[发明专利]一种宽温高储能的无铅柔性的介电薄膜电容器及其制备方法

说明书

本发明涉及微电子器件中柔性的嵌入式薄膜电容器的设计与材料制备领域，具体是一种宽温高储能的无铅柔性的介电薄膜电容器及其制备方法，介电薄膜电容器包括柔性氟晶云母衬底、SrTiO₃层、La_0.67Sr_0.33MnO₃层、BaZr_0.55Ti_0.45O₃层和上电极，SrTiO₃层设置于柔性氟晶云母衬底表面，La_0.67Sr_0.33MnO₃层设置于SrTiO₃层表面，BaZr_0.55Ti_0.45O₃层设置于La_0.67Sr_0.33MnO₃层表面，上电极设置于BaZr_0.55Ti_0.45O₃层表面；本发明的无铅柔性的介电薄膜电容器有着可观的储能特性兼备优良热稳定性，能够用于介电储能的嵌入式电容电路中。

技术领域

本发明涉及微电子器件中柔性的嵌入式薄膜电容器的设计与材料制备领域，具体是一种宽温高储能的无铅柔性的介电薄膜电容器及其制备方法。

背景技术

电容器是现代电子学的重要组成部分，它不仅能够存储电能，还能在电路需要一定的频率时起到滤波和调谐回路的作用。目前，电容器广泛应用于电脑、通讯、汽车、家电、高铁、工业仪器仪表、军工等众多领域，是电子器件不可或缺的元器件之一。电介质电容器有着超快充放电速度(～ns)，而功率密度最高(～10⁷GW*kg^-1)，同时它有抗循环老化，储能性能稳定可承受高温等极端环境的优点而广泛应用到高功率电子、电力设备元件中。比如：功率逆变器、高功率粒子束和微波源以及动态记忆存储等电子元件中。目前，在电子电路的柔性化和集成化发展的发展背景下，介电电容器面临着新的挑战与发展契机，比如柔性可弯曲、高容量、多功能化、低成本是电容器的必然发展趋势。目前对于无机电介质薄膜的研究大多数仍然主要集中于以提高储能密度和效率为目标来设计硬质基板上的介电电容。所以，高性能的柔性储能介电电容器的设计与制备是亟需解决的重要问题之一。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种宽温高储能的无铅柔性的介电薄膜电容器及其制备方法，本发明的无铅柔性的介电薄膜电容器有着可观的储能特性兼备优良热稳定性，能够用于介电储能的嵌入式电容电路中。

本发明采用的技术方案如下：

一种宽温高储能的无铅柔性的介电薄膜电容器，包括柔性氟晶云母衬底、SrTiO₃层、La_0.67Sr_0.33MnO₃层、BaZr_0.55Ti_0.45O₃层和上电极，SrTiO₃层设置于柔性氟晶云母衬底表面，La_0.67Sr_0.33MnO₃层设置于SrTiO₃层表面，BaZr_0.55Ti_0.45O₃层设置于La_0.67Sr_0.33MnO₃层表面，上电极设置于BaZr_0.55Ti_0.45O₃层表面。

所述柔性氟晶云母衬底厚度不大于10μm，SrTiO₃层的厚度为25-30nm，La_0.67Sr_0.33MnO₃层的厚度为60-70nm，BaZr_0.55Ti_0.45O₃层的厚度为130-135nm。