[发明专利]一种非破坏性得到柔性铁电薄膜电容的方法

摘要

一种非破坏性得到柔性铁电薄膜电容的方法，属于铁电器件及半导体工艺领域。本发明为通过便捷、经济的方法得到无机衬底且具备柔性的铁电薄膜电容器件，通过使用金刚砂、工业蜡、玻璃片和玻璃板等常见材料作为衬底研磨的工具，利用加热平台使工业蜡融化并粘合玻璃片与PZT，而后用金刚砂可以将衬底厚度约为500μm的刚性PZT器件减薄到100μm厚从而成为柔性PZT，再利用少量化学试剂可以去除粘附在器件表面的残留工业蜡。该方法原理简单、成本低廉、安全可靠，相比于其他方法可以更快更安全地得到柔性铁电薄膜器件，同时不会失去其优良的电学特性，且该柔性器件在反复受力条件下仍能保持良好的电学性能，具备优良的可靠性。

主权项

1.一种非破坏性得到柔性铁电薄膜电容的方法，其特征在于：实现该方法的结构包括硅衬底(1)、外延缓冲二氧化硅层(2)、下电极(3)、PZT(4)、上电极(5)；下电极(3)和上电极(5)的材料为铂；外延缓冲二氧化硅层(2)生长在硅衬底(1)上，下电极(3)生长在外延缓冲二氧化硅层(2)上，PZT(4)生长在下电极(3)上，上电极(5)生长在PZT(4)上；先将上电极(5)和PZT(4)用工业蜡(6)保护起来，并利用工业蜡(6)的热熔和冷凝使上电极(5)与小玻璃片(7)粘合到一起，进而用金刚砂实现衬底的研磨；利用上述结构作为样品进行的一种非破坏性得到柔性铁电薄膜电容的方法，该方法的步骤实施如下；实施该方法的实验器材包括：一种生长在硅衬底上的锆钛酸铅薄膜电容结构、金刚砂、工业蜡(6)、小玻璃片(7)、大玻璃板、螺旋测微计、刀片、镊子、加热平台、化学试剂、镜头纸、小烧杯、弹簧钢片；化学试剂包括四氯化碳、三氯乙烯、丙酮、乙醇和去离子水；加热平台能够使蜡融化；步骤一：利用工业蜡(6)的热熔和冷凝对PZT(4)顶部的上电极(5)进行保护，同时将上电极(5)与小玻璃片(7)的一侧进行粘合；步骤二：采用金刚砂对一种生长在硅衬底上的锆钛酸铅薄膜电容结构的硅衬底(1)进行研磨，手握小玻璃片(7)并在硅衬底(1)上面“画8字”，直至硅衬底(1)厚度减至100μm左右；步骤三：再次对小玻璃片(7)加热使工业蜡(6)融化，取下PZT(4)并放入垫有镜头纸的小烧杯中，利用化学试剂对其做最后的清洗；考虑到样品研磨前后需要进行电学测量，且在研磨过程中需要与小玻璃片(7)保持较为紧密的粘合状态，故采用工业蜡(6)这一相对稳定的材料；使用金刚砂较快地研磨好PZT的硅衬底(1)，同时金刚砂的主要成分为Al2O3，不会对样品性能产生影响；最后的化学试剂清洗能够有效的去除附着在PZT(4)顶部、起保护作用的工业蜡(6)，以防止残留工业蜡(6)对样品的电学性能产生影响；研磨前预先对样品的电滞回线进行测量，为后续测量结果做对比，使用的仪器为铁电性能测试仪，测试条件为：电压40V，频率1kHz，测试波形为三角波。