[发明专利]一种利用多晶材料制备单晶电容的方法

说明书

本发明提供了一种利用多晶材料制备单晶电容的方法，包括：(1)在衬底上制备电容的测试电极；(2)利用聚焦离子束‑电子束双束系统的电子束背散射衍射标定并选取多晶材料中的单晶颗粒；(3)利用聚焦离子束‑电子束双束系统的聚焦离子束在单晶颗粒上刻蚀出两个平行沟槽并在其中沉积电绝缘保护层，提取具有电绝缘保护层的单晶颗粒；(4)从单晶颗粒的除了具有电绝缘保护层之外的一侧或相对的两侧刻蚀单晶颗粒至目标厚度；(5)以任意的顺序，进行步骤(a)和(b)，从而制得电容：(a)在单晶颗粒的、除了具有电绝缘保护层之外的两侧形成电容电极；(b)刻蚀去除单晶颗粒上部多余的部分；(6)将电容电极与测试电极连接。

技术领域

本发明属于电子材料与器件领域，具体地涉及一种利用多晶材料制备单晶电容的方法。

背景技术

与多晶材料相比，单晶材料具有确定的晶向，但无晶界，更能反映材料的本征特性。各向异性的单晶材料，在不同晶向上磁性、多铁性、输运特性等性质不同，人们可以根据实际需要，利用不同晶向上的特定性质来制备所需的晶体学器件。

一般情况下，多晶材料的制备方法比单晶材料更简单，制备工艺更加简洁，在实验室或工厂里也更容易获得。而单晶样品的制备通常需要较长的时间、复杂的工艺步骤、较高的温度以及苛刻的环境要求，也会导致产生较多的污染物。更加重要的是，有些材料无法或者很难生长出质量较高、尺寸较大的单晶样品，甚至有些材料在经过长期和艰难探索后生长出的单晶却没有获得预期的性质，上述因素均阻碍了人们对单晶器件的研究与应用。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的缺点，提供一种利用多晶材料制备单晶电容的方法，该方法可以克服单晶生长过程中耗时长、工艺复杂、生长温度高以及产生过程中易产生污染物等缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种利用多晶材料制备单晶电容的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在衬底上制备电容的测试电极；

(2)利用聚焦离子束-电子束双束系统的电子束背散射衍射标定并选取多晶材料中的单晶颗粒；

(3)利用聚焦离子束-电子束双束系统的聚焦离子束在步骤(2)中选取的单晶颗粒上刻蚀出两个平行沟槽，在两个刻蚀出的平行沟槽内沉积电绝缘保护层，利用聚焦离子束-电子束双束系统提取具有电绝缘保护层的单晶颗粒；

(4)从具有电绝缘保护层的单晶颗粒的、除了具有所述电绝缘保护层之外的一侧或相对的两侧刻蚀单晶颗粒至目标厚度；

(5)以任意的顺序，在刻蚀至目标厚度的单晶颗粒上进行以下步骤(a)和(b)，从而制得电容：

(a)在单晶颗粒的、除了具有所述电绝缘保护层之外的两侧形成电容电极；

(b)刻蚀去除单晶颗粒上部多余的部分；

(6)将步骤(5)中制得的电容的电容电极与步骤(1)中制得的测试电极连接。

根据本发明提供的方法，其中，所述步骤(1)中标定的目的是标定多晶材料中的单晶颗粒的晶界和晶向，以便于选取适当的单晶颗粒。

根据本发明提供的方法，其中，步骤(4)和(5)可以在步骤(1)制备的具有测试电极的衬底上进行，也可以在另外的衬底上进行。

在一些实施方案中，所述步骤(3)还包括：将提取的单晶颗粒转移至步骤(1)中制备的具有电容的测试电极的衬底上，并且置于对应的测试电极之间，其中，所述电绝缘保护层与测试电极垂直。

在另一些实施方案中，步骤(4)和(5)在另外的衬底上进行，所述方法还包括以下步骤：将步骤(5)制备的电容转移至步骤(1)中制备的具有电容的测试电极的衬底上，并且置于对应的测试电极之间，其中，所述电绝缘保护层与测试电极垂直。