溶胶—凝胶法制备SrTiO3电容—压敏双功能薄膜

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近年来,由于电子器件的微型化和高集成度,功能陶瓷薄膜的制备越来越受到重视。电路当中的大电流现象例如浪涌电压常常导致器件产生误动作、器件损坏等各种各样的严重问题。因此,研究具有压敏特性的薄膜对于集成电路微小型器件的保护十分重要。钛酸锶陶瓷不仅具备良好的压敏特性,同时还具有一定的电容性,在过电压保护的同时还兼有滤除噪声的功能。基于钛酸锶陶瓷的以上优点,有必要进行钛酸锶基电容—电压敏薄膜的制备工艺研究。本论文主要研究制备钛酸锶电容—电压敏薄膜的制备。 采用溶胶—凝胶的方法制备纯的钛酸锶薄膜。在改变单一因素的条件下,选定水-钛比、水-冰醋酸比、乙醇用量、退火温度、陈化时间薄膜层数、等因素进行实验,经过XRD的分析,分别研究了这些因素对于成膜的影响,为制备掺杂的钛酸锶薄膜提供依据。实验中得出了制备钛酸锶薄膜的典型工艺条件,即水钛比(mol比)40∶1,水酸比(体积比)1.4∶1,乙醇用量10ml,退火温度850℃,陈化时间1小时。 选定施主、受主杂质的种类进行掺杂钛酸锶薄膜制备的研究。分别研究了施主杂质(La)、受主杂质(Mn)对于薄膜电性能的影响规律。实验表明,施主杂质(La3+)和受主杂质(Mn2+)掺杂量的大小对薄膜半导化和绝缘化程度都有影响。在施主杂质(La3+)掺杂量为1.0%、受主杂质(Mn2+)掺杂量为1.0%条件下,薄膜的电性能较好。电性能参数为:压敏电压27.6V/mm、非线性系数2.80、相对介电常数120、介电损耗0.08。
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