申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

申请日：2024-02-19

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117737676B

主分类号：C23C14/35

分类号：C23C14/35;C23C14/08;B05D1/00;H01L21/02;H01L23/64

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及半导体模拟器件制备技术领域，具体公开一种MIM电容器中绝缘体薄膜及其制备方法，包括以下步骤：（1）提供沉积有底层金属电极的衬底；（2）在步骤（1）所述衬底上溅射绝缘体薄膜，所述绝缘体薄膜包括复合陶瓷薄膜，所述复合陶瓷薄膜采用射频磁控溅射的方法在衬底上溅射得到，所述复合陶瓷为基于铋、钡的钙钛矿钛酸盐氧化物；本发明以钙钛矿钛酸盐氧化物替代常规的二氧化硅、氮化硅等绝缘体薄膜，该绝缘体薄膜显著提高了MIM电容器的电容密度。

主权项：1.一种MIM电容器中绝缘体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）提供沉积有底层金属电极的衬底；（2）在步骤（1）所述衬底上溅射绝缘体薄膜，所述绝缘体薄膜包括复合陶瓷薄膜，所述复合陶瓷薄膜的制备方法是，以复合陶瓷为靶材，在不高于10-3Pa的背底真空和氧气-氩气混合气氛条件下，采用射频磁控溅射的方法在衬底上溅射得到；其中，所述复合陶瓷的制备方法包括以下步骤：以Bi2O3、Na2CO3、TiO2为原料，按化学式Bi0.5Na0.5TiO3的摩尔比例准确称取各原料，充分混合研磨至均匀，干燥后置于高温炉中进行煅烧，煅烧温度500-560℃，煅烧保温时间1-3h，得到第一产物；以BaO、Sb2O3、Sb2O5、TiO2为原料，按化学式BaTixSb1-xO3的摩尔比例准确称取各原料，充分混合研磨至均匀，干燥后置于高温炉中进行煅烧，煅烧温度550-600℃，煅烧保温时间1-2h，得到第二产物；将所述第一产物与所述第二产物混合并研磨至均匀，干燥后压制成型，置于高温炉中进行煅烧，煅烧温度400-500℃，煅烧保温时间1-2h，制得所述复合陶瓷；其中，x的取值满足：x=0.9；所述混合气氛中氧气与氩气的体积比为1：（0.5-2），溅射功率为200-400W、工作压力为0.5-1Pa；所述复合陶瓷薄膜的厚度在45-100nm；所述绝缘体薄膜还包括设置在所述复合陶瓷薄膜上的聚合物薄膜，所述聚合物薄膜的制备方法是，将溅射完成的衬底放置于化学气相沉积反应器的样品台上，将二叔丁基过氧化物、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺和乙二醇二丙烯酸酯分别加热到使其气化后流入化学气相沉积反应器；将镍铬电热丝置于样品台上方，加热至设定温度；气化后的N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺和乙二醇二丙烯酸酯在镍铬电热丝和二叔丁基过氧化物的引发下聚合沉积在衬底上，待薄膜厚度达到设定厚度后，停止通入N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺；反应结束后，将衬底上制备得到的样品水洗除去残留的单体，晾干后制得；所述二叔丁基过氧化物与所述N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、所述乙二醇二丙烯酸酯的质量比例为（0.008-0.01）：10:（0.98-1.02）；所述聚合物薄膜的厚度为10-50nm。

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