[发明专利]基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法

摘要

基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，属于功能材料技术领域。本发明在逐层制备多层BST薄膜的过程中，对逐层制备的BST薄膜进行梯度预晶化热处理。梯度预晶化热处理BST薄膜沿(110)晶面生长、生长均匀缓慢、平均晶粒20～30nm、晶界清晰、晶粒间隙小、光滑致密、无裂纹、无缩孔，介温系数小、频率特性稳定、综合介电性能显著提高。介电常数322～398、调谐率34.5%～46.3%、介电损耗0.55%～0.97%、漏电流密度4.2×10^-9～9.0×10^-8A/cm²、介温系数1.3×10^-3～3.4×10^-3/K、优质因子42.9～76.1，可满足BST薄膜的微波实用。

主权项

基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，包括以下步骤：步骤1：配制原子摩尔比为Ba:Sr:Ti=X:(1‑X):3、浓度为0.2～0.4M的BST溶胶，其中X为小于1的正数；步骤2：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于基片上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第一层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₁，预晶化热处理时间为t₁，且T₁=550±10℃、10min≤t₁≤20min；步骤3：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于第一层BST薄膜上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第二层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₂，预晶化热处理时间为t₂，且T₂=T₁+ΔT、t₂=t₁+Δt，其中ΔT为温度梯度，Δt为时间梯度，且满足：10℃≤ΔT≤30℃或10min≤Δt≤20min，或同时满足10℃≤ΔT≤30℃且10min≤Δt≤20min；步骤4：如步骤2、3所述，在第n层BST薄膜上制备第（n+1）层BST薄膜，其中第（n+1）层BST薄膜的预晶化热处理温度为T_n+1、预晶化热处理时间为t_n+1，且T_n+1=T_n+ΔT、时间t_n+1=t_n+Δt，其中n为大于2的自然数；步骤5：将前述步骤所得（n+1）层BST薄膜在650～750℃的温度范围内进行晶化热处理，得到最终的多层BST薄膜。