[发明专利]一种可剥离衬底的薄膜电容器制备方法

说明书

本发明公开了一种可剥离衬底的薄膜电容器制备方法。其工艺步骤为：①在衬底上旋涂一定厚度的聚胺脂胶层，并用紫外光固化；②采用溶胶凝胶或溅射法制备介质层；③采用溅射法制备电极层，并利用激光刻蚀获得图案化电极图层；④再按介质层/电极图层/介质层/电极图层的方式依次制备，并在电容器长边的两端制备端电极，形成叉指结构的单层或多层薄膜电容器；⑤将上述薄膜电容器放入电阻炉，在一定温度进行退火处理，使介质层晶化并烧掉有机层，实现薄膜电容器从衬底上的剥离。本发明无需使用酸或碱等腐蚀物质即可实现器件与衬底的剥离，具有工艺简单、易于工业化的特点，特别适合于制作各种单层或多层薄膜元器件。

技术领域

本发明属于薄膜元器件制备技术领域，涉及一种可剥离衬底的薄膜电容器制备方法，特别是涉及一种可剥离衬底的单层或多层薄膜电容器的制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，半导体制造工艺从微米发展到纳米阶段后，芯片集成度大幅提升，对其搭配所需的元器件也相应地提出了更高的要求。如移动通讯领域的发展，要求英特尔中央处理器核心芯片进一步缩小，使元器件，特别是片式多层陶瓷电容器（MLCC），面临如下的问题：基板背面可利用的有效电容区被大幅降低，但元器件需求量却大幅增加；同时表面贴装的空间非常有限。对于这些问题，英特尔公司提出了使用小尺寸表面贴装或嵌入式无源器件的解决方案，要求所用的多层陶瓷电容器（MLCC）在不降低容值和可靠性的情况下，尽可能缩小尺寸。

为了达到上述目标，采用薄膜方法制造电子元器件是技术发展的趋势之一，同时，为了进一步减少器件的体积，需要将薄膜器件从基片上剥离出来而直接进行贴装。现有技术主要是采用制造金属牺牲层的方式，即先在基片上通过薄膜方法沉积一层金属牺牲层，待薄膜或器件做好后再用酸或者碱进行选择性腐蚀牺牲层而获得可剥离衬底的薄膜，但该方法对于以钛酸钡基材料为介质和以金属或非金属氧化物为电极的薄膜电容器，需要先对薄膜材料进行保护后才能用选择性腐蚀液去掉牺牲层，且在腐蚀牺牲层的同时，介质层和电极层也很有可以会被部分腐蚀，增加了薄膜从衬底剥离的难度。

为了改进上述不足，本发明采用聚胺脂有机材料作为衬底与薄膜之间的牺牲层，并通过在薄膜器件退火的同时将有机层烧掉，实现薄膜或器件从衬底上的剥离。相比上述金属牺牲层的方式，可以避免使用酸或碱等溶液，同时也可以避免酸或碱对介质层和电极层的损伤，具有便捷和低成本的特点。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可剥离衬底的薄膜电容器的制备方法，通过该方法可以实现薄膜电容器从衬底上的快速和低成本剥离，该方法可以有效地降低薄膜电容器的体积，方便薄膜电容器贴装或嵌入其它地方，有利于提高芯片或集成电路的集成度。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种可剥离衬底的薄膜电容器制备方法，包括胶层制备、介质层制备、电极图层制备、复合层制备、剥离工序，其工艺步骤为：

①胶层制备：在衬底上旋涂一定厚度的聚胺脂胶层，并用紫外光固化；

②介质层制备：采用溶胶凝胶或溅射法制备介质层；

③电极图层制备：采用溅射法制备电极层，并利用激光刻蚀获得图案化电极图层；

④复合层制备：再按介质层/电极图层/介质层/电极图层的方式依次制备，并在电容器长边的两端制备端电极，形成叉指结构的单层或多层薄膜电容器；

⑤剥离：将上述薄膜电容器放入电阻炉，在一定温度进行退火处理，使介质层晶化并烧掉有机层，实现薄膜电容器从衬底上的剥离。

以上所述的衬底包括氧化铝、石英、硅片、氧化锆、钛酸锶单晶片。

以上所述的电极图层为金属或非金属无机氧化物薄膜材料，包括Ni、Ag、Cu、Ti、Au或Pt的纯金属或其复合金属和ITO、AZO、SnO₂氧化物；