[发明专利]一种取向热敏薄膜电阻的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有快响应的取向热敏薄膜的制备方法，属于电子材料技术领域。

背景技术

为满足电器设备在高温条件下的控制、测量，对高温传感器提出了更高的要求。传统温度传感器一般是以AB₂O₄尖晶石结构为主的负温度系数热敏电阻，而由于其老化性能差极大的限制了器件在高温环境中的使用。钙钛矿结构ABO₃的热敏电阻因其在高温下性能稳定，成为高温热敏电阻研究的新型材料体系。锰酸镧基(LaMnO₃)作为一种典型的钙钛矿结构材料，具有良好的NTC特性，而Al掺杂是一种有效提高材料常数(B值)的手段，所以Al掺杂LaMnO₃热敏电阻，作为生产高温热敏电阻具有重要的意义。

薄膜能满足电子元器件小型化、集成化的发展要求，因此在热敏电阻的研究领域，薄膜热敏电阻受到了愈发的重视。而取向薄膜由于内部晶粒的取向排列，存在着极轴，并且会对材料的许多电学性能产生很大的影响。因此在热敏薄膜材料的制备中控制取向，对于提高其性能具有重要的意义。而本研究中通过制备取向热敏薄膜，为更快响应的热敏器件发展提供了支持。

发明内容

本发明目的在于，提供一种取向热敏薄膜电阻的制备方法，该方法将硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝为原料，分别溶解在冰醋酸和乙二醇甲醚中，得到纯清溶液，通过旋涂法沉积在(100)取向的镍酸镧衬底上，预处理挥发有机物，多次重复旋涂得到所需膜厚，经过最终热处理，得到取向热敏薄膜。由于取向薄膜相对一般薄膜具有更高的晶粒有序排列，不但能够满足电子设备结构的的微型化、集成化及高温环境使用的要求，而且能在实际应用中满足器件的更快响应的需求。

本发明所述的一种取向热敏薄膜电阻的制备方法，按下列步骤进行：

a、将硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝作原料，分别溶解在冰醋酸和乙二醇甲醚中，其中冰醋酸与乙二醇甲醚的体积比为1:1，然后在温度60-90℃下，搅拌,待溶解完毕，停止加热,冷却至室温；

b、再将步骤a中三种溶液混合，继续搅拌6h，调制成浓度为0.05-0.2mol/L溶液，过滤，静置8h，形成锰铝酸镧溶胶；

c、利用旋涂法，室温下将步骤b锰铝酸镧溶胶滴在(100)取向的镍酸镧基底上，在匀胶机上匀胶20s,转速为3500r/min，然后在管式炉内保持3min，处理温度为300℃，挥发薄膜中的有机物，重复匀胶制膜，得到150-1500nm厚度的薄膜；

d、将步骤c获得的薄膜在温度750℃下静置处理1h，得到均匀的取向热敏薄膜，然后在离子溅射仪上溅射金电极，温度200℃下静置10min，再焊接Pt引线，即可得到薄膜热敏电阻。

步骤a中原料硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝的按摩尔比为La:Mn:Al＝1:0.4-0.7:0.3-0.6。

本发明所述一种取向热敏薄膜电阻的制备方法，与现有技术相比，本发明所得的热敏电阻能够具有更快响应时间，能够满足电子工业生产中，在结构设计上更便于微型化、集成化，热敏电阻良好的高温性能，对需要在高温环境下作业的电器设备的控制、测温有着重要的用途。

本发明中提到的(100)，为专业术语言，是指材料物相的XRD衍射峰。

附图说明

图1为本发明实施1所得取向热敏薄膜电阻的XRD衍射图谱，具有(100)完全取向结构，其中为衬底衍射峰，△为物相衍射峰；

图2为本发明实施1所得取向热敏薄膜电阻的电阻与1000/T关系图。

具体实施方式

实施例1

a、按摩尔比为La:Mn:Al＝1:0.6:0.4将硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝分别溶解在冰醋酸和乙二醇甲醚中，其中冰醋酸与乙二醇甲醚的体积比为1:1，然后加热至温度60℃，搅拌,待溶解完毕，停止加热,冷却至室温；

b、再将步骤a中三种溶液混合，继续搅拌6h，调制成浓度为0.1mol/L溶液，过滤，静置8h，形成锰铝酸镧溶胶；

c、利用旋涂法，室温下将步骤b锰铝酸镧溶胶滴在(100)取向的镍酸镧基底上，在匀胶机上匀胶20s,转速为3500r/min，然后在管式炉内保持3min，处理温度为300℃，挥发薄膜中的有机物，重复匀胶制膜，得到150-1500nm厚度的薄膜；

d、将步骤c获得的薄膜在温度750℃下静置处理1h，得到均匀的取向热敏薄膜，然后在离子溅射仪上溅射金电极，温度200℃下静置10min，再焊接Pt引线，即可得到薄膜热敏电阻。

实施例2