[发明专利]一种高介电常数氧化镍薄膜介质层电容器的制备方法

摘要

本发明公开了一种高介电常数氧化镍薄膜介质层电容器的制备方法：采用磁控溅射技术，在Si衬底上沉积厚度为100nm‑500nm的NiO薄膜介质层，再于100℃‑400℃进行后退火处理，最后于NiO薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，制得氧化镍薄膜介质层电容器。溅射所采用的靶材烧结温度为1100℃‑1300℃。本发明氧化镍薄膜介质层具有高的介电常数(介电常数达到870)，同时原材料价廉，制备工艺简单。利用该发明的氧化镍薄膜介质层制备薄膜电容器，可有效的减小薄膜电容器的体积，并提高薄膜电容器的电容量，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种高介电常数氧化镍薄膜介质层电容器的制备方法，具有如下步骤：(1)靶材制备a.将25g纯度为99％氧化镍绿色粉末中添加0.75wt％聚乙烯醇，球磨12小时后于100℃烘干，并过80目分样筛，再用粉末压片机压制成坯体；b.将制备好的坯体进行排胶；c.将排胶后的坯体置于马沸炉进行烧结，靶材烧结温度为1100‑1300℃，并保温5h，得到NiO靶。(2)清洗基片将氧化硅基片放入有机溶剂中超声清洗，用去离子水冲洗后在氮气流中进行干燥；(3)制备缓冲层将步骤(2)干燥后的氧化硅基片放入磁控溅射样品台上，将金属Ti靶材装置在相应的射频溅射靶上，再将磁控溅射系统的本底真空抽至9.0×10^‑6Torr；以高纯Ar和O₂作为溅射气体，流量比控制为2:1，溅射电流为400mA，溅射沉积TiO_X缓冲层；(4)制备底电极将步骤(3)制备的基片放入磁控溅射样品台上，将金属Pt装置在相应的射频溅射靶上，再将磁控溅射系统的本底真空抽至8.0mTorr,以高纯Ar作为溅射气体，直流溅射金属靶材，制备底电极；(5)制备NiO薄膜介质层a.将步骤(4)制备的底电极放入磁控溅射样品台上，将NiO靶材装置在相应的射频溅射靶上，再将磁控溅射系统的本底真空抽至5.0×10^‑5Torr；b.以高纯Ar和O₂作为溅射气体，溅射气压为10mTorr，溅射功率为135W，溅射沉积NiO薄膜介质层，薄膜介质层厚度为100nm‑500nm；c.将步骤b得到的NiO薄膜介质层置于气氛炉中进行后退火处理，退火温度为100～400℃，退火时间为10min；(6)制备顶电极将步骤(5)制备的NiO薄膜介质层放入磁控溅射样品台上，将金属Pt或金属Au装置在相应的射频溅射靶上，再将磁控溅射系统的本底真空抽至8.0mTorr,以高纯Ar作为溅射气体，直流溅射金属靶材，制备顶电极，制得高介电常数氧化镍薄膜介质层电容器。