钽酸锂薄膜溶胶凝胶制备工艺研究.pdf

第26卷第l0期电子元件与材料Vo1．26NO．10
2007年l0月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSOCt．2007

钽酸锂薄膜溶胶凝胶制备工艺研究

张熙，张德银1,2彭卫东，董政
(1．中国民航飞行学院航空工程学院，四川广汉618307；2．电子科技大学机电学院，四川成都610054)

摘要：用溶胶一凝胶法在不同衬底上制备了新的钽酸锂薄膜；研究了环氧树脂掺杂甩胶转速、衬底效应、热处
理温度和气氛等薄膜制备工艺条件对薄膜晶向、表面形貌和介电特性的影响。结果表明：当溶胶浓度为0．1mol／L，转
速为3000r／min，能制备出均匀、平整、无裂纹的薄膜；控制掺杂环氧树脂在5％左右(质量分数)，能提高薄膜与衬
底的黏附性；薄膜在氧气气氛下结晶退火，比在氮气气氛下具有更小的介质损耗；n型Si、P型si和SiO2衬底上钽酸
锂薄膜在[012】晶向上具有择优取向性，而Pt衬底上薄膜在[110]116]~向上具有择优取向性。
关键词：电子技术；LiTaO3；薄膜；溶胶凝胶；退火条件；制备工艺
中图分类号：TM22+4文献标识码：A文章编号：1001．2028(2007)10—0029—04

Preparationprocess0fsol-gelderivedLiTaO3thinfilms

ZHANGXi，ZHANGDe．yin，PENGWei-dong，DONGZheng

(1．AviationEngineeringInstitute，CivilAviationHightUniversityofChina，Guanghan618307，SichuanProvince，China；2．

SchoolofMechatronicsEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054，China)

Abstract：LiTaO3thinfilmswerepreparedondifferentsubstratesbysol'ge1．Efectsofthepreparationprocessconditions

suchasdiferentconcentrationdopedepoxyresin，diferentspeedofspincoating，diferentsubstrate，differentannealing

temperatureandatmosphere，onthecrystallineorientation，surfacemorphologyanddielectriclossofLiTaO3thinfilmswere

investigated．Theresultsshowthattheuniform，smoothandcrack—freeLiTaO3thinfilmsarepreparedusing0．1mol／LLiTaO3

solmatchedwithspincoatingspeedof3000r／min．The5％epoxyresindopedLiTaO3solimprovestheadhesivenessoffilms

tothesubstrate．TheLiTaO3filmscrystallizedinoxygengashavesmallerdielectriclossthanthatinnitrogengas．TheLiTaO3

filmsonntypeSi(100)，PtypeSiandSiO2substratehavepreferredorientationof[012]，whileLiTaO3thinfilmson

Pt／T~SiO2／Si(100)havepreferedorientationof[110】and[1161．

Keywords：electrontechnology；LiTaO3；thinfilm；sol—gel；annealingcondition；preparationprocess

钽酸锂(LiTaO3)材料是一种具有良好的热释电、由于LiTaO红外探测器的电压响应和比探测率等性
铁电、压电、电光和非线性光学等特性的多功能材料，能指标与敏感单元厚度成反比，所以体材料的LiTaO3
常用来制作功能器件，如电光调制器、光谐振滤波器、应用受到几何参数的严格限制。为提高红外探测器的
表面声波器件、光波导器件、微型电容器、非易失性探测性能，LiTaO3薄膜的研究受到广泛的重视，目前
存储器、高性能热释电探测器等⋯。在非制冷的高性已有多种薄膜技术用于制备LiTaO3薄膜，比如RF磁
能热释电红外探测器应用方面，用LiTaO3材料制备的控