技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于電子信息材料與元器件的，具體涉及一種全透型Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜壓控變?nèi)莨芗捌渲苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)

微波電子系統(tǒng)正向?qū)掝l帶、高容量、體積更加小型化的方向發(fā)展，對(duì)集成化、高性能的微波元器件的需求日益迫切。介電可調(diào)材料具有介電常數(shù)隨外加電場(chǎng)變化而變化的介電非線性特性，利用這種特性可以調(diào)制微波信號(hào)的頻率、相位、幅度，制成壓控微波器件，如移相器、自適應(yīng)匹配網(wǎng)絡(luò)、電調(diào)濾波器、壓控振蕩器、電控衰減器、微波開(kāi)關(guān)、限幅器等。介質(zhì)壓控微波器件具有易集成、成本低、功耗小、承受功率大、響應(yīng)速度快、可靠性高的特點(diǎn)，在移動(dòng)通信、衛(wèi)星系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)等軍事和民用電子系統(tǒng)中有著巨大應(yīng)用前景。

鈦酸鍶鋇Ba_xSr_1-xTiO₃(BST)鐵電材料的微波介電調(diào)諧性能就引起了人們的廣泛興趣。與塊體材料相比，薄膜器件工作電壓低、響應(yīng)速度快、能夠與微帶線電路技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)集成，因此，過(guò)去近20年，BST薄膜材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能得到集中深入的研究。制備在Pt電極上的鈦酸鍶鋇基薄膜的調(diào)諧率可達(dá)到60％以上。

透明固態(tài)電子器件在透明顯示、電子紙以及其他大面積透明電子系統(tǒng)中有著應(yīng)用前景。作為電子系統(tǒng)中的重要組成部分，壓控變?nèi)莨苁请娮油ㄓ嵲O(shè)備必不可少的元器件，因此實(shí)現(xiàn)壓控變?nèi)莨艿耐该骰菍?shí)現(xiàn)電子通訊設(shè)備透明顯示的必要環(huán)節(jié)。

BST材料具有較大的光學(xué)帶隙(>3eV)，因而在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有較好的透過(guò)率。因此,如果選用透明電極及襯底，將可能實(shí)驗(yàn)全透明的壓控變?nèi)莨埽⒖赡芗捎谖磥?lái)可視電子器件中。這種全透型薄膜壓控變?nèi)莨懿⒉皇侨〈杌傻碾娮悠骷菫槲磥?lái)可視電子器件提供一種新的概念，在透明電子器件領(lǐng)域?qū)⒂锌赡艿玫綇V泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種新的透明Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜壓控變?nèi)莨艿闹谱鞣椒ā?/p>

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種全透型薄膜壓控變?nèi)莨埽▽?dǎo)電玻璃襯底和電極，其特征在于，在玻璃襯底(1)的上面依次設(shè)置有ITO薄膜(2)、BST薄膜(3)和ITO電極(4)；

所述ITO薄膜(2)即摻錫氧化銦薄膜，化學(xué)式為Sn_xIn_1-xO，其中0.02<x<0.04；

所述BST薄膜(3)即鈦酸鍶鋇基薄膜，化學(xué)式為Ba_xSr_1-xTiO₃，其中x＝0.3～0.7；

該全透型薄膜壓控變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎ哂腥缦虏襟E：

(1)采用固相燒結(jié)法制備Ba_xSr_1-xTiO₃靶材及ITO靶材；

按Ba_xSr_1-xTiO₃，其中x＝0.3～0.7對(duì)應(yīng)元素的化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取BaCO₃、SrCO₃和TiO₂，經(jīng)充分混合后，壓制成型，再置于箱式電爐中逐步升溫至1150℃，并保溫10小時(shí)，制得Ba_xSr_1-xTiO₃靶材；

按Sn_xIn_1-xO，其中0.02<x<0.04對(duì)應(yīng)元素的化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取SnO₂和In₂O₃，經(jīng)充分混合后，壓制成型，再置于箱式電爐中逐步升溫至1150℃，并保溫10小時(shí)，制得ITO靶材；

(2)將清潔干燥的襯底放入磁控濺射樣品臺(tái)上；

(3)將磁控濺射系統(tǒng)的本底真空抽至P＝1.0×10^-6～7.0×10^-6Torr，然后加熱襯底至400～500℃；

(4)在步驟(3)系統(tǒng)中，使用Ar和O₂作為濺射氣體，濺射功率為50～200W，進(jìn)行沉積得到厚度為150～600nm的ITO導(dǎo)電薄膜電極；