[发明专利]一种铋掺杂钛酸锶薄膜电容器及其制备方法

摘要

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种铋掺杂钛酸锶电容器及其制备方法，用醋酸锶、硝酸铋、四异丙醇钛、醋酸、乙二醇甲醚、乙酰丙酮、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)和乙二醇作原料，按Sr_1‑1.5xBi_xTiO₃配制成溶胶，经陈化、甩膜和热处理制备出均匀的电介质膜，再在介质膜上镀上一层电极，制备出铋掺杂钛酸锶薄膜电容器。与现有技术相比，采用本配方的电容材料，具有较低的漏电流密度和介电损耗以及较大的耐压性能，从而满足铋掺杂钛酸锶薄膜的电容器应用。

主权项

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。