[发明专利]高端微型薄膜电容器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种高端微型薄膜电容器及制备方法。

背景技术

薄膜电容器可大致分为三个发展阶段。第一阶段为塑料薄膜电容器(Plastic Film Capacitor)，是把铝等金属箔(Metal Foil)当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕在一起制成的。第二阶段出现了金属化薄膜电容器(Metallized Film Capacitor)，是用真空蒸镀的方法在塑料薄膜上镀一层厚度仅为0.02μm～0.1μm的金属化薄膜为电极。该方法省去了金属箔电极的厚度，缩小电容器单位容量的体积，可以做成体积小、容量大的电容器。第三阶段为叉指电容器(Inter-Digital Capacitor，IDC)，是以处于同一平面内的交错结构的多个金属条(又称金属手指或叉指)之间的分布电容来代替平行板电容器的两个平行板，因结构简单、Q值较高，是集总线路中广泛采用的集总元件。

叉指电容器主要包括四个结构参数：叉指电极对数、叉指宽度、间隙距离和叉指电极厚度。因此，可以通过不同的交叉图形尺寸，选择介电常数不同的基板材料以及微调等多种方法控制电容量。为了提高叉指电容器的容量，需要在减小和充分利用有效总面积的同时，以纳米级甚至亚纳米级的加工精度，增加手指的数量，并按接近1:1的比值减小手指的宽度和间隙的宽度。然而，现有的微加工技术，例如电子束蒸发镀膜机的镀膜精度和镀膜均匀性不高，无法得到具有更细手指和较小间距的叉指电容器，以及超净的加工环境，较大的限制了叉指电容器容量的提高和其在集总线路中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有加工方法精度不高的缺陷，提供了一种高端微型薄膜电容器及制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高端微型薄膜电容器的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供衬底；

S2、通过离子束溅射沉积工艺在衬底上沉积绝缘打底膜；

S3、在所述绝缘打底膜上制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，通过离子束溅射沉积工艺在所述绝缘打底膜上沉积金属薄膜；

S4、去除图形化的光刻胶，通过离子束溅射沉积工艺在所述金属薄膜上沉积保护膜，得到高端微型薄膜电容器。

在根据本发明所述的高端微型薄膜电容器的制备方法中，所述步骤S3中在所述绝缘打底膜上沉积金属薄膜包括第一部分金属薄膜和第二部分金属薄膜；所述第一部分金属薄膜包括第一电极、从所述第一电极引出的第一汇流条、沿横向从所述第一汇流条朝第二汇流条延伸的多个第一臂，以及第一臂上沿纵向朝一侧或者两侧伸出的多个第一金属手指；所述第二部分金属薄膜包括第二电极、从所述第二电极引出的第二汇流条、沿横向从所述第二汇流条朝第一汇流条延伸的多个第二臂，以及第二臂上沿纵向朝一侧或者两侧伸出并与所述第一金属手指横向间隔开的多个第二金属手指。

在根据本发明所述的高端微型薄膜电容器的制备方法中，所述步骤S2中，将氩气充入离子源，经辉光放电产生氩等离子体并经引出、成束、加速、中和形成氩离子束轰击二氧化硅靶材，二氧化硅靶材溅射出来的粒子沉积到所述衬底上，形成二氧化硅绝缘打底膜；该步骤中设置的氩离子束的离子能量为200～1000eV，离子束流密度为0.2～0.8mA/cm²。

在根据本发明所述的高端微型薄膜电容器的制备方法中，所述步骤S3中，将氩气充入离子源，经辉光放电产生氩等离子体并经引出、成束、加速、中和形成氩离子束轰击金属靶材，金属靶材溅射出来的粒子沉积到所述二氧化硅绝缘打底膜上，形成金属薄膜；该步骤中设置的离子束的离子能量为200～1000eV，离子束流密度为0.2～0.8mA/cm²。

在根据本发明所述的高端微型薄膜电容器的制备方法中，所述步骤S4中，将氩气充入离子源，经辉光放电产生氩等离子体并经引出、成束、加速、中和形成氩离子束轰击二氧化硅靶材，二氧化硅靶材溅射出来的粒子沉积到所述金属薄膜，形成二氧化硅保护膜；该步骤中设置的离子束的离子能量为200～1000eV，离子束流密度为0.2～0.8mA/cm²。

在根据本发明所述的高端微型薄膜电容器的制备方法中，所述步骤S2～S4中离子束溅射沉积的氩气工作压强为2.0×10^-2Pa，系统本底压强为5×10^-4Pa；离子束溅射沉积工艺中工件台自转速度为8～10rpm，沉积角度为45°。

本发明还提供了一种高端微型薄膜电容器，包括：

衬底；