[发明专利]铁电电容器及其制造方法

权利要求书

1.一种铁电电容器，包括：

衬底；

位于所述衬底上的铁电薄膜；以及

位于所述铁电薄膜上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间形成电极间隙，

其中，所述铁电薄膜为具有水平组分梯度的组合膜。

2.根据权利要求1所述的铁电电容器，其中，所述铁电薄膜包括不同组分的多个条带，所述多个条带沿着第一方向排列且彼此邻接，从而形成所述第一方向的组分梯度。

3.根据权利要求1所述的铁电电容器，其中，所述铁电薄膜包括组分沿第一方向变化的连续膜。

4.根据权利要求3所述的铁电电容器，其中，所述铁电薄膜包括第一组分的多个第一膜层和第二组分的多个第二膜层，所述多个第一膜层沿着所述第一方向的厚度递减，所述多个第二膜层沿着所述第一方向的厚度递增，以获得与所述多个第一膜层的厚度梯度相对应的组分梯度。

5.根据权利要求4所述的铁电电容器，其中，所述多个第一膜层和所述多个第二膜层中每个膜层的厚度小于等于一个单胞。

6.根据权利要求4所述的铁电电容器，其中，所述铁电薄膜为钛酸锶钡组合膜，所述多个第一膜层由钛酸钡组成，所述多个第二膜层由钛酸锶组成。

7.根据权利要求4所述的铁电电容器，其中，所述衬底由氧化镁、或蓝宝石、或铝酸锶钽镧、或铝酸镧、或高阻硅等构成。

8.根据权利要求1所述的铁电电容器，其中，所述电极间隙与所述水平组分梯度方向成预定角度。

9.根据权利要求8所述的铁电电容器，其中，所述第一电极和所述第二电极为条带形状，二者的端部彼此相对以形成电极间隙。

10.根据权利要求8所述的铁电电容器，其中，所述第一电极和所述第二电极分别为叉指电极，所述叉指电极具有沿着第一方向延伸的主干以及沿着第二方向延伸的多个分枝，并且，所述叉指电极的主干与多个分枝相连接，所述第一方向与所述第二方向彼此不同，所述第一电极和所述第二电极的叉指电极分枝交错排列，且彼此相对以形成电极间隙。

11.根据权利要求9或10所述的铁电电容器，其中，所述电极间隙的取向与所述水平组分梯度方向平行。

12.根据权利要求10所述的铁电电容器，其中，所述叉指电极的分支长度是主干长度的2倍以上。

13.根据权利要求1所述的铁电电容器，其中，所述铁电薄膜的不同组分区域具有彼此不同的介电常数温度响应特性。

14.一种铁电电容器的制造方法，包括：

在衬底上形成铁电薄膜；以及

在所述铁电薄膜上形成第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间形成电极间隙，

其中，所述铁电薄膜为具有水平组分梯度的组合膜。

15.根据权利要求14所述的制造方法，其中，形成所述铁电薄膜的步骤包括：

在激光分子束外延设备中设置不同组分的多个靶材；以及

采用掩模板遮挡所述衬底的一部分，在所述衬底的不同区域沉积所述多个靶材的材料，从而形成多个条带，

其中，所述多个条带沿着第一方向排列且彼此邻接，从而形成所述第一方向的组分梯度。

16.根据权利要求14所述的制造方法，其中，形成所述铁电薄膜的步骤包括：

在生长周期中，依次形成厚度沿第一方向递减的第一组分膜层以及厚度沿第一方向递增的第二组分膜层；以及

重复多个生长周期，以获得预定厚度的组合膜，

其中，所述铁电薄膜具有与所述多个第一膜层的厚度梯度相对应的组分梯度。