[發明專利]基于硅片襯底鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201910454411.0
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110265287B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 孫書杰;王文燕;陳劍橋;張曉慧;李淵;田永尚;殷小豐;肖振宇;訾威;程念
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/032
• 代理公司: 蘇州九方專利代理事務所(特殊普通合伙) 32398
• 代理人: 張文婷

1.一種基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)清洗硅片襯底

將硅片襯底放入濃硫酸和雙氧水混合溶液中，密封后，在水浴中加熱，然后取出，再用離子水超聲清洗，最后將硅片襯底取出晾干備用；

(2)制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的前驅體溶液

將鈦酸四正丁酯、含鉍化合物、含鐵化合物在N,N-二甲基甲酰胺中按化學計量比混合，經過水浴加熱攪拌，得到澄清溶液，即鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的前驅體溶液；

(3)硅片襯底上制備超薄二氧化鈦薄膜

在晾干的硅片襯底上，濺射超薄二氧化鈦薄膜并煅燒處理，增加浸潤性；

(4)鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的涂覆

將煅燒后的硅片襯底放在勻膠機上，多次旋涂步驟(2)的鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的前驅體溶液并加熱處理，得到不同厚度的未晶化薄膜；

(5)高溫晶化處理

將旋涂好的未晶化薄膜放在管式爐中，在氧氣氣氛及650℃～750℃的溫度下進行高溫晶化處理，最后形成高取向性、高致密度的單相鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜。

2.根據權利要求1所述的基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，所述的硅片襯底是普通拋光硅片襯底；所述濃硫酸和雙氧水混合溶液的比例是7：3；水浴加熱的溫度是88℃～92℃，加熱時間是1-2小時，超聲清洗時間是25～35分鐘。

3.根據權利要求1所述的基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，所述超薄二氧化鈦薄膜，是由二氧化鈦靶材，通過磁控濺射法在硅片襯底上濺射20-40nm厚度的二氧化鈦薄膜，并在馬弗爐中進行500度2小時的熱處理獲得的。

4.根據權利要求1所述的基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：所述步驟(2)中，所述含鉍化合物為五水合硝酸鉍，所述含鐵化合物為九水合硝酸鐵，水浴加熱的溫度是48℃～52℃，加熱攪拌時間是2-3小時。

5.根據權利要求1所述的基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，所述多次旋涂步驟(2)的鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的前驅體溶液并加熱處理，分別是以6000轉速度旋轉30秒，然后在150度加熱臺加熱3分鐘，之后在400度加熱臺熱解5-10分鐘，每次旋涂重復其過程，重復6-8次。

6.根據權利要求1所述的基于硅片襯底制備鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜的方法，其特征在于：所述步驟(5)中，所述高溫晶化處理的時間為30分鐘。

7.一種鉍鐵鈦基層狀氧化物取向薄膜，其特征在于：通過權利要求1-6中任一項所述的方法獲得。