[发明专利]一种高耐压、低漏电、高极化强度铁酸铋薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高耐压、低漏电、高极化强度铁酸铋薄膜，包括基体、底电极、铁酸铋介电层、顶电极，其特征是，用晶格常数与铁酸铋接近的单晶氧化物半导体基片作为基体，底电极为导电氧化物薄膜，顶电极为金属薄膜点电极；所述的导电氧化物薄膜采用钙钛矿ABO₃结构的导电陶瓷材料钌酸锶、镍酸镧、钴酸镧锶或锰酸镧锶；金属薄膜点电极的材料为金或铂。

2.根据权利要求1所述的一种高耐压、低漏电、高极化强度铁酸铋薄膜，其特征是，所述的底电极厚度为50～400nm；铁酸铋介电层厚度为200nm～1μm；顶电极直径20～500μm。

3.根据权利要求1所述的一种高耐压、低漏电、高极化强度铁酸铋薄膜，其特征是，它为在基体上采用同轴溅射的方法沉积底电极，再在底电极上采用离轴溅射的方法沉积铁酸铋介电层，最后在铁酸铋介电层上沉积顶电极制成。

4.一种高耐压、低漏电、高极化强度铁酸铋薄膜的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

（1）基体处理：

选用氧化物半导体基片作为基体，对基体进行预处理；

（2）在基体上采用同轴溅射的方法沉积底电极：

采用导电氧化物靶材，以射频或直流磁控溅射的方式在预处理后的基体上沉积底电极层，采用的溅射方法为同轴溅射，沉积时气氛为Ar和O₂的混合气体，Ar气流量控制在30～110sccm，O₂流量控制在5～30sccm,气压控制在0.8～3Pa,靶功率密度为3.3～8.7W/cm²；

（3）在底电极上采用离轴溅射的方法沉积铁酸铋介电层：

采用陶瓷BiFeO₃靶，以射频磁控溅射的方式在底电极上沉积BiFeO₃层，采用的溅射方法为离轴溅射，溅射气氛为Ar和O₂的混合气体，Ar气流量控制在30～110sccm，O₂流量控制在5～30sccm,BiFeO₃靶的功率密度为3.3～8.7W/cm²；

（4）在铁酸铋介电层上沉积顶电极：

采用金属靶，以射频或直流磁控溅射方式沉积，溅射气氛为空气，靶功率密度为2～5W/cm²。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的氧化物半导体基片为晶格常数与铁酸铋接近的单晶氧化物半导体基片。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的预处理为先用丙酮和酒精对基体进行超声清洗，去除表面上的油性杂质，再用去离子水对其进行最后的清洗，吹干，最后将其放至真空镀膜腔室中，加热到500～750℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤（2）中所述的导电氧化物靶材为采用钙钛矿ABO₃结构的导电陶瓷材料钌酸锶、镍酸镧、钴酸镧锶或锰酸镧锶。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤（4）所述的金属靶金或铂。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，所述的底电极厚度为50～400nm；铁酸铋介电层厚度为200nm～1μm；顶电极直径20～500μm。