[发明专利]厚膜材料电子元器件及制备方法

权利要求书

1.厚膜材料电子元器件，包括带有凹槽的衬底[101]、阻挡层[102]、底电极[103]、热释电材料[104]和上电极[106]，其特征在于，在上电极[106]和底电极[103]之间，设置有隔离层[105]，上电极跨越隔离层[105]和隔离层[105]下方的底电极，连接到热释电材料[104]。

2.如权利要求1所述的厚膜材料电子元器件，其特征在于，所述隔离层[105]环状设置于衬底[101]的凹槽边缘。

3.如权利要求1所述的厚膜材料电子元器件，其特征在于，所述隔离层[105]的材料不同于阻挡层[102]的材料。

4.如权利要求1所述的厚膜材料电子元器件，其特征在于，所述隔离层[105]的材料为光敏感高分子聚合物材料、高灵敏度电子束胶、耐酸碱性保护胶或聚酰亚胺树脂PI；所述阻挡层[102]的材料为SiO₂或Si₃N₄。

5.如权利要求1所述的厚膜材料电子元器件的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：制备衬底[101]和阻挡层材料[102]；

步骤2：在阻挡层材料[102]上制备底电极[103]；

步骤3：在底电极[103]上硅杯凹槽里制备热释电材料[104]；

步骤4：热释电材料[104]高温烧结成瓷；

步骤5：在硅杯凹槽边缘光刻形成隔离层图形，然后高温固化形成隔离层[105]；

步骤6：在热释电材料[104]和隔离层[105]上方引出上电极[106]。

6.如权利要求5所述的厚膜材料电子元器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：

(1.1)厚度300μm(100)晶向的硅衬底[101]热氧化前预处理：先把硅片放入浓硫酸加热煮30min，接着硅片放入浓盐酸中继续加热煮30min，然后用氢氟酸清洗10min，最后用等离子水冲洗，氮气吹干；把预处理后的硅衬底[101]放入1100℃的三管扩散炉中热氧化沉积一层二氧化硅薄膜，厚度0.5μm；

(1.2)在硅片正面光刻腐蚀窗口；

(1.3)配置25wt.%的TMAH溶液对基片进行各向异性腐蚀，按3g/100ml的比例加入(NH₄)S₂O₈，溶液温度为78℃，腐蚀时间1h30min，形成深度为30μm硅杯凹槽；

(1.4)重复步骤(1.1)，沉积厚度1μm的二氧化硅薄膜。

7.如权利要求5所述的厚膜材料电子元器件的制备方法，其特征在于，所述步骤2、3、4为：

步骤2：用丙酮、酒精超声振荡清洗硅片，通过涂胶、坚膜、曝光、显影、后烘等光刻工艺制作出探测器的底电极对应的图形，然后通过直流磁控溅射沉积Pt/Ti底电极103，电极厚度为130nm；

步骤3：在硅杯凹槽内和底电极上方用电泳沉积的方法沉积PZT热释电材料[104]，接着把厚膜材料烘干，然后等静压；

步骤4：在管式炉中高温烧结至热释电材料[104]烧结成陶瓷，温度750℃，保温1h。

8.如权利要求5所述的厚膜材料电子元器件的制备方法，其特征在于，所述步骤5为：

常规清洗硅片表面，在表面涂上光刻胶，转速：4000-5000r/min，热板坚膜：100℃/10min，然后光刻出环绕硅杯凹槽边缘的阻挡层图形；最后在烘箱中进行高温固化，温度220℃，保温1h，制备成厚度为7-8μm的隔离层[105]。

9.如权利要求5所述的厚膜材料电子元器件的制备方法，其特征在于，所述步骤6为：采用光刻工艺和直流磁控溅射工艺制备Pt/Ti上电极[106]，电极厚度为130nm。