[发明专利]透明铌酸镁铋薄膜压控变容管的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息材料与元器件领域，特别涉及一种用于透明压控变容管的制备方法。

背景技术

无线通信技术的快速发展对微波元器件提出了使用频带宽、容量大、体积小、易集成、频率自适应等更高的要求。可调微波器件由于其频率捷变特性在微波通信系统中具有广泛的应用，主要包括移相器、自适应匹配网络、电调滤波器、压控振荡器、电控衰减器、微波开关、限幅器等。可调微波器件的使用增加了电路的功能性和实用性，而且减少了电路的尺寸和成本。在射频电路中，使用可调微波器件可以改善电路的工作效率，提高电路的环境适应能力。主要使用在以下几个方面：（1）使电路在不同的频点均能正常工作；（2）改善信号强度，例如针对无线接收机的外界噪声、线性度等影响，通过可调微波器件可以使电路对有用的小信号进行选择和放大，改善接收机的工作效率；（3）适应不同的工作环境，例如在手机通讯中，手机在人身上不同的位置时，手机天线输入阻抗会不同，因此需要可调微波器件来应对天线输入阻抗的改变；（4）提高传输功率，例如可调微波器件用于功率放大器后端时，可以改善功率放大器工作效率增大传输功率。

随着人类社会的发展，人们对电子设备提出的更多的要求，传统的电子设备形式已经不能适应人们的需求，因此新式的电子设备形式应运而生。电子设备的透明化便是其中的一种形式。最近包括中国在内的许多大公司一直在致力于透明显示器、透明手机及相关透明电子通讯设备的研究。而实现这些电子设备透明化的关键步骤是元器件的透明化，压控变容管是电子通讯设备必不可少的元器件，因此实现压控变容管的透明化是实现电子通讯设备必要环节。因此制备出透明压控变容管是当务之急。

Bi_1.5MgNb_1.5O₇材料因具有优良的介电性能，被应用于制备和研究传统压控变容管。在测试频率为1MHz，在偏置电场强度为1.6MV/cm时，，制备在Pt电极上的Bi_1.5MgNb_1.5O₇薄膜的调谐率可达到39%。因此，我们选用Bi_1.5MgNb_1.5O₇作为制备透明变容管的关键材料。ITO(氧化铟锡)透明导电薄膜引用广泛，价格便宜，易于刻蚀，且热稳定性好，我们选用ITO透明导电薄膜作为底电极材料。

发明内容

本发明的目的，为解决实现压控变容管透明化的当务之急，提供一种制备透明Bi_1.5MgNb_1.5O₇薄膜压控变容管的制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现

一种透明铌酸镁铋薄膜压控变容管的制备方法，具体步骤如下：

（1）采用固相烧结法制备Bi_1.5MgNb_1.5O₇靶材

按Bi_1.5MgNb_1.5O₇对应元素的化学计量比称取原料Bi₂O₃，MgO和Nb₂O₅，充分混合后压制成型，置于电炉中于1150～1180℃烧制Bi_1.5MgNb_1.5O₇靶材；

（2）将清洁干燥的氧化铟锡玻璃衬底放入磁控溅射样品台上；

（3）将磁控溅射系统的本底真空抽至P<9.0×10^-6Torr，然后加热衬底至400～700℃；

（4）在步骤（3）系统中，使用Ar和O₂作为溅射气体，溅射功率为100～200W，进行沉积得到Bi_1.5MgNb_1.5O₇薄膜；

（5）步骤（4）停止后，待衬底温度降至100℃以下时，取出样品，在氧气气氛炉中进行后退火处理；

（6）步骤（5）结束后，在Bi_1.5MgNb_1.5O₇薄膜上面利用掩膜版制备金属电极。

所述步骤（1）的原料Bi₂O₃，MgO和Nb₂O₅的纯度均在99%以上。

所述步骤（2）的衬底为商用的普通ITO玻璃衬底，采用N₂气吹干。