[发明专利]用于制造紧凑型微米或纳米电容器的方法和紧凑型微米或纳米电容器

说明书

本发明涉及微电子的领域并且涉及紧凑型电容器，其例如可用在高频振荡电路和高频滤波器中。本发明的目的是提出一种紧凑型微米或纳米电容器，其具有功能层的可靠且简单的接触。该目的通过用于制造紧凑型微米或纳米电容器的方法实现，其特征在于，在衬底上布置有叠层，其含有至少两个功能层、由二维材料构成的两个层以及由电绝缘材料构成的至少两个层，并且具有二维材料层和至少两个功能层布置成横向于卷起方向在每一侧上交替地伸出超过叠层的宽度，并且随后卷起叠层以及使伸出的层彼此材料连接。

技术领域

本发明涉及微电子和材料科学的领域并且涉及一种用于制造紧凑型微米或纳米电容器的方法和一种紧凑型微米或纳米电容器，其例如可在电气和电子设备中作为用于确定频率和时间的应用的部件以及用在高频振荡电路和滤波器中。

背景技术

我们的移动电子社会一直需要新的成就/改进，以便可在途中舒适地使用用于移动使用的紧凑的、集成的部件。随着过去几十年来的持续小型化，特别在数字电子领域，在集成的逻辑电路的外设中所需的部件也必须越来越小。在此，微米或纳米尺寸的紧凑型电容器元件特别重要。

在此，在本发明的范围中，物体应该是在微米范围中的尺寸，其主要组成部分多数并且至少沿着三个轴线中的一个具有0.1至500微米的大小，并且在纳米范围中具有1至100纳米的大小(Definition EU-Kommission，欧盟委员会的定义)。

在卷制工艺中，将层涂覆到衬底上并且随后将其卷起。卷起的机制可通过在应力状态下涂覆层并且然后消除内应力实现或通过涂覆并且然后除去牺牲层来实现(Y.Mei etal:Advanced Materials,2008,20；O.G.Schmidt und K.Eberl:Nature 2001,410)。

根据布冯(Bufon)的文章同样已知电容器层构造，其布置在牺牲层上并且通过除去牺牲层卷起。电容器的直径>10μm。[C.C.B.Bufon et al.,Nano Letters,2010,10,2506-2510]。

已知的现有技术的缺点是，制造卷起的部件在工艺上仍很困难。这尤其是因为在越来越小的直径的情况下期望越来越多的卷绕，以便可制成具有微米或纳米尺寸的越来越紧凑的部件，这对薄层的机械特性提出了越来越高的要求。同样，在这种超紧凑型部件中的功能层在微米或纳米尺寸的情况下可越来越困难地实现接触，因为随着层的逐渐增加的卷绕长度，接触的长度增大并且因此其阻抗也增大。此外，尤其由于接触材料，部件的厚度不期望地增大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于制造紧凑型微米或纳米电容器的简单且成本低廉的方法，该微米或纳米电容器具有功能层的可靠且简单的接触。

该目的通过在在权利要求中给出的发明实现。从属权利要求的内容是有利的设计方案。

在用于制造紧凑型微米或纳米电容器的根据本发明的方法中，在衬底上依次顺序制成叠层：至少两个功能层和分别布置在至少两个功能层上的至少两个二维材料层和至少两个电绝缘材料层，所述至少两个电绝缘材料层分别布置在至少两个功能层和至少两个二维材料层之间，以用于电绝缘(或电气绝缘)，其中，二维材料层至少部分地具有与功能层的材料连接，或者，叠层由至少两个二维材料层和至少两个电绝缘材料层构成，其中，在至少两个二维材料层之间布置有至少一个电绝缘材料层，以用于电绝缘，具有二维材料层的至少一个功能层或二维材料层布置成基本上横向于卷起方向在一侧上伸出超过叠层的宽度，并且具有第二二维材料层的至少第二功能层或第二二维材料层布置成基本上横向于卷起方向在另一侧上伸出超过叠层的宽度，并且随后在衬底上卷起叠层，并且使分别螺旋形地伸出超过卷起的部件的宽度的层至少部分地彼此材料连接并且与电接头接触。

有利地，叠层张紧地布置在衬底上，其中，有利地，叠层的张力梯度垂直于衬底表面取向，并且随后卷起叠层。

进一步有利地，将牺牲层涂覆到衬底上，并且随后将叠层布置到牺牲层上，并且随后至少部分地除去牺牲层。