[发明专利]一种锰锌铁氧体薄膜制备方法

说明书

本发明公开了一种锰锌铁氧体薄膜制备方法，所得锰锌铁氧体薄膜具有尺寸小、可加工、饱和磁化强度高，矫顽力低的优点。主要步骤为：以单晶硅片为衬底，加热后，依次以Fe₂O₃、ZnO、MnO₂为靶材，进行真空射频磁控溅射镀膜；真空高温烧结后，以之为衬底，加热后，依次以CaO、SiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂、SnO₂、TiO₂、V₂O₅、P₂O₅、Ni₂O₃、Co₂O₃、MoO₃、Ta₂O₅、Bi₂O₃中的三种及以上为靶材，进行射频磁控溅射镀膜掺杂；真空退火后，得到锰锌铁氧体薄膜。

技术领域

本发明涉及磁控溅射制备锰锌铁氧体薄膜领域。

背景技术

以铁硅合金及各种铁氧体为代表的软磁材料，具有高饱和磁化强度和低矫顽力的特点，广泛应用于电工设备和电子设备。锰锌铁氧体因具有高的起始磁导率和低功率损耗，成为产量最高的软磁材料。

目前，锰锌铁氧体的生产方式多为块状材料烧结形成，加工性能较差，制约了进一步应用。当前电子元器件发展趋势为小型化、高频化、集成化，对磁性材料的尺寸、高频特性提出更高要求。

发明内容

本发明克服以上缺点，提供了一种锰锌铁氧体薄膜制备方法，其特征在于，包括：

A、以单晶硅片为衬底，加热至100~400℃，以Fe₂O₃为靶材，抽真空后，冲入保护气，气压为0.5Pa~2.5Pa的环境中进行射频磁控溅射镀膜；

B、以步骤A得到的薄膜为衬底，加热至100~400℃，以ZnO为靶材，抽真空后，冲入保护气，气压为0.5Pa~2.5Pa的环境中进行射频磁控溅射镀膜；

C、以步骤B得到的薄膜为衬底，加热至100~400℃，以MnO₂为靶材，抽真空后，冲入保护气，气压为0.5Pa~2.5Pa的环境中进行射频磁控溅射镀膜；

D、将步骤C得到的薄膜置于真空炉内，温度1000~1400℃，氧气气压为5Pa~30Pa环境下烧结，并冷却至室温；

E、以步骤D得到的薄膜为衬底，加热至100~400℃，依次以CaO、SiO₂ 、Nb₂O₅、ZrO₂、SnO₂、TiO₂、V₂O₅、P₂O₅、Ni₂O₃、Co₂O₃、MoO₃、Ta₂O₅、Bi₂O₃中的三种及以上为靶材，进行掺杂，抽真空后，冲入保护气，气压为0.5Pa~2.5Pa的环境中进行射频磁控溅射镀膜；

F、将步骤E得到的薄膜置于真空炉内，温度400~600℃，氧气气压为5Pa~30Pa环境下退火，并冷却至室温，得到锰锌铁氧体薄膜。

本发明一种锰锌铁氧体薄膜制备方法的进一步改进在于，所述保护气为氩气。

本发明一种锰锌铁氧体薄膜制备方法的进一步改进在于，所述以Fe₂O₃为靶材射频磁控溅射镀膜时间为2~10分钟。