[发明专利]基于脉冲电子束沉积技术制备钛酸钡纳米铁电薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种制备钛酸钡纳米铁电级薄膜的方法，具体步骤如下：首先清洗目标基底和反应腔室污染物，然后控制反应腔室氧气分压并生长钛酸钡薄膜，最后钛酸钡薄膜原位退火，即获得所述钛酸钡纳米铁电级薄膜；本发明利用电火花隧道系统产生的脉冲电子束轰击钛酸钡靶材表面，靶材吸收电子束的能量转化为热能使材料挥发和离子化形成的等离子体，在钛酸钡靶材表面上方扩散，到达目标基底表面，形核成膜，并通过控制电子束脉冲数和脉冲频率进一步控制钛酸钡薄膜的沉积速度和厚度，制备的钛酸钡薄膜致密性好，表面平整，提高了器件的质量。

主权项

1.一种基于脉冲电子束沉积技术制备钛酸钡纳米铁电薄膜的方法，包括如下步骤：1)清洗目标基底；2)清理反应腔室污染物：将钛酸钡靶材和目标基底放入脉冲电子束沉积系统的反应腔室，分子泵速度为1000 Hz，反应腔室抽真空到1.0×10^‑6 Torr或以下；3)控制反应腔室氧气分压：分子泵速度为250Hz，向反应腔室充氧气并维持压强为6×10^‑3 Torr；4)生长钛酸钡薄膜：目标基底进行升温至700 ℃；设定电子枪电压为10 KV，脉冲数为13000，频率为3 Hz，进行钛酸钡薄膜沉积；电子枪运行结束后，停止通氧气并关闭分子泵；5)钛酸钡薄膜原位退火：分子泵完全关闭后，向反应腔室通氧气至腔室压强为100 Torr，于700 ℃保温1小时，然后自然冷却至室温，即获得目标基底上的钛酸钡纳米铁电薄膜，其厚度为30nm。