[發明專利]熱釋電鉭酸鋰LiTa3O8薄膜及其制備工藝

無效

• 申請號: 200810044963.6
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101265094A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 張德銀;黃大貴;李金華;李坤;董政
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/624
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1、一種熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜及其制備工藝，特別是指溶膠-凝膠方法制備鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜的工藝，包括：

一種熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜。所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜是一種新組份的鉭酸鋰薄膜，比普通的鉭酸鋰LiTaO₃薄膜，具有更小的漏電電流，能承受更高的極化電壓。所述鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜，是一種非制冷的熱釋電薄膜，基于其制造的紅外探測器可在室溫條件下工作、無需低溫制冷，解決了光子型紅外探測器必需超低溫制冷才能保證器件正常工作，而造成探測器制造成本高，系統結構復雜的問題。除熱釋電特性外，所述鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜還具有良好的鐵電、壓電、電光和非線性光學特性，利用其一種或幾種特性可制作功能器件。另外，所述鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜還是一種綠色環保型的熱釋電薄膜，可取代鉛基陶瓷熱釋電薄膜制造熱釋電紅外探測器，可避免鉛基陶瓷熱釋電薄膜在薄膜及器件制備過程中存在的鉛污染問題。

一種溶膠-凝膠方法制備鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜的工藝。所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜溶膠-凝膠方法制備工藝，是以鉑金基底(Pt/Ti/SiO₂/Si(100))或硅單晶為基底，以高純度的金屬鋰和乙醇鉭為原料，以分析純的乙二醇甲醚為溶劑，在氬氣氛保護下配制LiTa₃O₈溶膠，在臺式勻膠甩膠機上固定Pt/Ti/SiO₂/Si(100)基底或Si單晶基底，通過旋轉涂敷在基底上形成濕膜，將得到的濕膜置于快速熱處理爐中，在氧氣氛下進行退火、結晶熱處理，重復上述工藝最后得到所需厚度的平整、均勻、無裂紋的LiTa₃O₈薄膜。上述溶膠-凝膠工藝制備的鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜，其厚度可做到0.2～5μm或以下，可充分利用該薄膜材料熱容小、不受器件幾何結構和厚度尺寸限制的優勢，大大提高了非制冷鉭酸鋰紅外探測器的性能。所述新組份的熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜溶膠-凝膠方法制備工藝，是一種低成本的制造工藝，具有能精確控制Li⁺、Ta⁺⁵化學計量比、能在較低溫度制造大面積薄膜、而且薄膜的一致性好，設備和制造費用較低的優點。充分利用薄膜溶膠-凝膠工藝與器件MEMS工藝兼容性好的優勢，可解決鉛基陶瓷熱釋電薄膜由于結晶溫度過高，與硅工藝不兼容，造成器件制造成本高的問題。

2、根據權利要求1所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜及其制備工藝，其特征在于：所述鉭酸鋰薄膜是指薄膜中Li⁺、Ta⁺⁵化學計量比為1∶3的LiTa₃O₈薄膜，而不是LiTaO₃薄膜。

3、根據權利要求1所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜及其制備工藝，其特征是：所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜是一種不含鉛的非制冷熱釋電薄膜，可用于制備非制冷熱釋電紅外探測器。

4、根據權利要求1所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜及其制備工藝，其特征是：所述熱釋電鉭酸鋰LiTa₃O₈薄膜比普通的LiTaO₃薄膜，具有更小的泄漏電流，耐受更高的極化電壓。在測試電場為47.6kV/cm時，LiTa₃O₈薄膜漏電不大于2.54×10^-7A/cm²；1μm厚的LiTa₃O₈薄膜能承受不大于700kV/cm的電場強度而不被擊穿。