[发明专利]一种高频耐电压薄膜电容

说明书

本发明公开了一种高频耐电压薄膜电容，由Cu上、下电极和TiTe₃O₈‑MnO₂电介质层构成MIM结构。本发明所提出的一种具有高频耐电压特性的薄膜电容，利用MnO₂掺杂TiTe₃O₈，通过改变工艺参数，实现薄膜性能的优化；采用射频磁控溅射，沉积TiTe₃O₈‑MnO₂介质薄膜；同时利用TiTe₃O₈‑MnO₂介质薄膜可低温退火特性，解决薄膜高温烧结问题；通过退火，调控薄膜微结构及介电性能；采用优化的TiTe₃O₈‑MnO₂介质薄膜沉积工艺，制备MIM结构的薄膜电容。本发明的高频耐电压薄膜电容制备过程简单，可重复性高；薄膜电容频率特性优良，介电性能稳定，且耐电压。

技术领域

本发明涉及一种高频耐电压薄膜电容及其制备技术，通过优化制备工艺参数，利用低温退火处理，即可获得优越介电性能的介质薄膜，是一种频率特性稳定且耐电压的薄膜电容。

背景技术

随着科技的不断提高，推动了容量大、体积小的集成技术的发展，对介质薄膜化技术提出了更高的要求。一方面，使用高介电常数的薄膜是MIM电容的趋势，而另一方面，这也为电容的频率特性、热稳定性以及耐电压能力带来了困难与挑战。介质薄膜需要在退火晶化后，才能表现出较好的介电性能。然而，高的晶化温度，不仅导致薄膜粗糙度增大、耐电压性能降低，而且与金属工艺不相容。金属薄膜电极氧化温度较低，退火过程中会发生边缘曲翘，损坏表面结构。因此，要实现MIM电容中的介质薄膜与金属薄膜电极共烧，就必须开发具有低退火温度的介质材料。

通过掺杂玻璃相，可降低介质材料的烧结温度。然而，这增加了工艺的复杂性。因此，开发具有固有低烧结温度的新型介质材料，是最有效的途径之一。目前，已被开发利用的低烧结温度介质材料主要包括BiNbO₄， Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅等。虽然这些介质材料具有低烧结温度，但是，仍不能满足一些高要求应用，需要开发更低烧结温度的介质材料。与Bi基介质材料相比，Te基介质材料不仅具有较低的烧结温度，而且在介电常数、耐电压与损耗等方面具有更加优越的表现。而通过添加金属氧化物，可进一步提高Te基介质材料的介电常数。到目前为止，各种新型的Te基介质材料已被竞相制备，广泛的应用医药、能源储存以及微电子等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高频耐电压特性的薄膜电容，采用射频磁控溅射，沉积TiTe₃O₈-MnO₂介质薄膜，通过改变工艺参数，降低退火温度，解决薄膜高温烧结问题，同时实现薄膜性能的优化；通过退火，调控薄膜微结构及介电性能；采用优化的TiTe₃O₈-MnO₂介质薄膜沉积工艺，制备MIM结构的薄膜电容。本发明的高频耐电压薄膜电容制备过程简单，可重复性高；薄膜电容频率特性优良，介电性能稳定，且耐电压。