一种大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋铁电薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将靶材和衬底安装在真空腔内，靶材尺寸大于衬底尺寸；步骤2：加热衬底至所需沉积温度，即650～780℃，向真空腔内通入氧气；步骤3：开启激光器使激光在靶材表面变速扫描熔蚀靶材，沉积大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋铁电薄膜。其关键是通过发展激光变速扫描熔蚀大尺寸靶材工艺和优化工艺参数，实现了大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋无铅铁电薄膜的均匀生长。所制备的5英寸镧系稀土离子掺杂钛酸铋无铅铁电薄膜的厚度均匀性偏差在±3％以内。

主权项

一种大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将靶材和衬底安装在真空腔内，靶材尺寸大于衬底尺寸；步骤2：加热衬底至所需沉积温度，即650～780℃，向真空腔内通入氧气；步骤3：开启激光器使激光在靶材表面变速扫描熔蚀靶材，沉积大面积镧系稀土离子掺杂钛酸铋铁电薄膜；步骤3中，靶材和衬底以相同的角速度ω转动，ω为15～30转/分，激光沿靶材直径往返变速扫描，激光熔蚀产生的等离子体羽辉动态地沉积在衬底上，羽辉在衬底上的沉积轨迹为变速直线运动和匀速圆周运动的复合运动轨迹，衬底为硅衬底或者Pt/Ti/SiO2/Si衬底；所述的激光沿靶材直径往返变速扫描是指：在靶材上，以靶材中心为圆心，以r为半径的范围内，速度为v2，在该范围外，速度为v1，r表示衬底的半径；v1和v2的取值如下：a：当满足15≤ω≤20转/分时，v1=0.1～0.3mm/s，v2=40～45mm/s；b：当满足20<ω≤25转/分时，v1=0.3～0.6mm/s，v2=55～60mm/s；c：当满足25<ω≤30转/分时，v1=0.8～1.0mm/s，v2=75～80mm/s。