[发明专利]一种全透型薄膜压控变容管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于电子信息材料与元器件的，具体涉及一种全透型Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜压控变容管及其制备方法。

背景技术

微波电子系统正向宽频带、高容量、体积更加小型化的方向发展，对集成化、高性能的微波元器件的需求日益迫切。介电可调材料具有介电常数随外加电场变化而变化的介电非线性特性，利用这种特性可以调制微波信号的频率、相位、幅度，制成压控微波器件，如移相器、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。介质压控微波器件具有易集成、成本低、功耗小、承受功率大、响应速度快、可靠性高的特点，在移动通信、卫星系统、雷达系统等军事和民用电子系统中有着巨大应用前景。

钛酸锶钡Ba_xSr_1-xTiO₃(BST)铁电材料的微波介电调谐性能就引起了人们的广泛兴趣。与块体材料相比，薄膜器件工作电压低、响应速度快、能够与微带线电路技术和半导体技术集成，因此，过去近20年，BST薄膜材料的制备、结构和性能得到集中深入的研究。制备在Pt电极上的钛酸锶钡基薄膜的调谐率可达到60％以上。

透明固态电子器件在透明显示、电子纸以及其他大面积透明电子系统中有着应用前景。作为电子系统中的重要组成部分，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透明显示的必要环节。

BST材料具有较大的光学带隙(>3eV)，因而在可见光范围内具有较好的透过率。因此,如果选用透明电极及衬底，将可能实验全透明的压控变容管，并可能集成于未来可视电子器件中。这种全透型薄膜压控变容管并不是取代硅基集成的电子器件，而是为未来可视电子器件提供一种新的概念，在透明电子器件领域将有可能得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的，是在现有技术的基础上，提供一种新的透明Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜压控变容管的制作方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种全透型薄膜压控变容管，包括导电玻璃衬底和电极，其特征在于，在玻璃衬底(1)的上面依次设置有ITO薄膜(2)、BST薄膜(3)和ITO电极(4)；

所述ITO薄膜(2)即掺锡氧化铟薄膜，化学式为Sn_xIn_1-xO，其中0.02<x<0.04；

所述BST薄膜(3)即钛酸锶钡基薄膜，化学式为Ba_xSr_1-xTiO₃，其中x＝0.3～0.7；

该全透型薄膜压控变容管的制备方法，具有如下步骤：

(1)采用固相烧结法制备Ba_xSr_1-xTiO₃靶材及ITO靶材；

按Ba_xSr_1-xTiO₃，其中x＝0.3～0.7对应元素的化学计量比称取BaCO₃、SrCO₃和TiO₂，经充分混合后，压制成型，再置于箱式电炉中逐步升温至1150℃，并保温10小时，制得Ba_xSr_1-xTiO₃靶材；

按Sn_xIn_1-xO，其中0.02<x<0.04对应元素的化学计量比称取SnO₂和In₂O₃，经充分混合后，压制成型，再置于箱式电炉中逐步升温至1150℃，并保温10小时，制得ITO靶材；

(2)将清洁干燥的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＝1.0×10^-6～7.0×10^-6Torr，然后加热衬底至400～500℃；

(4)在步骤(3)系统中，使用Ar和O₂作为溅射气体，溅射功率为50～200W，进行沉积得到厚度为150～600nm的ITO导电薄膜电极；