[发明专利]一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)制备铋掺杂钛酸锶溶胶前驱体：

(1-1)制备钛源：将四异丙醇钛溶解在乙二醇甲醚中，40～60℃下搅拌15～20min，加入乙酰丙酮，保持温度在40～60℃下继续搅拌30min，得到钛源；

(1-2)制备铋源：将硝酸铋溶解在冰醋酸中，于40～50℃搅拌20～30min；

(1-3)将步骤(1-1)制得的钛源缓慢滴加至步骤(1-2)制得的铋源，并在40～60℃下搅拌5～20min，加入乙二醇，保持温度在40～60℃下搅拌2～4h，冷却至室温，得到钛酸铋溶胶前驱体，并陈化20～24h；

(1-4)制备锶源：将醋酸锶溶解在冰醋酸中，于70～90℃搅拌0.5～2h，温度缓慢降至40～60℃后加入PVP的冰醋酸溶液，在40～60℃下继续搅拌20～60min，得到锶源；

(1-5)制备钛源：将四异丙醇钛溶解在乙二醇甲醚中，40～60℃下搅拌20～60min，加入乙酰丙酮，保持温度在40～60℃下继续搅拌0.5～2h，得到钛源；

(1-6)将步骤(1-5)制得的钛源缓慢滴加至步骤(1-4)制得的锶源，并在40～60℃下搅拌5～30min，加入乙二醇搅拌5～30min，加入步骤(1-3)得到的钛酸铋溶胶，保持温度在40～60℃下继续搅拌2～4h，冷却至室温，将澄清液过滤后，得到铋掺杂钛酸锶溶胶前驱体；

(2)将铋掺杂钛酸锶溶胶前驱体涂覆在带有电极的基体表面，进行此过程7-9次，每次涂覆后进行热处理，得到所需的薄膜；

(3)将步骤(2)所配置的薄膜在500～550℃的温度下通氧气退火处理2～4h，制得活性钛酸锶铋薄膜；

(4)在步骤(3)所制得的活性钛酸锶铋薄膜，使用离子溅射法或蒸发镀膜法制备上电极，得到铋掺杂钛酸锶薄膜电容器；

步骤(1-3)所述钛源缓慢滴加至铋源中加入的钛源的Ti⁴⁺与铋源中的Bi³⁺的摩尔比为1:1.5；

步骤(1-6)所述钛源缓慢滴加至锶源中加入的钛源的Ti⁴⁺与锶源中的Sr²⁺的摩尔比为1:1；

步骤(2)所述的热处理的条件为190～240℃处理3～7min，升温至330～380℃处理3～7min，继续升温至450～500℃处理3～7min，然后降温至240～380℃处理3～7min，继续降温至190～240℃处理3～7min。

2.根据权利要求1所述的一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(1-1)中每0.3mmol四异丙醇钛，加入乙二醇甲醚8ml，加入乙酰丙酮0.3ml；

步骤(1-3)中乙二醇加入0.6ml；

步骤(1-5)中乙二醇甲醚加入16ml；乙酰丙酮加入0.7ml；

步骤(1-6)中乙二醇加入1.4ml。

3.根据权利要求1所述的一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的铋掺杂钛酸锶溶胶前驱体以3000～4000转/分钟的转速甩胶20～30秒涂覆在带有电极的基体表面。

4.根据权利要求1所述的一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的活性钛酸锶铋薄膜的厚度为200～350nm。