[发明专利]一种MIM结构薄膜电容制备工艺

说明书

本发明公开了一种MIM结构薄膜电容制备工艺，利用氧气等离子处理，降低薄膜漏电流和非线性电压系数，实现低温工艺优化。本发明所提出的一种MIM结构薄膜电容制备工艺，通过射频磁控溅射，沉积 Zn₂Te₃O₈介质薄膜；利用氧气等离子处理Zn₂Te₃O₈介质薄膜，通过改变氧气流量和等离子功率，优化薄膜电学性能；采用优化的Zn₂Te₃O₈介质薄膜，制备MIM结构薄膜电容。本发明的MIM结构薄膜电容制备工艺，实现了低温优化，制备过程简单，可重复性高；获得的薄膜电容漏电流低，且介电性能稳定。

技术领域

本发明涉及一种MIM结构薄膜电容制备工艺，利用射频溅射，通过氧气等离子处理，即可获得低漏电流和非线性电压系数的薄膜电容，从而实现低温工艺优化。

背景技术

近些年来，由于高k介质薄膜的研究取得了很大的进展，金属-绝缘体-金属（MIM）电容器的性能得到了极大的改善。目前，已被用来制作薄膜电容的介质材料主要包括SiN，BaTiO，BiNbO₄等。对于高介电常数薄膜的制备工艺，主要通过沉积过程中调节参数，以优化薄膜性能。沉积后通常需要热处理，进行高温退火，使薄膜晶化。然而，这不仅导致了较高的漏电流、而且还降低了击穿电压。因此，急需开发沉积后处理的新工艺，避免高温退火问题。鉴于此，具有低温特征的处理工艺，例如等离子处理、紫外优化处理等，越来越被得到广泛的研究应用。

薄膜电容的性能受很多因素的影响，其中，氧空位是主要影响因素。而通过改变氧气流量和等离子功率，能够影响并改变介质薄膜中氧空位的分布。Zn₂Te₃O₈不仅介电常数高，化学稳定性好，而且具有良好的工艺兼容性，用作薄膜电容的介质材料表现出了巨大的潜力。目前，制备Zn₂Te₃O₈薄膜的方法主要有化学气相沉积、射频溅射以及反应溅射。其中，射频溅射法具有制备工艺简单、薄膜均匀度高等优点，被广泛研究应用。但是，射频溅射制作的Zn₂Te₃O₈薄膜结构中，氧空位分布状态差，导致薄膜的漏电流较大，很大程度上限制了该薄膜材料的电容性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MIM结构薄膜电容制备工艺，利用氧气等离子处理，降低薄膜漏电流和非线性电压系数。本发明所提出的一种MIM结构薄膜电容制备工艺，通过射频磁控溅射，沉积 Zn₂Te₃O₈介质薄膜；利用氧气等离子处理Zn₂Te₃O₈介质薄膜，通过改变氧气流量和等离子功率，优化薄膜电学性能；采用优化的Zn₂Te₃O₈介质薄膜，制备MIM结构薄膜电容。本发明的MIM结构薄膜电容制备工艺，可实现低温优化，制备过程简单，可重复性高；获得的薄膜电容漏电流低，且介电性能稳定。