[发明专利]一种铁酸铋基薄膜层叠结构电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种铁酸铋基薄膜层叠结构电容器，从下到上依次包括底电极、衬底、缓冲层、铁电薄膜层和金属点电极，其特征是：所述缓冲层为掺锰钛酸锶钡薄膜，化学式为Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃，x为元素锰的摩尔当量，x=0.005-0.05；所述铁电薄膜层为铁酸铋基薄膜，化学式为Bi_(1-y)Ln_yFeO₃，其中，Ln为镧系元素中的一种，y为镧系元素的摩尔当量，y=0.01-0.2。

2.根据权利要求1所述的电容器，其特征是：所述缓冲层的厚度为40～50nm，铁电薄膜层的厚度为200～250nm。

3.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征是：所述衬底材料为p型或n型的单晶硅衬底。

4.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征是：所述的底电极和金属点电极均为Au。

5.一种权利要求1所述的铁酸铋基薄膜层叠结构电容器的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)采用金属有机分解法制备Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃薄膜缓冲层 

a. 按照Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃的化学计量比，选取钡、锶、锰的醋酸盐和钛酸四异丙脂为原料，选取冰醋酸为溶剂，乙酰丙酮为稳定剂，乙二醇甲醚为粘度调节剂，配制浓度为0.02～0.1mol/L的前驱体溶液；

b．将上述前躯体溶液旋涂到衬底上，然后将其在加热板上于250～300℃下烘干，再在700～750℃的退火温度下晶化5～10分钟； 

c、重复上述步骤b的旋涂、烘干、退火步骤，直至Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃薄膜的厚度达到40～50nm；

(2) 采用金属有机分解法制备Bi_(1-y)Ln_yFeO₃薄膜

a．按照Bi_(1-y)Ln_yFeO₃的化学计量比，选取硝酸铋、硝酸铁以及某种镧系元素的硝酸盐为原料，选取乙二醇和冰醋酸为溶剂，配制浓度为0.05～0.3mol/L的前驱体溶液；

b．将上述前驱体溶液旋涂在缓冲层上，然后将其在加热板上于250～300℃下烘干，再在500～550℃的退火温度下晶化5～10分钟；

c．重复上述步骤b的旋涂、烘干、退火步骤，直至Bi_(1-y)Ln_yFeO₃薄膜的厚度达到200～250nm；

d．Bi_(1-y)Ln_yFeO₃薄膜达到厚度后，将得到的Bi_(1-y)Ln_yFeO₃/Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃/Si在550～600℃温度下退火0.5小时，得到致密的双层膜；

(3) 溅射金属电极，制备电容器

将有小孔的掩模板覆盖在薄膜上，再将金属沉积到薄膜的表面，得到金属点电极，然后将金属溅射到衬底背面，得到底电极，最终得到本发明的铁酸铋基薄膜层叠结构电容器。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：制备Ba_0.6Sr_0.4Ti_(1-x)Mn_xO₃薄膜缓冲层时，旋涂转速2000～7000转/分钟，时间20～40秒；制备Bi_(1-y)Ln_yFeO₃薄膜时，旋涂转速2000～7000转/分钟，时间20～40秒。