CN1838988A - 用于增大铁电材料体积电导率的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，一种处理铁电材料的方法包括：将铁电材料和金属源装入容器中(1002)，升高容器的温度(1016)，在低于铁电材料居里温度的温度下加热容器达目标时间长度(1020)，且随后降低容器的温度(1022)。可设定目标时间长度以获得目标电导率。例如目标时间长度可以是约25小时或更短。

Description

用于增大铁电材料体积电导率的方法和设备

技术领域

本发明主要涉及材料处理(material processing)，且更具体而言，但不排它地，涉及用于处理铁电材料的方法和设备。

背景技术

由于钽酸锂(LiTaO₃)和铌酸锂(LiNbO₃)具有相对较大的电光系数和非线性光学系数，因此它们是得到广泛使用的用于制造非线性光学器件的原材料。这些非线性光学器件例如包括波长转换器、放大器、可调光源、色散补偿器、和光学选通混合器(optical gated mixer)。由于其晶体具有自发电极化作用，钽酸锂和铌酸锂还公知作为铁电材料。

由于钽酸锂和铌酸锂材料具有相对较小的体积电导率，因此电荷趋向于在这些材料中聚集。当所述材料受热或受到机械应力作用时可能产生电荷累积。由于电荷可能会使器件产生短路并且由此导致器件失效或者使其可靠性变差，因此器件制造商不得不采取特殊措施(通常使成本增加)从而使电荷累积减至最少或者使电荷耗散。

可通过在包括还原性气体的环境中加热铌酸锂材料从而增加铌酸锂材料的体积电导率。所述还原性气体致使氧离子从铌酸锂材料的表面中逸出。由此铌酸锂材料中剩下过多的电子，从而导致其体积电导率增大。增大的体积电导率防止电荷产生聚集。

虽然以上所述的技术在一定条件下能够增大铌酸锂材料的体积电导率，但是所述技术对于钽酸锂而言不是特别有效。由于钽酸锂比铌酸锂更适合用在例如一些高频声表面波(SAW)滤波器应用中，因此所希望的是一种用于增加钽酸锂材料体积电导率的技术。

发明内容

在一个实施例中，一种处理铁电材料的方法包括以下步骤：将铁电材料和金属源装入容器中，升高容器的温度，在低于铁电材料居里温度的温度下加热容器达目标时间长度，且随后降低容器的温度。可设定目标时间长度以获得目标电导率。例如目标时间长度可以是约25小时或更短。

在阅读完包括附图和权利要求的整个披露内容之后，本发明的这些和其它特征对于本领域的技术人员来说将易于理解。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的容器的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的套壳的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于增大铁电材料体积电导率的系统；

图4示出了根据本发明的一个实施例的一种用于增大铁电材料体积电导率的方法的框图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的晶片笼(wafer cage)的示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的工艺舟的制造规格；

图7示出了根据本发明的一个实施例的壳的制造规格；

图8示出了根据本发明的一个实施例的容器的示意图；

图9示出了根据本发明的一个实施例的一种用于增大铁电材料体积电导率的系统；和

图10示出了根据本发明的一个实施例的一种处理铁电材料的方法的框图。

在不同附图中所使用的相同的附图标记表示相同或类似的部件。除非另外注明，否则附图不一定是按比例进行绘制的。

具体实施方式

在本披露内容中，提供了许多具体细节例如设备实例、工艺参数、工艺步骤和材料，从而提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域的技术人员将会意识到：在不存在一个或多个具体细节的情况下可对本发明进行实践。在其它实例中，为了不使本发明的特征变得不清楚，没有对众所周知的细节进行描述和图示。

另外，应该理解：虽然下面将要结合钽酸锂对本发明的实施例进行描述，但是本发明不受其限制。本领域的技术人员能够适应本发明的教导而增大其它铁电材料例如铌酸锂的体积电导率。

根据本发明的一个实施例，可通过将材料放置在包括金属蒸气的环境中并将材料加热至材料的居里温度，从而增大铁电材料的体积电导率。概括地说，铁电材料的居里温度是在其上材料失去其铁电特性的温度。通过在存在具有相对较高的扩散系数的金属蒸气的条件下将单畴铁电材料加热至低于其居里温度的温度，铁电材料的铁电畴状态不会被明显地劣化。

优选地，要转变为蒸气的金属具有相对较高的扩散系数并且具有还原铁电材料的氧化态的潜在可能性。发明人认为这些特性将会允许金属离子扩散数微米进入到铁电材料的表面中，从而填充晶格空位，还原氧化态，并由此从铁电材料中释放出电子并开始进行填充在材料本体中的负离子空位的过程。填充这些负离子空位的电子被认为束缚到点缺陷部位上。这些束缚电子一般具有给铁电材料留下区别性的较宽显色的能级谱。通过填充晶格空位并且向点缺陷部位供给中和电子，过量的电荷可被快速中和或者可能作为极化子而被传导离开。当过量的电荷(电子)被引入到晶格中时，积极有利的是使电子作为一个整体在晶格的极化部分内进行移动。被称作极化子的所述整体造成电子迁移率增加。由于电子电荷被晶格屏蔽掉，因此极化子在静电力的作用下可不受阻碍地沿晶格进行移动。

在一个实施例中，要被转化为蒸气的金属包括锌且铁电材料包括以晶片形式存在的钽酸锂。可通过将锌加热至略低于钽酸锂晶片的居里温度而产生锌蒸气。为了得到对于在低于居里温度的温度下进行有效扩散而言足够高的蒸气压，可以在具有预定体积的密封容器中对金属和钽酸锂进行加热。发明人认为在锌蒸气中加热钽酸锂晶片会导致锌扩散进入到钽酸锂晶片的表面中并且填充锂的空位。据信这样会造成额外的电子按照方程式1进行释放：

EQ.1       

据信额外的电子被捕获在钽酸锂晶片本体中的负离子空位中。由于热电效应或压电效应而累积的过量电荷作为极化子而被传导离开造成钽酸锂晶片本体中电子迁移率的增大。也就是说，发明人认为钽酸锂晶片电导率的增大似乎本质上在于极化子。

下面参见图1，图中示出了根据本发明的一个实施例的容器210的示意图。容器210可被用以保持一个或多个待处理的晶片201和待转变成蒸气的金属202。容器210包括本体211和端盖212。例如可使用氧氢焊枪将端盖212焊接到本体211上。

本体211包括管部分213和管部分214。可通过盖住管部分213和214并将端盖212焊接到本体211上而对容器210进行密封。可通过将插塞215插入管部分214中并将插塞215壁部焊接到管部分214的壁部上而盖住管部分214。管部分213可以是密封毛细管。真空泵可连接到管部分214上以抽空容器210。密封的管部分213在工艺过程结束时可破裂打开以增加容器210内的压力(例如使容器210内的压力为大气压力)。

仍然参见图1，一个或多个晶片201可被放置在晶片笼203中，随后，所述晶片笼可被插入到容器210中。金属202与晶片201一起可被放置在晶片笼203内。晶片笼203可以是市场上可以购买到的晶片笼，例如可从加州Santa Clara的LP Glass，Inc.购买到的晶片笼。晶片笼203例如可由石英制成。

表1中示出了在一个实施例中的容器210的尺寸。应该注意到容器210可被密封以容纳不同数量的晶片。

表1.(参见图1)

尺寸	数值(mm)
		D1	内径120.00
D2	外径125.00
		D3	217.00
D4	279.24
		D5	76.20
D6	60.00

尺寸	数值(mm)
		D7	40.00
D8	60.00
		D9	25.40
D10	内径4.00外径6.00
		D11	内径7.00外径9.00

图2示出了根据本发明的一个实施例的套壳220的示意图。套壳220可以是由氧化铝制成的圆筒状套壳。容器210可如图2所示被插入到套壳220中，随后如图3所示在工艺管中进行加热。套壳220环绕容器210从而允许均匀地对容器210进行加热。另外，套壳220起到物理屏障的作用以保护容器210不破裂。

如图2所示，套壳220可具有封闭端224和开口端221。容器210优选被放置在套壳220内，使得端盖212朝向开口端221。开口端221允许方便地从套壳220中移去容器210。开口端221还有利于在降温过程中在容器210内形成热梯度。该热梯度导致在端盖212中产生吸引沉积金属蒸气远离容器210内晶片的低温点。这样将不得不从晶片表面上移除的沉积量减至最少。下面进一步对本发明的这一特征进行描述。

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于增大铁电材料体积电导率的系统300。系统300包括包含套壳220的工艺管310。如所述，套壳220罩住容器210，所述容器210进而保持金属202和晶片201。工艺管310可以是市场上可以购买到的通常在半导体工业中使用的炉。工艺管310包括用于加热套壳220和其内所有部件的加热器303(即303A，303B，303C)。工艺管310可以是72英寸长，并且被分为三个24英寸长的加热区，中间的一个加热区为“热区”。工艺管310可包括受加热器303A加热的第一加热区，受加热器303B加热的第二加热区，和受加热器303C加热的第三加热区。工艺管310还包括用于移动套壳220的悬臂支架(cantilever)302，和门301，套壳220通过所述门301进入和离开工艺管。套壳220可被放置在工艺管310中间，其开口端221面对门301。

图4示出了根据本发明的一个实施例的一种用于处理铁电材料的方法400的框图。使用容器210、套壳220和系统300作为实例对方法400进行描述。然而，应该理解框图400、容器210、套壳220和系统300在此仅用于示例性目的，而不用于限制性目的。

在图4中的步骤402中，将金属202和一个或多个晶片201放置在晶片笼203中。随后将晶片笼203放置在容器210内。在一个实施例中，晶片201为相对于Y轴旋转了42度的直径为100毫米的钽酸锂晶片，而金属202中包含纯度为99.999％的锌。在一个实施例中，在晶片笼203中放入五块晶片201以及约8克的锌。锌可呈颗粒状。纯度为99.999％的锌颗粒在市场上可从宾夕法尼亚州的Wayne的JohnsonMatthey，Inc.购买到。可改变每个晶片的锌用量以适用于具体应用。

在步骤404中，容器被抽空至10^-7托，随后被加热至约200℃持续约5小时。可通过将端盖212焊接到本体211上，盖住管部分213，将真空泵连接到管部分214上，并且将绝热带缠绕在容器210周围而对容器210进行加热，从而实施步骤404。步骤404有助于在金属202熔化之前从容器210中去除氧源、水、和其它污染物。

在步骤406中，回注容器210，以使得在略低于居里温度时容器210内的压力为约760托。在一个实施例中，容器210被回注至约190托。这样增大了容器210内的压力，由此使得长时间高温加热容器210更安全。可使用惰性气体例如氩对容器210进行回注。可选择地，可使用包含95％氮和5％氢的合成气体对容器210进行回注。注意到合成气体自身不足以还原钽酸锂材料，从而使其体积电导率增大。然而，在当前实例中，合成气体有助于捕获在步骤404之后可能残留在容器210中的氧。使用合成气体回注容器210在已对容器210中的污染物进行完全吹扫的一些应用中可能是不需要的。可通过将插塞215焊接到管部分214上，打碎盖使其脱离管部分213，然后使回注气体流动通过管部分213，对容器210进行回注。

在步骤408中，对容器210进行密封。在这一点上，可通过移去回注气体源并且盖住管部分213，而对容器210进行密封。(注意到端盖212已被焊接到本体211上，并且在前面的步骤中管部分214已被盖住。)

在步骤410中，将容器210插入套壳220中。

在步骤412中，在工艺管310中在低于晶片201的居里温度的温度下对套壳220进行加热。在低于晶片201的居里温度的温度下对套壳220进行加热使得金属202熔化，同时不会使晶片201的铁电性能明显劣化。金属202熔化在晶片201周围产生金属蒸气。在本实例中，所述金属蒸气包含锌蒸气且晶片201由钽酸锂制成。本发明人认为锌蒸气与钽酸锂之间的相互作用导致晶片201的体积电导率增大已在上面有所描述。

在一个实施例中，在长72英寸的工艺管310的中部对套壳220进行加热。同时，如图3所示，可将套壳220放置在工艺管310中，使得开口端221面向门301。容器210优选被放置在套壳220内，使得端盖212朝向开口端221(参见图2)。

在一个实施例中，在工艺管310中以约150℃/小时的升温速度将套壳220加热至约595℃的最高温度持续约240小时。优选地，套壳220被加热至刚好低于晶片201的居里温度几度。由于晶片的居里温度可根据其制造商而变化，对于具体晶片而言，可能不得不对所述最高加热温度进行调节。还可以调节在工艺管310中套壳220的加热时间从而确保金属蒸气充分地向内扩散。注意到：由于方法400是在裸晶片201上实施的(即在晶片201上制造器件之前)，因此方法400的总处理时间没有大量地加到制造器件所需的时间长度上。

接着在步骤414中，降低工艺管310内的温度从而防止刚刚经过处理的晶片201由于受到热冲击而产生劣化。在一个实施例中，通过将其温度设定点设定在400℃而降低工艺管310内的温度。此后，悬臂支架302(参见图3)可被编程从而以约2厘米/分钟的速度持续3分钟、在所述移动之间存在1.5分钟的间歇时间的方式朝向门301移动套壳220。也就是说，套壳220可以3厘米/分钟的速度持续3分钟、然后间歇1.5分钟、然后以3厘米/分钟的速度持续3分钟、然后再间歇1.5分钟，依此类推的方式进行移动。

随着套壳220朝向门301移动，套壳220的开口端221比封闭端224更加冷却。这样导致在容器210内产生热梯度，且端盖212(其与开口端221一起面向门301)比容器210的其余部分更冷。通过调整工艺管310中的加热器以使得温度朝向门301更低，也可以有利于在容器210内热梯度的形成。容器210内存在的热梯度导致端盖212变成吸引金属蒸气远离晶片201进行沉积的冷点。

在步骤416中，从工艺管310中移去套壳220。随后从套壳220中移去容器210。

在步骤418中，从容器210中移去晶片201。可通过首先破裂打开管部分213(参见图1)从而缓慢地使容器210暴露于大气中，从而实施步骤418。还可以使用惰性气体对容器210进行回注。此后，例如使用金刚石刀片锯可从本体211上切下端盖212。

在步骤420中，对晶片201进行抛光以从其表面上移除沉积物并使其本体暴露出来。在一个实施例中，通过采用化学机械抛光对晶片201的两个面进行抛光，从而将每个面去除约50微米。

在一个实验中，根据刚刚描述的方法400对五个相对于Y轴旋转了42度的直径为100毫米的钽酸锂晶片，在下文中被称作“实验晶片”，进行处理。将实验晶片连同8克的锌一起放在容器210中，随后在工艺管310中加热至595℃持续240小时。此后，降低工艺管310的温度并且将实验晶片从容器210中移出。随后对实验晶片进行双面抛光并进行外观检查。实验晶片看上去均匀且带有灰色。然后通过一次将一块实验晶片放置在热板上，以3℃/分钟的速度将热板的温度从80℃升高至120℃，并且测量晶片表面附近所产生的电场，从而检测实验晶片的体积电导率。使用由俄亥俄州克利夫兰市的Keithley Instruments生产的617型电位计测量电场。实验晶片在其表面附近不会产生任何表示其体积电导率已增大的可测到的电场。

为了进行比较，将一块未经处理的相对于Y轴旋转了42度的直径为100毫米的钽酸锂晶片，在下文中被称作“对照晶片”放置在热板上。然后，以3℃/分钟的速度将热板的温度从80℃升高至120℃。对对照晶片表面附近的电场进行测量显示温度每变化20℃，增400V。这表示对照晶片的体积电导率相对较低。

图5示出了根据本发明的一个实施例的晶片笼203A的示意图。晶片笼203A是如图1和2所示的晶片笼203的一个具体实施例。晶片笼203A可被用在方法400或在下文中结合图10进行描述的方法1000的工艺中。然而，应该理解晶片笼203A不受此限制，晶片笼203A还可用于其它晶片处理应用中。此外，方法400和方法1000不限于使用在此所披露的晶片笼203、晶片笼203A或者其它设备。在不损害本发明的优点的条件下，还可以使用不同的晶片处理设备实施方法400和方法1000。

晶片笼203A包括工艺舟510和包括顶部521和底部522的壳。舟510包括U形件511(即511-1，511-2)，杆件512(即512-1，512-2)，和棒513(即513-1，513-2，513-3，513-4)。棒513和U形件511形成了用于将一块或多块晶片保持在舟510中的结构。棒513可具有一个或多个槽口(参见图6)，每个槽口具有足以接收单块晶片的宽度。晶片笼203A例如可由石英制成。在那种情况下，可利用激光对棒513上的槽口进行机加工。

壳的底部522包括间隙526(即526-1，526-2，526-3，526-4)。每一个间隙526形成了具有顶部521的相应间隙527(即527-1，527-2，527-3，527-4)的孔。也就是说，当顶部521被放置在底部522之上时，间隙526-1与间隙527-1形成了一个孔，间隙526-2与间隙527-2形成了一个孔，依此类推。在图5中看不到顶部521上的间隙527-3与527-4。

通过把杆512搁在间隙526上，舟510可被放置和紧固到底部522上。例如，舟510可被放置底部522上，使得杆512-1的端部固定到间隙526-2和526-3上，杆512-2的端部固定到间隙526-1和526-4上。杆512可以从间隙526中突出来，从而利于操作人员借助杆512的端部容易地拾起舟510。顶部521位于底部522之上以封闭舟510。顶部521包括当两部分连接在一起以封闭舟510时插入底部522上的插座525(其中之一未示出)中的尖头524(其中之一未示出)。

当应用于要将晶片暴露于金属蒸气中的工艺(例如方法400和1000)中时，壳有利地在所述工艺的主要步骤中帮助容纳晶片附近的金属蒸气。然而，在工艺结束时的降温过程中，金属蒸气可能转变成可能在晶片表面上形成的沉积物。所述壳包括槽523从而有利地将在晶片上形成的沉积物减至最少。在降温过程中，所述壳比装在其内的晶片冷却得更快，由此吸引金属蒸气逸出所述壳并且通过槽523远离晶片。槽523还可以防止在所述壳内产生过大的压力累积。

图6示出了根据本发明的一个实施例的工艺舟的制造规格。图6中所示为舟510的一个具体实施方式。在图6所示的实例中，所述棒上具有25个槽口，从而容纳25块晶片。通过减小槽口之间的间距，图6中所示的舟可容纳更多的晶片。例如可减小所述间距以使舟容纳50块晶片。还可以增长所述棒的长度从而容纳更多的晶片。除非另有说明，否则在图6所示的实例中的尺寸的单位为英寸。

图7示出了根据本发明的一个实施例的壳的制造规格。图7中所示为如图5所示包括顶部521和底部522的壳的一个具体实施方式。除非另有说明，否则在图7所示的实例中的尺寸的单位为英寸。

图8示出了根据本发明的一个实施例的容器210A的示意图。容器210A为如图1所示的容器210的一个具体实施方式。除了在端盖212A中加上突嘴801之外，容器210A与容器210相同。图1和图8中共用的附图标记表示相同或相似的部件。容器210A例如可由石英制成。注意到：在不损害本发明的优点的条件下，容器210A和在此所披露的其它设备可由不同于所披露的材料的其它材料制成。本领域的技术人员能够为所披露的设备选择材料以满足具体应用的要求。

如图8中所示，笼203A可用在容器210A内。

图9示出了根据本发明的一个实施例的一种用于增大铁电材料体积电导率的系统900。除了使用容器210A而非容器210之外，系统900与如图3中所示的系统300相同。图3和图9中共用的附图标记表示相同或相似的部件。在一个实施例中，系统900不包括封闭容器210A的套壳。要进行处理的晶片和金属源(例如锌颗粒)可被放置在笼203A中，而笼203A进一步可被放置在容器210A中。

图10示出了根据本发明的一个实施例的一种处理铁电材料的方法1000的框图。使用系统900作为一个非限制性实例对方法1000进行描述。

在步骤1002中，将金属源和一个或多个晶片放置在容器210A中。可通过将晶片放置在舟510中，将舟510和金属源放置在底部522，用顶部521盖住底部522，然后再将所得到的组件(即笼203A)放置在容器210A的本体211中，从而实施步骤1002。

在步骤1004中，将容器210A的端盖212A焊接到本体211上以封闭笼203A。可通过盖住管部分213(参见图8)，使突嘴801打开，并且在焊接过程中使氮气流入管部分214并通过突嘴801流出，从而实施步骤1004。氮气用作干燥剂，从而将焊接过程中产生的水蒸气吹扫出容器210A。

在步骤1006中，对容器210A进行抽气。可通过盖住突嘴801，保持管部分213被盖住并且将泵连接到管部分214上，从而实施步骤1006。在步骤1006中不用不得不对容器210A进行加热。对容器210A进行抽气有助于从容器210A中除去氧源、水、和其它污染物。可对容器210A进行抽气直至其内压力已经稳定。在一个实施例中，对容器210A进行抽气约5分钟。

在步骤1008中，回注容器210A，以使得在略低于居里温度时容器210A内的压力为约760托。可使用惰性气体例如氩对容器210A进行回注。可选择地，还可使用用以捕获在步骤1006之后可能残留在容器210A中的氧的合成气体对容器210A进行回注。可通过将插塞215焊接到管部分214上，打碎盖使其脱离管部分213，保持突嘴801被盖住，然后使回注气体流动通过管部分213，对容器210A进行回注。

在步骤1010中，对容器210A进行密封。可通过移去回注气体源，盖住管部分213，保持管部分214被盖住并且保持突嘴801被盖住，而对容器210A进行密封。

在步骤1012中，将容器210A放置在系统900的工艺管310中(参见图9)。容器210A可被放置在工艺管310的中段，在图9所示实例中所述中段是受加热器303B加热的加热区。容器210A可在室温条件下被放置在工艺管310中。注意到：容器210A可被放置在不带套壳的工艺管310内。

在步骤1014中，准备好工艺管310以运行该工艺。可通过使氮气开始在炉内进行流动而实施步骤1014。在工艺过程中，氮气可以约5升/分钟的流速连续流动。氮气有助于保护由石英制成的部件，在本实例中为容器210A，的完整性。

在步骤1016中，升高工艺管310内的温度。在一个实施例中，以约2.5℃/分钟的升温速度将工艺管310内的温度升高至约595℃。根据所使用的工艺管的具体情况，加热器303A、303B、303C可被构造以使得放置容器210A的工艺管中部的温度保持处于低于居里温度的目标温度(在本实例中为约595℃)。

在步骤1018中，允许工艺管310内的温度稳定。可通过在进行步骤1020之前等待约25分钟而实施步骤1018。

在步骤1020中，在目标温度下加热容器210A长达目标时间量。所述目标温度优选略低于正在进行处理的晶片的居里温度，而可改变目标时间量以实现晶片的目标电导率。例如，可在约595℃的温度下加热容器210A约25小时或更短。发明人认为加热时间与体积电导率正比相关。也就是说，加热时间越长，晶片的体积电导率越大。例如，加热时间约200小时可使晶片的体积电导率达到约10^-10(Ωcm)^-1，而加热时间约25小时可使晶片的体积电导率达到约10^-12(Ωcm)^-1。为了进行比较，未经处理的晶片的体积电导率可为约10^-16(Ωcm)^-1。由此可以改变加热时间以满足特定应用的要求。

在步骤1022中，降低工艺管310内的温度从而防止晶片由于受到热冲击而产生劣化。在一个实施例中，通过以约1.5℃/分钟的速度降低工艺管310内所有加热区的温度至约530℃而实施步骤1022。

在步骤1024中，将容器210A从工艺管310中拉出。在一个实施例中，采用以下工序以约3厘米/分钟的速度将容器210A从工艺管310中拉出：

a)将容器210A拉出15厘米，等待1分钟；

b)将容器210A拉出15厘米，等待1分钟；

c)将容器210A拉出10厘米，等待1分钟10秒钟；

d)将容器210A拉出10厘米，等待1分钟10秒钟；

e)将容器210A拉出10厘米，等待1分钟10秒钟；

f)继续以10厘米增量拉出容器210A，直至已超过90厘米；

g)以3厘米/分钟的速度拉出至工艺管310的开口剩余距离的容器210A。

在步骤1026中，在容器210A已冷却后，从容器210A中移去晶片。可对晶片进行湿法蚀刻或抛光以去除可能在其表面上已形成的沉积物并且暴露其主体。

尽管已对本发明的具体实施例进行了描述，但是应该理解这些实施例仅是示例性的，而非限制性的。通过阅读本披露内容，许多其它实施例对本领域的技术人员而言是明显的。因此，本发明仅受以下权利要求的限制。

Claims (20)

1、一种处理铁电材料的方法，所述方法包括以下步骤：

将铁电材料和金属源装入容器中；

升高容器的温度；

在低于铁电材料居里温度的温度下加热容器达目标时间长度，选择目标时间长度以使铁电材料获得目标电导率；以及

降低容器的温度。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述目标时间长度大体上为25小时或更短。

3、根据权利要求1所述的方法，其中所述金属源包括锌。

4、根据权利要求1所述的方法，其中装入铁电材料和金属源包括以下步骤：

将铁电材料和金属源放置在容器的第一部分中；

将容器的第一部分与容器的第二部分相连接，同时使干燥剂流动通过所述容器。

5、根据权利要求4所述的方法，其中连接容器的第一部分与容器的第二部分涉及焊接且所述干燥剂包括氮气。

6、根据权利要求1所述的方法，其中所述铁电材料和金属源在装入所述容器的笼中，且金属蒸气从所述笼中流出，同时降低了所述容器的温度。

7、根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

从所述容器中移去铁电材料；以及

从所述铁电材料上移去沉积物。

8、根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

在升高所述容器的温度之前，对所述容器进行抽气且此后使用惰性气体回注所述容器。

9、根据权利要求1所述的方法，其中所述铁电材料包括钽酸锂。

10、一种用于处理铁电材料的系统，所述系统包括：

包含多个铁电材料和金属源的笼；

包含所述笼的容器；和

工艺管，所述工艺管被构造用以升高所述容器的温度，在低于铁电材料居里温度的温度下加热容器达一定时间长度，以及降低所述容器的温度，从而使得金属源蒸气与铁电材料进行反应。

11、根据权利要求10所述的系统，其中所述铁电材料包括钽酸锂晶片。

12、根据权利要求10所述的系统，其中所述笼包括被构造用以保持铁电材料的舟和在处理过程中被构造用以封闭所述舟的壳。

13、一种用于增大铁电材料体积电导率的方法，所述方法包括以下步骤：

将多个钽酸锂晶片和金属源放置在容器中；

将容器放置在工艺管中；

升高所述容器的温度；

在低于钽酸锂晶片的居里温度的目标温度下加热所述容器；

降低所述容器的温度；以及

以目标拉出速度将所述容器从工艺管中拉出。

14、根据权利要求13所述的方法，其中所述目标拉出速度为约3厘米/分钟。

15、根据权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：

在将容器放置在工艺管中之前，对所述容器进行抽气且此后使用惰性气体回注所述容器。

16、根据权利要求15所述的方法，其中所述惰性气体包括氩。

17、根据权利要求15所述的方法，其中所述金属源包括锌。

18、根据权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：

在将容器放置在工艺管中之前，使气体流动通过所述容器，同时盖住所述容器。

19、根据权利要求15所述的方法，其中在目标温度下所述容器被加热约25小时或更短。

20、根据权利要求15所述的方法，其中所述目标温度为约595℃。

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