[发明专利]积层薄膜电容的制造方法及产品

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件中的积层电容，确切的说是一种积层薄膜电容的制造方法及其采用该方法制造的积层薄膜电容。

背景技术

传统的积层电容的制造方法，需要涂抹添加了粘合剂的液态电介质原材料并进行高温烧结，属于湿式加工工艺，涂抹浆料造成各积层厚度大、达不到薄膜化的要求；而高温烧结易产生内部空隙和气孔，形成层间的厚度差，电容量不能精确控制，重现性差，还容易造成表面破裂，因此不能适应电子仪器轻便型对电容器小体积大容量的要求，从而满足不了市场需求。公告号是CN100573759C的中国专利公开了一种《叠层电容器的工艺与结构》技术，利用高速物理金属沉积形成多层电极层，利用介电材料涂覆的方式形成多层介电层，而电极层与介电层相互交替堆叠，构成一叠层电容器的结构。该技术虽然改善了电极层与介电层的结合性和厚度的均匀性，但是由于介电层采用涂覆的方式，受湿式方式的制约，介电层无法做到均匀精密，各积层厚度仍然偏大。而金属层的厚度与介电层的精密度有着密切的连带关系，因此该介电层的制作方法限制了金属层厚度的减小。公告号是CN1716473的中国专利公开了《一种以真空溅镀法制作多层陶瓷电容器的方法》的技术，是以真空溅镀法制作介电陶瓷层及内部电极层。介电层厚度介于1～5μm，内部电极层厚度介于0.1～0.5μm，提高了致密性，降低了厚度，缩小了体积。由于其介电层是在真空条件下用溅镀方式制作的，是将构成介电层的金属，在包含氧气的真空条件下进行溅镀，使金属粒子在氧气中氧化形成介电质粒子，并附着在基板上形成薄膜，虽然介电层的精密度和厚度的均匀性比传统湿式方式有所提高，但是受其工艺的制约，精密度仍然较低，因此内部电极层难以做到100nm以下，电容量受其限制仍达不到小体积大容量的要求。总之介电层做的越精密电极层才能越薄，在介电层不精密的情况下，电极层做的很薄，会发生漏电现象，也就是说如果要减少电极层厚度，介电层必须很精密。同时公告号是CN1716473的中国专利公开的是氧化金属粒子的溅镀方式，有些金属粒子的种类不适用于此方式，使可以制作的介电质的种类受到限制。另外，由于该技术需要以150℃持温30分钟加热工作物，其产量也非常低。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题，提出一种电极层的厚度在100nm以下，内部电极厚度均匀，电介质薄膜的厚度可以精密控制，单片电容厚度小，成本低、重现性好、电性能稳定的小体积大容量的积层薄膜电容的制造方法及使用该方法制造的积层薄膜电容。

本发明的技术问题是由以下技术方案实现的：一种积层薄膜电容的制造方法，该方法包括下列步骤：

①在硅晶片或电介质层面上利用物理气相沉积形成电极图像层，在制作内部电极图像层的过程中使用合金模具的溅镀方式或光模具的溅镀方式；

②在该内部电极层上面利用原子层沉积形成电介质层；

③将该电介质层在氧气和氮气的混合气体或氧气和氩气的混合气体或氧气的环境中退火；

④重复进行上述过程进行积层，达到电容量需要的层数后成为电容组件；

⑤将电容组件进行切割、组装外部电极制成电容。