本發(fā)明屬于鐵氧體組合物，涉及一種適用于旋涂法的鐵氧體組合物，本發(fā)明還涉及上述鐵氧體組合物的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鐵氧體材料作為一種磁性材料，在電子、通信、雷達等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。鐵氧體磁性材料本身具有高磁導(dǎo)率、高飽和磁化強度等特性。目前的鐵氧體制備技術(shù)包括以下幾種：脈沖激光沉積(pld)、液相外延(lpe)、磁控濺射、固相燒結(jié)與絲網(wǎng)印刷。其中絲網(wǎng)印刷與固相燒結(jié)技術(shù)主要用于大尺寸厚膜與塊材的制備，無法滿足微波電路片上集成的尺寸要求。液相外延技術(shù)雖然可以生長小尺寸薄膜，但其制備的鐵氧體材料飽和磁化強度與矯頑力偏小，無法滿足環(huán)形器等微波器件的使用要求。脈沖激光沉積與磁控濺射技術(shù)制備的鐵氧體薄膜性能良好，但其工藝流程復(fù)雜，并且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差，目前還處于實驗室研究階段，難以與傳統(tǒng)的cmos集成電路制造工藝相適應(yīng)。

2、旋涂法是傳統(tǒng)半導(dǎo)體制作工藝中的常用技術(shù)，可以與現(xiàn)有cmos集成電路工藝有效結(jié)合。在旋涂過程中，可以通過控制旋涂速度與時間精確控制薄膜的厚度與均勻性，滿足各種器件尺寸的制作要求。但是，鐵氧體本身因為其常溫常壓下的固體形態(tài)、嚴(yán)格的晶格結(jié)構(gòu)以及內(nèi)稟磁性而無法使用旋涂法進行制作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供適用于旋涂法的鐵氧體組合物，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的純鐵氧體無法進行旋涂的問題。

2、本發(fā)明的另一目的是提供用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法。

3、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，用于旋涂法的鐵氧體組合物，包括鐵氧體粉末、光刻膠以及基片，鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為：1：1-5混合形成后鐵氧體復(fù)合物，然后通過旋涂法在基片上形成一層鐵氧體組合物薄膜形成鐵氧體組合物。

4、優(yōu)選地，鐵氧體粉末為微米或納米級粉末，鐵氧體粉末采用尖晶石型鐵氧體、石榴石型鐵氧體、與磁鉛石型鐵氧體粉末中的一種。

5、優(yōu)選地，光刻膠為su-8、az?125nxt、az?15nxt-115cps、az?nlof2020、aznlof2035、az?nlof2070、az?nlof5510負(fù)性光刻膠和az?3dt-102m-15、az?10xt、az?12xt，az40xt、az?4533、az?4562、az?ips?6090、az?p4110、az?p4620、az?p4903，pl?177、az?1505、az1512hs、az?1514h、az?1518、az?mir?701、az?eci?3007、az?eci?3012、az?eci?3027、az?tfp650、az9245、az9260、ofpr、tsmr、thmr-ip、thmr-ar正性光刻膠以及az?5209e、az?5214e、ti35e、ti?35esx、ti?spray、ti?xlift-x正負(fù)轉(zhuǎn)換膠中的一種。

6、優(yōu)選地，基片為硅片、碳化硅片、氮化鎵片、砷化鎵片、銅片、鋁片、鉑片、金片中的一種。

7、本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案是：用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，制備上述用于旋涂法的鐵氧體組合物，具體按照如下步驟實施：

8、步驟1，將鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為1：1-5混合均勻，得到鐵氧體復(fù)合物溶液；

9、步驟2，將基片置于旋涂儀的中央置物臺上，將鐵氧體復(fù)合物溶液滴在基片上，然后使用200-5000轉(zhuǎn)每小時的轉(zhuǎn)速，對基片進行3-90s的旋轉(zhuǎn)操作，使鐵氧體復(fù)合物溶液在基片上均勻擴散；

10、步驟3，旋轉(zhuǎn)到時間后，將基片置于通風(fēng)柜中至少30分鐘在基片上形成鐵氧體復(fù)合物薄膜；

11、步驟4，將步驟3形成鐵氧體復(fù)合物薄膜的基片進行1-5分鐘烘烤，得到鐵氧體組合物薄膜。

12、優(yōu)選地，鐵氧體粉末為顆粒尺寸為50nm-100um的固體粉末，鐵氧體粉末采用尖晶石型鐵氧體、石榴石型鐵氧體、與磁鉛石型鐵氧體粉末中的一種。

13、優(yōu)選地，基片為硅片、碳化硅片、氮化鎵片、砷化鎵片、銅片、鋁片、鉑片、金片中的一種。

14、優(yōu)選地，光刻膠采用型號為su-8、az?125nxt、az?15nxt-115cps、az?nlof2020、aznlof2035、az?nlof2070、az?nlof5510負(fù)性光刻膠和az?3dt-102m-15、az?10xt、az?12xt，az40xt、az?4533、az?4562、az?ips?6090、az?p4110、az?p4620、az?p4903，pl?177、az?1505、az1512hs、az?1514h、az?1518、az?mir?701、az?eci?3007、az?eci?3012、az?eci?3027、az?tfp650、az9245、az9260、ofpr、tsmr、thmr-ip、thmr-ar正性光刻膠以及az?5209e、az?5214e、ti35e、ti?35esx、ti?spray、ti?xlift-x正負(fù)轉(zhuǎn)換膠中的一種。

15、優(yōu)選地，步驟1中將鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為1：1-5在燒杯中混合，混合時，先使用移液管將光刻膠加入燒杯中，然后少量多次的加入鐵氧體粉末，每次加入鐵氧體粉末后，均需進行攪拌，直至表面無明顯粉末，再進行下一次混合添加。

16、優(yōu)選地，步驟2中先將基片進行預(yù)熱至85-135℃，然后將基片置于旋涂儀的中央置物臺上，再將鐵氧體復(fù)合物溶液滴在預(yù)熱后基片上。

17、優(yōu)選地，步驟3中旋轉(zhuǎn)到時間后，將附著有鐵氧體復(fù)合物溶液的基片放入聚苯乙烯培養(yǎng)皿中，并在通風(fēng)柜中放置至少30分鐘，使多余溶液揮發(fā)直到基片表面的鐵氧體復(fù)合物溶液成膠且表面光滑。

18、本發(fā)明的有益效果是：

19、采用本發(fā)明的旋涂法制備的鐵氧體薄膜根據(jù)基片的尺寸大小制備出與基片大小一致的薄膜，厚度在1um至50um之間，本發(fā)明制備出的鐵氧體薄膜后期可以使用化學(xué)機械拋光技術(shù)加工成厚度1至50um，半徑10至500um的尺寸并且不影響其旋磁特性，鐵氧體旋磁特性得到較好保留；本發(fā)明能采用硅片晶圓作為基片，能與傳統(tǒng)cmos集成電路工藝有效結(jié)合。

技術(shù)特征：

1.用于旋涂法的鐵氧體組合物，其特征在于，包括鐵氧體粉末、光刻膠以及基片，所述鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為：1：1-5混合形成后鐵氧體復(fù)合物，然后通過旋涂法在基片上形成一層鐵氧體組合物薄膜形成鐵氧體組合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物，其特征在于，所述鐵氧體粉末為微米或納米級粉末，所述鐵氧體粉末采用尖晶石型鐵氧體、石榴石型鐵氧體、與磁鉛石型鐵氧體粉末中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物，其特征在于，所述光刻膠為su-8、az?125nxt、az?15nxt-115cps、az?nlof2020、az?nlof2035、az?nlof2070、az?nlof5510負(fù)性光刻膠和az?3dt-102m-15、az?10xt、az?12xt，az?40xt、az?4533、az?4562、az?ips?6090、az?p4110、az?p4620、az?p4903，pl?177、az?1505、az?1512hs、az?1514h、az?1518、az?mir701、az?eci?3007、az?eci?3012、az?eci?3027、az?tfp?650、az9245、az9260、ofpr、tsmr、thmr-ip、thmr-ar正性光刻膠以及az?5209e、az?5214e、ti?35e、ti?35esx、ti?spray、tixlift-x正負(fù)轉(zhuǎn)換膠中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物，其特征在于，所述基片為硅片、碳化硅片、氮化鎵片、砷化鎵片、銅片、鋁片、鉑片、金片中的一種。

5.用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，制備如權(quán)利要求4所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物，具體按照如下步驟實施：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，所述鐵氧體粉末為顆粒尺寸為50nm-100um的固體粉末，所述鐵氧體粉末采用尖晶石型鐵氧體、石榴石型鐵氧體、與磁鉛石型鐵氧體粉末中的一種；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，所述光刻膠為液態(tài)正型光刻膠，采用型號為su-8、az?125nxt、az?15nxt-115cps、az?nlof2020、aznlof2035、az?nlof2070、az?nlof5510負(fù)性光刻膠和az?3dt-102m-15、az?10xt、az?12xt，az40xt、az?4533、az?4562、az?ips?6090、az?p4110、az?p4620、az?p4903，pl?177、az?1505、az1512hs、az?1514h、az?1518、az?mir?701、az?eci?3007、az?eci?3012、az?eci?3027、az?tfp650、az9245、az9260、ofpr、tsmr、thmr-ip、thmr-ar正性光刻膠以及az?5209e、az?5214e、ti35e、ti?35esx、ti?spray、ti?xlift-x正負(fù)轉(zhuǎn)換膠中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，所述步驟1中將鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為1：1-5在燒杯中混合，混合時，先使用移液管將光刻膠加入燒杯中，然后少量多次的加入鐵氧體粉末，每次加入鐵氧體粉末后，均需進行攪拌，直至表面無明顯粉末，再進行下一次混合添加。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，所述步驟2中先將基片進行預(yù)熱至85-135℃，然后將基片置于旋涂儀的中央置物臺上，再將鐵氧體復(fù)合物溶液滴在預(yù)熱后基片上。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法，其特征在于，所述步驟3中旋轉(zhuǎn)到時間后，將附著有鐵氧體復(fù)合物溶液的基片放入聚苯乙烯培養(yǎng)皿中，并在通風(fēng)柜中放置至少30分鐘，使多余溶液揮發(fā)直到基片表面的鐵氧體復(fù)合物溶液成膠且表面光滑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了用于旋涂法的鐵氧體組合物，包括鐵氧體粉末、光刻膠以及基片，鐵氧體粉末和光刻膠按照質(zhì)量比為：1：1?5混合形成后鐵氧體復(fù)合物，然后通過旋涂法在基片上形成一層鐵氧體組合物薄膜形成鐵氧體組合物。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的純鐵氧體無法進行旋涂的問題。本發(fā)明還公開了用于旋涂法的鐵氧體組合物的制備方法。

技術(shù)研發(fā)人員：全威,周佳彤
受保護的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10