[發明專利]利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法

在審

• 申請號: 201710246585.9
• 申請日: 2017-04-16
• 公開（公告）號: CN106835052A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 朱慧;汪鵬飛;馮士維;郭春生;張亞民
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/02;C23C14/04;C23C14/58
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

1.利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，該方法選擇NSTO作為襯底，通過射頻磁控濺射法制備出結晶好的BFO薄膜，然后再通過濺射法制備出0.3mmx0.3mm的頂部電極；獲得BFO薄膜阻變存儲器；

其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1)將已清洗好的NSTO襯底固定在托盤上，關好各氣閥后抽真空，直至真空度達到3.2x10^-4Pa以上，通入氬氣，調節分子泵插板閥，將氣壓調整到3-5Pa；

步驟2)設定襯底溫度為室溫，開射頻源起輝，濺射功率分別為65W，對靶材進行預濺射5分鐘，然后打開擋板進行濺射沉積BiFeO₃鍍膜，之后用管式爐退火；

步驟3)上電極的制備；

在帶有0.3mmx0.3mm方孔的掩膜版的遮擋下，通過濺射法在BFO鐵電薄膜上沉積0.3mmx0.3mm的電極即可。

2.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟1)中NSTO的清洗過程為：先用乙醇浸泡NSTO襯底并用超聲清洗5min，重復三次，再用丙酮浸泡NSTO襯底并用超聲清洗，重復三次，最后用去離子水反復，之后自然干燥。

3.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟1)中靶材和基片的距離為100mm。

4.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟2)中沉積BFO薄膜時只通入氬氣，流量為40Sccm。

5.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟2)中沉積BFO薄膜時的工作氣壓為0.83Pa。

6.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟2)中沉積好的BFO薄膜在氧氣氣氛中600℃用管式爐退火30min。

7.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：步驟1)中沉積BFO薄膜時的濺射時間為35～90min。

8.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：薄膜制備采用NSTO作為襯底，其清洗過程為：先用乙醇浸泡NSTO襯底并用超聲清洗5min，重復三次，再用丙酮浸泡NSTO襯底并用超聲清洗，重復三次，最后用去離子水反復沖洗，之后自然干燥，并放置在樣品盒中備用；在射頻磁控濺射鍍膜機上進行薄膜沉積；BFO靶材采用的是99.9％純度的陶瓷靶。

9.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：BFO鐵電薄膜阻變存儲器的制備過程如下：將已清洗過的NSTO襯底用高溫膠帶遮住部分表面，然后固定在樣品托上，關好濺射室門后抽真空，直至真空度達到3.2x10^-4Pa時，通入氬氣，調節插板閥，將濺射室氣壓調整到起輝氣壓，開射頻源起輝，然后調節插板閥將濺射室氣壓調整到工作氣壓，在相同的功率下對靶材預濺5min；在機器各方面參數穩定一段時間后，打開樣品擋板，開始沉積薄膜；沉積一定時間后，關閉射頻源，停止起輝；最后將沉積好的BFO薄膜在氧氣氣氛下600℃用管式爐退火30min。

10.根據權利要求1所述的利用射頻磁控濺射工藝制備BiFeO3薄膜阻變存儲器的方法，其特征在于：在帶有0.3mmx0.3mm方孔的掩膜版的遮擋下，通過濺射法在BFO鐵電薄膜上沉積0.3mmx0.3mm的電極即可。