适用于旋涂法的铁氧体组合物及其制备方法

本发明属于铁氧体组合物，涉及一种适用于旋涂法的铁氧体组合物，本发明还涉及上述铁氧体组合物的制备方法。

背景技术：

1、铁氧体材料作为一种磁性材料，在电子、通信、雷达等领域具有广泛的应用。铁氧体磁性材料本身具有高磁导率、高饱和磁化强度等特性。目前的铁氧体制备技术包括以下几种：脉冲激光沉积(pld)、液相外延(lpe)、磁控溅射、固相烧结与丝网印刷。其中丝网印刷与固相烧结技术主要用于大尺寸厚膜与块材的制备，无法满足微波电路片上集成的尺寸要求。液相外延技术虽然可以生长小尺寸薄膜，但其制备的铁氧体材料饱和磁化强度与矫顽力偏小，无法满足环形器等微波器件的使用要求。脉冲激光沉积与磁控溅射技术制备的铁氧体薄膜性能良好，但其工艺流程复杂，并且产品质量稳定性较差，目前还处于实验室研究阶段，难以与传统的cmos集成电路制造工艺相适应。

2、旋涂法是传统半导体制作工艺中的常用技术，可以与现有cmos集成电路工艺有效结合。在旋涂过程中，可以通过控制旋涂速度与时间精确控制薄膜的厚度与均匀性，满足各种器件尺寸的制作要求。但是，铁氧体本身因为其常温常压下的固体形态、严格的晶格结构以及内禀磁性而无法使用旋涂法进行制作。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供适用于旋涂法的铁氧体组合物，解决了现有技术中存在的纯铁氧体无法进行旋涂的问题。

2、本发明的另一目的是提供用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法。

3、本发明所采用的技术方案是，用于旋涂法的铁氧体组合物，包括铁氧体粉末、光刻胶以及基片，铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为：1：1-5混合形成后铁氧体复合物，然后通过旋涂法在基片上形成一层铁氧体组合物薄膜形成铁氧体组合物。

4、优选地，铁氧体粉末为微米或纳米级粉末，铁氧体粉末采用尖晶石型铁氧体、石榴石型铁氧体、与磁铅石型铁氧体粉末中的一种。

5、优选地，光刻胶为su-8、az 125nxt、az 15nxt-115cps、az nlof2020、aznlof2035、az nlof2070、az nlof5510负性光刻胶和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正性光刻胶以及az 5209e、az 5214e、ti35e、ti 35esx、ti spray、ti xlift-x正负转换胶中的一种。

6、优选地，基片为硅片、碳化硅片、氮化镓片、砷化镓片、铜片、铝片、铂片、金片中的一种。

7、本发明采用的第二种技术方案是：用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，制备上述用于旋涂法的铁氧体组合物，具体按照如下步骤实施：

8、步骤1，将铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为1：1-5混合均匀，得到铁氧体复合物溶液；

9、步骤2，将基片置于旋涂仪的中央置物台上，将铁氧体复合物溶液滴在基片上，然后使用200-5000转每小时的转速，对基片进行3-90s的旋转操作，使铁氧体复合物溶液在基片上均匀扩散；

10、步骤3，旋转到时间后，将基片置于通风柜中至少30分钟在基片上形成铁氧体复合物薄膜；

11、步骤4，将步骤3形成铁氧体复合物薄膜的基片进行1-5分钟烘烤，得到铁氧体组合物薄膜。

12、优选地，铁氧体粉末为颗粒尺寸为50nm-100um的固体粉末，铁氧体粉末采用尖晶石型铁氧体、石榴石型铁氧体、与磁铅石型铁氧体粉末中的一种。

13、优选地，基片为硅片、碳化硅片、氮化镓片、砷化镓片、铜片、铝片、铂片、金片中的一种。

14、优选地，光刻胶采用型号为su-8、az 125nxt、az 15nxt-115cps、az nlof2020、aznlof2035、az nlof2070、az nlof5510负性光刻胶和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正性光刻胶以及az 5209e、az 5214e、ti35e、ti 35esx、ti spray、ti xlift-x正负转换胶中的一种。

15、优选地，步骤1中将铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为1：1-5在烧杯中混合，混合时，先使用移液管将光刻胶加入烧杯中，然后少量多次的加入铁氧体粉末，每次加入铁氧体粉末后，均需进行搅拌，直至表面无明显粉末，再进行下一次混合添加。

16、优选地，步骤2中先将基片进行预热至85-135℃，然后将基片置于旋涂仪的中央置物台上，再将铁氧体复合物溶液滴在预热后基片上。

17、优选地，步骤3中旋转到时间后，将附着有铁氧体复合物溶液的基片放入聚苯乙烯培养皿中，并在通风柜中放置至少30分钟，使多余溶液挥发直到基片表面的铁氧体复合物溶液成胶且表面光滑。

18、本发明的有益效果是：

19、采用本发明的旋涂法制备的铁氧体薄膜根据基片的尺寸大小制备出与基片大小一致的薄膜，厚度在1um至50um之间，本发明制备出的铁氧体薄膜后期可以使用化学机械抛光技术加工成厚度1至50um，半径10至500um的尺寸并且不影响其旋磁特性，铁氧体旋磁特性得到较好保留；本发明能采用硅片晶圆作为基片，能与传统cmos集成电路工艺有效结合。

技术特征：

1.用于旋涂法的铁氧体组合物，其特征在于，包括铁氧体粉末、光刻胶以及基片，所述铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为：1：1-5混合形成后铁氧体复合物，然后通过旋涂法在基片上形成一层铁氧体组合物薄膜形成铁氧体组合物。

2.根据权利要求1所述的用于旋涂法的铁氧体组合物，其特征在于，所述铁氧体粉末为微米或纳米级粉末，所述铁氧体粉末采用尖晶石型铁氧体、石榴石型铁氧体、与磁铅石型铁氧体粉末中的一种。

3.根据权利要求2所述的用于旋涂法的铁氧体组合物，其特征在于，所述光刻胶为su-8、az 125nxt、az 15nxt-115cps、az nlof2020、az nlof2035、az nlof2070、az nlof5510负性光刻胶和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正性光刻胶以及az 5209e、az 5214e、ti 35e、ti 35esx、ti spray、tixlift-x正负转换胶中的一种。

4.根据权利要求3所述的用于旋涂法的铁氧体组合物，其特征在于，所述基片为硅片、碳化硅片、氮化镓片、砷化镓片、铜片、铝片、铂片、金片中的一种。

5.用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，制备如权利要求4所述的用于旋涂法的铁氧体组合物，具体按照如下步骤实施：

6.根据权利要求5所述的用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，所述铁氧体粉末为颗粒尺寸为50nm-100um的固体粉末，所述铁氧体粉末采用尖晶石型铁氧体、石榴石型铁氧体、与磁铅石型铁氧体粉末中的一种；

7.根据权利要求6所述的用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，所述光刻胶为液态正型光刻胶，采用型号为su-8、az 125nxt、az 15nxt-115cps、az nlof2020、aznlof2035、az nlof2070、az nlof5510负性光刻胶和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正性光刻胶以及az 5209e、az 5214e、ti35e、ti 35esx、ti spray、ti xlift-x正负转换胶中的一种。

8.根据权利要求5所述的用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中将铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为1：1-5在烧杯中混合，混合时，先使用移液管将光刻胶加入烧杯中，然后少量多次的加入铁氧体粉末，每次加入铁氧体粉末后，均需进行搅拌，直至表面无明显粉末，再进行下一次混合添加。

9.根据权利要求5所述的用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中先将基片进行预热至85-135℃，然后将基片置于旋涂仪的中央置物台上，再将铁氧体复合物溶液滴在预热后基片上。

10.根据权利要求5所述的用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤3中旋转到时间后，将附着有铁氧体复合物溶液的基片放入聚苯乙烯培养皿中，并在通风柜中放置至少30分钟，使多余溶液挥发直到基片表面的铁氧体复合物溶液成胶且表面光滑。

技术总结本发明公开了用于旋涂法的铁氧体组合物，包括铁氧体粉末、光刻胶以及基片，铁氧体粉末和光刻胶按照质量比为：1：1‑5混合形成后铁氧体复合物，然后通过旋涂法在基片上形成一层铁氧体组合物薄膜形成铁氧体组合物。本发明解决了现有技术中存在的纯铁氧体无法进行旋涂的问题。本发明还公开了用于旋涂法的铁氧体组合物的制备方法。技术研发人员：全威,周佳彤受保护的技术使用者：西安理工大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10