[发明专利]一种高极化强度铁酸铋厚膜材料体系及中低温制备方法

摘要

本发明提供了一种高极化强度铁酸铋厚膜材料体系及中低温制备方法，包括基体、缓冲层、底电极、铁酸铋介电层、顶电极，以半导体单晶为基体，缓冲层为金属或金属氧化物薄层，底电极为惰性金属薄层。提供的制备工艺中材料体系的晶化温度较低(≤500℃)，利于大面积硅集成电路的应用；低的晶化温度大大降低了材料体系中元素的挥发，避免了材料氧空位等缺陷的产生并获得了具有优异性能的膜材料，其饱和极化强度高达～130μC/cm²，可承受的外电压不小于200V。本发明工艺流程、设备操作简单，所用原材料均为市场所售，成本较低，易于器件集成，适合于工业化推广及生产。

主权项

1.一种高极化强度铁酸铋厚膜材料体系的中低温制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)以半导体单晶为基体，在惰性气氛下，使基体升温至400～500℃，所述惰性气氛的气体流量为20～60sccm，腔室气压为1～5Pa；2)以金属钛或钛氧化物、惰性金属分别作为溅射靶材，利用射频磁控溅射技术在步骤1)得到的基体上依次沉积钛或钛氧化物缓冲层和惰性金属底电极层，溅射气压为0.1～1Pa，溅射功率为30～80W；3)以非化学配比的铁酸铋氧化物陶瓷BinFeO3为溅射靶材，利用射频磁控溅射技术在步骤2)得到的底电极层上沉积铁酸铋介电层，溅射气压为0.1～1Pa，溅射功率为60～150W；4)以金属薄片为靶材，利用直流溅射技术在步骤3)得到的铁酸铋介电层上溅射沉积顶电极，即得；步骤3)中，所述非化学配比的铁酸铋氧化物陶瓷为n＝1.0，1.05，1.1三种配比的铁酸铋氧化物陶瓷中的任一一种。