一種新型的鈣鈦礦錳基氧化物薄膜材料及其制備方法

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專利名稱：一種新型的鈣鈦礦錳基氧化物薄膜材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種新型的鈣鈦礦型錳基氧化物薄膜材料及其制備方法，特別是一種A位電子摻雜型的半導體鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧Nda75Zra25Mn03薄膜材料及其制備方法。
背景技術：
鈣鈦礦型化合物具有通式AB03，這類材料具有特定的立方晶體結構A位離子位于立方晶胞的頂點，B位離子位于體心，O2—位于面心。鈣鈦礦型錳基氧化物是指B位為Mn離子、 A位為La、 Nd、 Pr等+3價稀土元素的鈣鈦礦型化合物，其通式為AMn03。而A位摻雜型鈣鈦礦型錳基氧化物是指在AMn03化合物的基礎上，在A位摻入其它元素，使A位被兩種或兩種以上不同元素占據、Mn離子由單一價態變為混合價態，以改變材料的性質。
A位摻雜的鈣鈦礦型錳基氧化物主要包括A位空穴摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物和A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物，目前這兩種材料研究和應用最為廣泛。A位慘雜的鈣鈦礦錳基氧化物的主要用途之一是應用于半導體p-n結。半導體p-n結由p區和n區組成，分別為p型半導體和n型半導體。A位空穴摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物是一種p型半導體，可應用于半導體p-n結的p區；電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物是一種新型的n型半導體，可應用于半導體 p-n結的n區。半導體p-n結在二極管領域具有廣泛的應用，利用其基本特性可以制造出多種功能的晶體二極管，如整流二極管、檢波二極管、開關二極管、穩壓二極管、雪崩二極管、隧道二極管等等。此外，半導體p-n結還是構成雙極型晶體管和場效應晶體管的核心，是現代電子技術的基礎。
A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物在半導體器件中應用的基礎是制備薄膜形態的材料，以滿足半導體工藝過程需要，降低器件的尺寸，從而滿足微電子器件小型化的需求。同時，要求制備出的薄膜具有良好的單相性、外延性，以保持器件性能的穩定。制備薄膜材料的方法有很多種，其中包括化學氣相沉積(CVD)，如液相沉積、電解沉積及金屬有機化學氣相沉積等；物理氣相沉積(PVD)，如蒸發沉積、激光分子束外延、脈沖激光沉積及磁控濺射等，其中磁控濺射又可分為直流磁控濺射、射頻磁控濺射和勵磁磁控濺射。
磁控濺射方法是一種十分普遍且有效的薄膜沉積方法，目前已被廣泛應用于微電子、光學薄膜、材料表面處理中等領域中，特別是在半導體工藝制程中用于沉積集成電路晶體管的金屬電極層。與其它薄膜制備工藝相比，磁控濺射方法具有工藝穩定，易于控制，效率高，設備價格適中，薄膜致密、針孔小、與襯底之間附著性好等優點。
磁控濺射的原理如下經過電場加速的電子飛向基片的過程中與氬原子發生碰撞，電離出大量的氬離子和電子。電子飛向基片，氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子。呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。而產生的二次電子在加速飛向基片的過程中受磁場洛侖茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區域內，該區域內等離子體密度很高，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面做圓周運動，在運動過程中不斷撞擊電離出大量的氬離子轟擊靶材，經過多次的碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠離靶材，最終沉積在基片上。在磁控濺射過程中，如果使用絕緣材料靶時，轟擊靶材的正離子會在靶面上累積，使其帶正電，靶電位上升，使得電極間的電場逐漸變小，直至輝光放電熄滅和濺射停止。所以直流磁控濺射不能用來濺射沉積絕緣介質薄膜。為了濺射沉積非金屬材料，必須使用交流電源，即射頻濺射。由于交流電源的正負性發生周期交替，當濺射靶處于正半周時，電子流向靶面，中和其表面積累的正電荷，并且積累電子，使其表面呈現負偏壓，導致在射頻電壓的負半周期時吸引正離子轟擊靶材，從而實現濺射。
目前，已經有報道制備出了少數幾種A位電子摻雜型的鈣鈦礦錳基氧化物薄膜材料。如 C. Mitra等人(Phys. Rev. B 67， 092404, 2003)及W. J. Chang等人(J, Appl. Phys, 96, 4357, 2004) 均報道了利用脈沖激光沉積技術以Lao.7Ceo.3Mn03塊體為靶材在單晶SrTi03基底上制備出了 La0.7CeQ.3MnO3薄膜材料；P. Raychaudhuri等人(J. Appl, Phys. 93, 8328, 2003)報道了利用脈沖激光沉積技術以La^CexMnC)3塊體為靶材在單晶LaA103基底上制備了 Lai-xCexMn03 (0 ^ x ^ 0.3)薄膜材料；T. W. Eom等人(Appl. Phys, Lett. 94, 152502, 2009)報道了利用交叉束激光沉積技術以Laa9CeaiMn03為靶材在LaA103單晶基底上制備了 La。.9CecnMn03薄膜材料； G. M. Tao等人(丄App.Phys. 105, 033707, 2009)報道了利用脈沖激光沉積技術以 Lao.8Tea2Mn03塊體為靶材在單晶SrTi03基底上制備出了 Laa8Tea2Mn03薄膜材料。
盡管目前已經制備出了 A位電子摻雜型的鈣鈦礦錳基氧化物薄膜，但其種類還相對較少，僅局限于LaMn03的A位Ce摻雜和Te摻雜，摻雜范圍也相對較小，僅局限于x < 0.3的有限幾種薄膜樣品。制備方法多采用脈沖激光沉積技術，脈沖激光沉積技術所需設備價格昂貴，因此薄膜制備成本較高，且這種技術在大面積基片上沉積薄膜的均勻性較差，因而不利于生產實現。因此急需開發出新型的、具有較寬摻雜范圍的、成份單一、結構均勻、制備工藝簡單、成本較低且具有應用價值的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物薄膜材料。

發明內容
為了解決目前A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物材料品種少、摻雜范圍小、成本高、工藝復雜、不利于實際生產應用的問題，本發明成功提供了一種新型的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧(NdQ.75ZrQ.25Mn03)薄膜材料，并提供了一種其制備方法，即利用射頻磁控濺射的方法，利用該方法制備的Ndo.75Zro.25Mn03薄膜具有很好的單相性，成分均一，且制備工藝簡單，成本低廉，易于生產實現，因而在半導體器件領域具有巨大的應用價值。
本發明提供的A位電子慘雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料，其化學結構通式為 Nda75Zro.25Mn03，材料中Zr原子與Mn原子的原子個數比1:4;本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料NdQ.75Zr().25Mn03的生長方式為外延生長。
本發明提供的A位電子慘雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法可以采用物理沉積方法中的射頻磁控濺射方法。
本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧Nda75Zro.25Mn03薄膜材料采用物理沉積方法中的射頻磁控濺射方法，其具體步驟如下
(1) 將清潔的單晶基片放入真空室中，將真空室關閉；
(2) 在背底真空氣壓小于5.0x10—5pa時，開始加熱基片，最后基片溫度保持在700-800 °C之間；
(3) 向真空室中通入高純(純度大于99.999%)氬氣(Ar)和氧氣(02)的混合氣體， Ar與02的流量比為8:3至9:1 ，將磁控濺射設備的超高真空閘板閥的開啟度設定為15%~25%，最后調節氣體流量計，使真空氣壓保持在0.3~4.0 Pa;
(4) 關閉基片擋板，調節射頻電源，在靶材上加上功率為150 250 W的射頻i乜源，預激
射5M5分鐘；
(5) 打開基片擋板，對著位于靶材正上方的基片進行濺射，濺射時基片以20 25轉Z分鐘的速度勻速旋轉，濺射時間為20-120分鐘；
(6) 停止濺射，關閉基片擋板，以每分鐘3-5。C的速率降低基片的溫度，降至300 。C后讓基片自然冷卻；
(7) 取出濺射好的樣品，放入管式退火爐中，將退火爐的樣品室密封，用機械泵對管式;li 火爐的樣品室抽真空，當樣品室的壓強低十10 Pa后，關閉機械泵，充入高純(純度大于 99.999%)氧氣，直至樣品室中壓強達到大氣壓強(1.01xl05Pa);
(8) 將管式退火爐樣品室的溫度升至900 100(TC的范圍，恒溫24-48小時，然后以每分鐘3-5 。C的速率將溫度降低至室溫(20-25°C)。
上述采用射頻磁控濺射制備A位電子摻雜鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的歩驟中，歩驟(1)所述的單晶基片為(100)晶面拋光的鈦酸鍶(SrTi03)單品基片；
上述釆用射頻磁控濺射制備A位電子摻雜鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的步驟中，歩驟(4)所述的靶材為Ndo.75Zra25Mn03多晶塊體靶材，靶材的大小與射頻磁控濺射設備耙頭的大小相等；
本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法中，步驟 (4)所述Ndo.75Zro.25Mn03的多晶塊體靶材，其制備方法可以采用溶膠-凝膠法或固相反應法經高溫燒結達到所需耍的大小而成。
本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材采用溶膠-凝膠法制備時，優選絡合物型溶膠-凝膠法。
本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體耙材采用絡合物型溶膠-凝膠法制備時，優選檸檬酸為絡合劑，具體步驟如下
(1)按化學訃量比配制Nd、 Zr、 Mn硝酸鹽的混合溶液； a)將一定量的檸檬酸和乙二醇混合，加熱至溶液澄清；
(3) 將步驟(1)所得混合溶液加入到歩驟(2)所得混合溶液中，攪拌溶清，滴加氨水NH^H20調節溶液的pH值，升溫，保持在80-10(TC下攪拌，水分蒸發后得到溶膠。
(4) 繼續升溫攪拌，直到得到千凝膠；將干凝膠進一步干燥加熱至180-200°C，使之燃燒，生成黑色或褐色灰狀前驅體；
(5) 將前驅體研磨，在空氣中預燒，形成精細的多品粉末，預燒溫度在600-1000 UC之間，預燒時間在5-20小時之間；
(6)將多晶粉末加入粘合劑壓成片狀，大小與磁控濺射鍍膜機靶頭大小相同，然后在空氣中高溫燒結，得到塊狀最終產物。燒結所需溫度在1200-1800 。C之問，時間在10-60小時之間。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材的歩驟中，歩驟(1)所述Nd、 Zr、 Mn硝酸鹽可以由Nd、 Zr、 Mn的氧化物與硝酸反應生成，也可以直接用Nd(N03)r6H20、 Zr(N03)4.5H20、 Mn(N03)3.6H20溶于水。化學計量比為化合物 Ndo.75Zfo.2sMn03中各個原子的摩爾比范圍內。所需的Nd、 Zr、 Mn的硝酸鹽也可用這畔金嵐的碳酸鹽代替。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材的歩驟中，步驟(2)所需摩爾配比是，乙二醇比檸檬酸大于2，乙二醇比Mn硝酸鹽的摩爾比大于 1，最好的情況下，乙二醇要過量，最后能夠起到溶劑作用。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材的歩驟中，歩驟(3)的PH值為1.5—2.5之間。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材的步驟中，步驟(4)得到干凝膠的過程要盡量緩慢攪拌，直到出現粘稠狀膠體，一般將膠體擱置在真空烤箱中，緩慢加熱到180-200 °C，會出現燃燒現象，這個過程是進一步除去溶劑(主要是乙二醇)，得到干凝膠前驅體。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體靶材的步驟中，歩驟(5)預燒溫度優選在600-800 。C，預燒時間優選8-16小時。
上述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型轉鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊體耙材的歩驟中，步驟(6)燒結溫度優選在1300-1600 °C，燒結時間優選20-48小時;干凝膠前驅體的研磨有利于混合更加均勻，保證高溫預燒和燒結的質量。
.-l二述采用溶膠-凝膠法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦猛基氧化物釹鋯錳氧塊體耙材的方法是最佳方法，主要原理使用了絡合物型溶膠-凝膠法，選用的絡合物是檸檬酸。實驗研究表明，選用其他絡合物也是可行的，比如EDTA。此外，光用擰檬酸也是可行，但是效果沒有加入乙二醇好，因為乙二醇起到溶劑和酯化交聯作用，能夠保證得到最好均勻度的干凝膠前驅體。本發明提供的A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧塊狀耙材采用固相反應法制備時需要經過以下步驟
(1) 將Nd203、 Zr02、 Mn02粉末按化學計量比混合；
(2) 將混合粉末充分研磨均勻；
(3) 將研磨均勻的粉末在空氣中預燒，預燒溫度在600-1000 。C之間，預燒時間在5-20 小時之間；
(4) 將多晶粉末加入粘合劑壓成片狀，大小與磁控濺射鍍膜機靶頭大小相同，然后在空氣中高溫燒結，得到塊狀最終產物。燒結所需溫度在1300-2000 °。之間，時間在24-96小時之間。
卜.述采用固相反應法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物塊體靶材的步驟中，歩驟(3) 燒結溫度優選在600-800 °C，燒結時間優選8-16小時；
h述采用固相反應法制備A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物塊體靶材的歩驟中，歩驟(4) 燒結溫度優選在1400-1700 °C，燒結時間優選48-72小時。
本發明提供的-種A位電了摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧Nda9Zr(uMn03薄膜材料，主要使用了以下儀器和方法來測試分析采用X射線衍射儀(XRD， Philips PW3710)對靶材和薄膜的結構進行了分析；采用X射線光電子譜(JPS-9010)對靶材成分和化合價進行測試；釆用高分辨透射電子顯微鏡(TEM,犯M-2010)對薄膜的結構和形態進行了分析。
本發明提供的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧Nda75Zra25Mn03薄膜材料，是一種新型的薄膜材料，該薄膜生長方式為外延生長。該材料具有鈣鈦礦晶體結構，成分均一，是一種優良的n型半導體材料，可應用于半導體p-n結的n區。該薄膜結構均勻、制備工藝簡單、成本較低、制備過程易于控制、重復性好、環境污染小，具有很高的實用價值。

圖1為Nda75Zra25Mn03塊體靶材的X射線衍射譜。
圖2(a)為Nda75Zr。.25Mn03塊體靶材中Mn 2p3/2的XPS譜；(b)為該樣品的霍爾電阻-磁場曲線。
圖3為Nd0.75Zrc.25MnO3薄膜樣品的X射線衍射譜圖4為Nda75Zrc.25Mn03薄膜樣品的斷面高分辨透射電子顯微鏡照片。圖5為絡合物型溶膠-凝膠法的工藝過程圖。
具體實施例方式
下面將通過具體實施例對本發明作進一步的說明。實施例1
制備Nda.75Zrfl.25Mn03塊體靶材。
在燒杯1中加入1L水，按3:1:4的摩爾比稱取Nd(N03)3.6H20、 Zr(N03)4.5H20、 Mn(N03)y6II20固體共100g，攪拌溶清，使溶液混合均勻，備用；另用燒杯2將600ml檸檬酸和S00ml乙二醇混合，加熱至溶液澄清；將燒杯1中的溶液緩慢加入燒杯2中，攪拌均勻，滴加氨水NH3 H20調節溶液的pH值到2.0，邊攪拌邊加熱，保持在80-9(TC下攪拌約lh，水分蒸發后得到溶膠溶液，繼續升溫攪拌，直到得到干凝膠；置于真空烤箱中，保持在 180-200eC下使干凝膠燃燒，生成黑色灰狀前驅體；冷卻，將前驅體研磨，在空氣中800 QC 卜—預燒0小時，形成精細的多晶粉末；將多晶粉末加入粘合劑壓成片狀，在空氣中150(TC 高溫燒結28小時，得到塊狀最終產物。
經過X射線衍射分析結果鑒定，該樣品為單相，不含雜質，結構為正交鈣鈦礦結構，空間群為Pbnm，結果如圖1所示；經過X射線光電子譜測試表明，該樣品中Mn的化合價為+2價和+3價混合，比例約為3: 1，表明所得材料的化學式為Ndo.75Zro.25Mn03，如圖3(a)所示；霍爾效應的分析表明樣品的霍爾電阻率為負值，說明樣品為n型半導體，結果如圖3(b) 所示。
實施例2
制備Ndo.75Zro.2sMn03薄膜。
(1) 將清洗干凈的(100)晶面拋光的SrTi03單晶基片放入中國科學院沈陽科儀中心的 JGP-560型超高真空磁控濺射鍍膜機的真空室中，將真空室關閉；
(2) 在背底真空氣壓為3.5xl(rSpa時，開始加熱基片，最后基片溫度保持在780。C;
(3) 向真空室中通入高純(純度大于99.999%)氬氣(Ar)和氧氣(02)的混合氣體， Ar與02的流量比為5:l，將磁控濺射設備的超高真空閘板闊的開啟度設定為20%，最后調節氣體流量計，使真空氣壓保持在0.6Pa;
(4) 關閉基片擋板，調節射頻電源，在Ndo.9ZrcuMn03耙材上加上功率為180 W的射頻電源，預濺射10分鐘；
(5) 打開基片擋板，對著位于靶正上方的基片進行濺射，濺射時基片以20轉/分鐘的速度勻速旋轉，濺射時間為60分鐘；
(6) 停止濺射，關閉基片擋板，以每分鐘3。C的速率降低基片的溫度，降至300。C后讓基片自然冷卻；
(7) 取出濺射好的樣品，放入管式退火爐中，將退火爐的樣品室密封，用機械泵對管式退火爐的樣品室抽真空，當樣品室的壓強達到7Pa后，關閉機械泵，充入高純(純度大于 99.999%)氧氣，直至樣品室中壓強達到大氣壓強(1.01xl05Pa);
(8) 將管式退火爐樣品室的溫度升至950 。C，恒溫36小時，然后以每分鐘5 °C的速率將溫度降低至室溫。
上述采用射頻磁控濺射制備A位電子摻雜鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的步驟中，步驟(4)所述的靶材為利用前述的溶膠凝膠法制備的Nda75Zro25Mn03多晶塊體耙材，靶材的制備過程見實施例1。
經過X射線衍射鑒定，在(100)晶面拋光的SrTi03單晶基底上制備的薄膜為 Ndo,75Zl"(U5Mn03外延薄膜，薄膜的生長方向是沿[110]晶向外延生長。斷面高分辨透射電子顯微鏡測試結果表明，Ndo.75Zra25Mn03與SrTi03的界面附近過渡層不明顯，晶格匹配良好。
權利要求
1.一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料，其化學結構通式為Nd0.75Zr0.25MnO3，該釹鋯錳氧薄膜材料的的生長方式為外延生長。
2. —種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于采用物理沉積方法中的射頻磁控濺射方法。
3. 如權利要求2所述的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的射頻磁控濺射方法的具體步驟如下(1) 將清潔的單晶基片放入真空室中，將真空室關閉；(2) 在背底真空氣壓小于5.0X10—5 Pa時，開始加熱基片，最后基片溫度保持在700~800 °(3之間；(3) 向真空室中通入純度大于99.999%的氬氣和氧氣的混合氣體，氬氣和氧氣的流量比為8: 3至9: 1，將磁控濺射設備的超高真空閘板閥的開啟度設定為15% 25%，最后調節氣體流量計，使真空氣壓保持在0.3 1.0Pa;(4) 關閉基片擋板，調節射頻電源，在靶材上加上功率為150-250 W的射頻電源，預濺射5~15分鐘；(5) 打開基片擋板，對著位于靶材正上方的基片進行濺射，濺射時基片以20 25轉/ 分鐘的速度勻速旋轉，濺射時間為20~120分鐘；(6) 停止濺射，關閉基片擋板，以每分鐘3 5。C的速率降低基片的溫度，降至300。C 后讓基片自然冷卻；(7) 取出濺射好的樣品，放入管式退火爐中，將退火爐的樣品室密封，用機械泵對管式退火爐的樣品室抽真空，當樣品室的壓強低于10 Pa后，關閉機械泵，充入純度大于99.999%的氧氣，直至樣品室中壓強達到大氣壓強；(8) 將管式退火爐樣品室的溫度升至卯0 1000。C的范圍，恒溫24-48小時，然后以每分鐘3~5 。C的速率將溫度降低至室溫20-25°C。
4. 如權利要求3所述的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的步驟(4)中的靶材為Ndo.75Zra25Mn03多晶塊體靶材，靶材的大小與射頻磁控濺射設備靶頭的大小相等。
5. 如權利要求4所述的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的Nda75Zr().25Mn03多晶塊體靶材靶材采用溶膠-凝膠法或固相反應法經高溫燒結達到所需要的大小而成。
6. 如權利要求4所述的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的Nda75Zra25Mn03多晶塊體靶材靶材，采用溶膠-凝膠法制備時，優選絡合物型溶膠-凝膠法，其工藝過程是首先將金屬鹽溶液與絡合劑形成穩定的絡合物溶液；然后將溶劑蒸發，形成絡合物千凝膠; 然后進行干燥燃燒，形成前驅體；最后經過預燒燒結，形成釹鋯錳氧材料。
7. 如權利要求6所述的一種A位電子摻雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的絡合物型溶膠-凝膠法，優選檸檬酸為絡合劑，具體步驟如下(1) 按化學計量比配制Nd、 Zr、 Mn硝酸鹽的混合溶液；(2) 將一定量的檸檬酸和乙二醇混合，加熱至溶液澄清；(3) 將歩驟(1)所得混合溶液加入到歩驟(2)所得混合溶液中，攪拌溶清，滴加氨水NH3 ，1120 調節溶液的pH值，升溫，保持在80-10(TC下攪拌，水分蒸發后得到溶膠；(4) 繼續升溫攪拌，直到得到干凝膠；將干凝膠進一歩千燥加熱至180-200°C，使之燃燒，生成黑色或褐色灰狀前驅體；(5) 將前驅體研磨，在空氣中預燒，形成精細的多晶粉末，預燒溫度在600-1000 。C之間，預燒時間在5-20小時之間；(6) 將多品粉木加入粘合劑壓成片狀，大小與磁控濺射鍍膜機靶頭大小相同，然后在空氣屮高溫燒結，得到塊狀最終產物。
8. 如權利要求7所述的一種A位電子慘雜型鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧薄膜材料的制備方法，其特征在于所述的絡合物型溶膠-凝膠法歩驟歩驟(2)所需摩爾配比是，乙二醇比檸檬酸大于2，乙二醇比Mn硝酸鹽的摩爾比大于1;歩驟(3)的PH值為1.5—2.5之間；步驟(5)預燒溫度優選在600-800 °。預燒時間優選8-16小時；歩驟(6)燒結溫度優選在1300-1600 。C ，燒結時間優選20-48小時。
全文摘要
本發明涉及一種新型的鈣鈦礦型錳基氧化物薄膜材料及其制備方法，特別是一種A位電子摻雜型的半導體鈣鈦礦錳基氧化物釹鋯錳氧(Nd0.75Zr0.25MnO3)薄膜材料及其制備方法。該新型的釹鋯錳氧(Nd0.75Zr0.25MnO3)薄膜材料可以使用射頻磁控濺射的方法制備，利用該方法制備的Nd0.75Zr0.25MnO3薄膜具有很好的單相性，成分均一，且制備工藝簡單，成本低廉，易于生產實現，因而在半導體器件領域具有巨大的應用價值。
文檔編號C23C14/06GK101685830SQ200910070260
公開日2010年3月31日申請日期2009年8月28日優先權日2009年8月28日
發明者陳立華申請人:陳立華

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