采用脉冲激光技术(PLD)在p+-Si上沉积了(Pb,Sr)Nb2O6-Na Nb O3介质薄膜,介质薄膜在氧化气氛下进行不同温度的热处理,进行光刻图形化、磁控溅射沉积电极之后,形成Al/p+-Si/(Pb,Sr)Nb2O6-Na Nb O3/Au结构的MIM(金属-绝缘体-金属)电容器。通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对介质薄膜的微观形貌及结构进行分析。通过测试不同温度热处理后薄膜电容器的I-V和C-V电学特性,研究了不同温度热处理对薄膜电容器漏电流密度、电容、介电损耗及物相的影响,并对电容器电容和损耗的偏压特性进行了分析,结果表明,800℃热处理能显著提高薄膜的介电常数并降低漏电流密度。在偏压为-1 V,频率为1 k Hz的测试环境下,其介电常数为33,漏电流密度约为4.104×10-9A·cm-2,满足微电子领域内对漏电流小于1×10-8A·cm-2的要求;对薄膜电容器特性曲线拟合后得到其二次项电压系数为188,符合国际半导体技术蓝图(ITRS)对未来MIM电容提出的要求,具有良好的应用前景,是制备无机薄膜电容器理想的介质材料。
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