁性薄膜材料制备技术领域，具体是一种金属-氧化物纳米薄膜材料及其制备方法。

背景技术

随着通讯技术的快速发展，通信设备工作频率已达GHz，那么作为通讯设备关键材料之一的软磁薄膜材料应该具有高的饱和磁化强度，同时有高的电阻率。通常使用的纯金属软磁薄膜材料的初始磁导率值在高频波段会急剧减小，影响其微波性能；同时纯金属材料电阻率过低，使用过程中电磁损耗较大。为此，迫切需要开发出一种同时具有高电阻率和高饱和磁化强度的软磁薄膜材料，从而满足通讯技术发展的需求。

通常在纯金属薄膜中掺杂非金属元素和氧化物的方法，制备颗粒薄膜材料，以此来改善磁性材料微波特性。对于传统颗粒膜材料，存在一个逾渗阈值，所以在寻求高初始磁导率和高电阻率的过程中，两者相互制约。一般情况下，金属体积分数减小，薄膜材料的电阻率变大。Landaner的有效介质理论也给出电导率的简单表达式：上式仅适用于的样品，若，导电方式就不再是通过相连的金属颗粒导电，而是通过其它方式。因此传统方法制备的颗粒薄膜材料，有一个技术瓶颈，当掺杂物(氧化物)含量超过50％，材料的软磁和微波性能急剧下降，不能完全满足使用环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效解决工作气压0.1～10²Pa量级条件下，靶材利用率相对较低等技术问题，本发明的目的在于提供一种金属-金属氧化物纳米复合材料制备方法，解决常规方法制备的软磁颗粒薄膜材料，当掺杂物(比如氧化物、非金属元素)大于50％，材料的软磁和微波性能急剧下降，不能完全满足使用环境。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属-氧化物纳米薄膜材料，包括硅基片，硅基片上设置有多条的金属靶纹和氧化物纹，所述金属靶纹和条状的所述氧化物纹两者间隔设置；所述金属条纹为采用软磁合金靶制成；所述氧化物纹为SiO₂制成。

作为本发明进一步的方案：所述硅基片选用高电阻率(大于1000Ω·cm)硅片。

作为本发明再进一步的方案：所述SiO₂的合成选用氧化炉，采用湿氧氧化的方法制成。

作为本发明再进一步的方案：所述金属靶纹和氧化物纹的图形化条纹通过紫外光刻和剥离工艺实现。

本发明另一目的是提供主体的制备方法，包括如下步骤：

对硅基片进行氧化，硅基片上获取氧化物纹；

对具有氧化物纹的硅基片进行旋涂光刻胶处理，使得氧化物纹上设置有光刻胶层；

对制得的具有光刻胶层的硅基片进行UV曝光处理，在曝光处理过程中在光刻胶层陈列设置多条掩膜版，相邻掩膜版之间设置间隙；

对经过UV曝光处理后的硅基片进行显影处理，将未进行遮挡的光刻胶层进行去除；

对经过显影处理后的硅基片进行氧化物刻蚀处理，将不具有光刻胶层位置上氧化物去除；

对经过氧化物刻蚀处理后的硅基片进行制备金属薄膜处理，采用电场辅助沉积技术处理，在硅基片上制得由FeCoB组成的金属条纹；

对经过制备金属薄膜处理处理后的硅基片进行剥离处理，将氧化物纹上的光刻胶层和金属靶纹进行剥离，而贴置在硅基片不对其进行剥离处理。

作为本发明进一步的方案：所述氧化物纹为SiO₂制成。