[發明專利]一種用于鐵電存儲器的鐵電薄膜電容及其制備方法

無效

• 申請號: 200810236807.X
• 申請日: 2008-12-10
• 公開（公告）號: CN101436597A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 于軍;聞心怡;王耘波;周文利;高俊雄;李建軍;趙遠
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/02;H01L21/8247
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

1、一種用于鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，依次包括硅基底(1)、二氧化硅層(2)、二氧化鈦粘結層(3)、金屬鉑導電層(4)、下電極層(5)、鐵電薄膜層(6)和上電極層(7)；其特征在于：下電極層(5)和上電極層(7)的材料為鉛酸鋇薄膜，名義化學式為BaPb_1.2～1.4O₃；下電極層(5)厚度為100～200nm；上電極層(7)厚度為100～200nm。

2、根據權利要求1所述的鐵電薄膜電容，其特征在于：鐵電薄膜層(6)的名義化學式為Pb_1.15～1.2(Nb_0.01～0.05Zr_{0.5148～0.494}Ti_{0.4752～0.456})O₃。

3、根據權利要求1所述的鐵電薄膜電容，其特征在于：鐵電薄膜層(6)的厚度為200～300nm。

4、根據權利要求1所述的鐵電薄膜電容的制備方法，其步驟包括：

①將硅基底進行表面處理和清洗；

②采用熱氧化法，在硅基底表面生成二氧化硅層；

③在二氧化硅上制備一層二氧化鈦粘結層；

④在二氧化鈦粘結層上制備金屬鉑導電層；

⑤以鉛酸鋇陶瓷靶材，用磁控濺射法在金屬鉑導電層上制備100～200nm厚的下電極層，磁控濺射工藝為：濺射氣壓5～7Pa，濺射基片溫度為400～500℃，濺射功率50～70W，濺射氣氛為Ar氣；

⑥以摻鈮的PZT靶材，采用磁控濺射法在鉛酸鋇下電極層上制備200nm～300nm的鐵電薄膜層，濺射工藝為濺射氣壓1～3Pa，濺射基片溫度為500℃，濺射功率80～100W，濺射氣氛為氬氣；

⑦通過帶小孔的掩膜板，以鉛酸鋇陶瓷靶材，用磁控濺射法在鐵電薄膜電層上制備100～200nm厚的上電極層，磁控濺射工藝為：濺射氣壓5～7Pa，濺射基片溫度為400～500℃，濺射功率50～70W，濺射氣氛為氬氣。

5、根據權利要求3所述方法，其特征在于：第⑤步驟中，鉛酸鋇陶瓷的靶材的制備方法為：按化學計量比1:1.2～1:1.4，稱取BaCO₃和PbO粉末，均勻混合，以800～900℃預燒10～12小時，預燒時務必將粉料攤平，并通入氧氣以促進反應進行；將預燒后的粉料球磨，烘干，過濾，造粒，壓制成型，最后在900～1000℃的氧氣流中燒結10～12小時。

6、根據權利要求3所述方法，其特征在于：第⑥步驟中，摻鈮的PZT靶材的制備方法為：按化學計量比1.15～1.2:0.01～0.05:0.5148～0.494:0.4752～0.456稱取PbO，Nb₂O₅，ZrO₂和TiO₂粉末，均勻混合，在800℃預燒2.5小時，球磨后烘干，過濾，造粒，壓制成形，最后在1200℃終燒2小時。

7、根據權利要求3或4所述方法，其特征在于：第⑤和⑦步驟中濺射工藝中，基片溫度為450℃，濺射氣壓6Pa，濺射功率60W。