[发明专利]基于掺铌钛酸锶阻变薄膜的形变应力传感器

摘要

本发明公开了一种基于掺铌钛酸锶阻变薄膜的形变应力传感器的制作方法，主要解决现有形变应力传感器功耗大且不能弯曲的问题。其技术方案是：1.使用脉冲激光沉积技术，在镧锶锰氧做牺牲层的钛酸锶衬底上生长掺铌钛酸锶薄膜；2.在掺铌钛酸锶薄膜表面旋涂聚甲基丙烯酸甲酯，用碘化钾溶液除去镧锶锰氧薄膜；3.将掺铌钛酸锶薄膜转移到后续所需的柔性导电衬底上，在丙酮中浸泡除去聚甲基丙烯酸甲酯；4.在掺铌钛酸锶薄膜表面加电极，完成形变应力传感器的制作。本发明采用掺铌钛酸锶阻变薄膜作为传感材料，耗能小，且提高了应力传感器的灵敏度，实现了传感器的弯曲，满足柔性电子设备的要求，可用于半导体器件的制备。

主权项

1.一种基于掺铌钛酸锶阻变薄膜的形变应力传感器，包括：(1)在钛酸锶衬底上生长镧锶锰氧薄膜：1a)将钛酸锶衬底、镧锶锰氧靶材、掺铌钛酸锶靶材放入脉冲激光沉积系统的反应室中，对反应室抽真空；1b)向反应室中通入氧气，使反应室的氧压维持在0.1mbar，设定激光器的能量密度为1.1J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为700℃，使激光器射出激光，烧灼镧锶锰氧靶材5000次，使烧灼出来的镧锶锰氧等离子体沉积在钛酸锶衬底上，完成镧锶锰氧薄膜的生长；(2)在镧锶锰氧薄膜上沉积一层掺铌钛酸锶薄膜：调节通入反应室的氧气，使反应室的氧压维持在0.1mbar，设定激光器的能量密度为1.4J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为600℃，使激光器射出激光，烧灼掺铌钛酸锶靶材3000次，以在镧锶锰氧薄膜上沉积掺铌钛酸锶等离子体，得到厚度为90nm的掺铌钛酸锶薄膜；(3)形成附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜：在掺铌钛酸锶薄膜的表面旋涂一层用氯苯稀释1/6的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液，并放在加热台上，在150℃下加热3分钟，在180℃下加热1.5分钟，再自然降温，形成一层附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜；(4)将附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜与衬底分离：将旋涂了聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜浸泡在碘化钾溶液中，除去镧锶锰氧薄膜，待薄膜边角微微翘起时，将其取出至清水中，利用水的张力使附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜与衬底脱离；(5)转移得到高质量自支撑掺铌钛酸锶薄膜：5a)用后续使用所需的柔性导电衬底捞起漂浮的附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜，放在加热台上，并以3分钟1℃的速度烘干，使掺铌钛酸锶薄膜完全粘附在后续使用所需的柔性衬底上；5b)将附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺铌钛酸锶薄膜放入丙酮溶液中浸泡5分钟，除去表面的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，得到可弯曲的柔性衬底上的掺铌钛酸锶薄膜；(6)根据应力传感器不同的电极要求，在掺铌钛酸锶薄膜表面加不同材质或不同结构的电极完成柔性应力传感器的制作。