[实用新型]一种高压电容器的电介质薄膜加工装置

说明书

一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其特征在于，其包括成膜单元、抽真空单元、氧化性气体供给单元、反应气体供给单元以及MCU控制单元，成膜单元包括成膜室、成膜台、电加热器、温度传感器，气体喷盘、压力传感器以及微波生成器；反应气体供给单元包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，通过单片机控制单元连接压力传感器和温度传感器监测成膜单元内的压力和温度，并且通过控制电加热单元和真空泵自动维持成膜单元内的压力和温度恒定。

技术领域

本实用新型涉及一种电介质薄膜加工装置，具体涉及一种高压电容器的电介质薄膜加工装置。

背景技术

介质薄膜以其优良的绝缘性能和介电性能在半导体集成电路、薄膜混合集成电路以及一些薄膜化元器件中得到广泛应用。钛酸锶(SrTiO3)具有典型的钙钛矿型结构，熔点2060℃，具有低温介电常数高、常介电损耗低、热稳定性好等优点，也是一种电子功能陶瓷材料。高质量的钛酸锶粉体用来制造高压电容器、晶界层电容器等电子元件，具有高性能、高可靠性、体积小的优点。BST薄膜的制备主要四种工艺:脉冲激光沉积：利用准分子激光器所产生的高强度脉冲激光束聚焦于靶材表面，使靶材表面产生高温及熔蚀，并进一步产生高温高压等离子体,这种等离子体定向局域膨胀发射，在加热的衬底上沉积形成薄膜；磁控溅射：利用高能离子轰击靶材形成溅射物流，在衬底表面沉积形成薄膜；溶胶-凝胶法：将醋酸锶、醋酸钡、钛酸丁酯溶解于同一种溶剂中，经过水解、聚合反应形成溶胶，再通过甩胶、干燥和退火处理形成BST薄膜：金属有机物化学气相沉积：将反应气体和气化的金属有机物通入反应室，经过热分解沉积在加热的衬底上而形成薄膜。然而，BST薄膜材料的性能除了与组成成分有关以外，还与衬底选择、热处理温度、表面应力等因素有关。上述方法原材料昂贵、制备装置复杂、自动化程度低或者因为制备系统复杂、设备昂贵，产品单位成本高，难以形成便宜稳定的电介质薄膜。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。

一种高压电容器的电介质薄膜加工装置，其包括成膜单元、抽真空单元、氧化性气体供给单元、反应气体供给单元以及MCU控制单元，成膜单元包括成膜室、成膜台、电加热器、温度传感器，气体喷盘、压力传感器以及微波生成器，抽真空单元包括真空开关阀、缓冲装置以及真空泵；氧化性气体供给单元包括三个气体支路，N₂O支路、O₂支路、氩气支路，在三种气体支路汇集后的还设置有气体加热器；反应气体供给单元包括三条气体支路，有机钡盐气体支路，有机锶盐气体支路，有机钛盐气体支路，其中，有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体均是通过固体原料加热升华得到，并且在有机钡盐气体、有机锶盐气体以及有机钛盐气体支路中均通入到Ar气，使得Ar气将上述气体供应到体支路供应装置，在上述的每条支路上均包括气体压力传感器、气体控制器；MCU控制单元与气体压力传感器、温度传感器以及压力传感器相连接，用于采集温度和压力数据，MCU控制单元与电加热器、真空泵以及气体控制器相连接，用于控制反应温度和压力；气体喷盘设置于成膜室的顶部，其包括进气管、盖体和喷淋装置，喷淋装置的设置在盖体下方，并与盖体之间形成导流室，喷淋装置上设置有气体喷头，气体喷头与导流室连通。

可选的，成膜室可以通过布置在成膜室内的加热装置加热至270℃。

可选的，O₂和N₂O是形成氧化物的气体， 氩气则用于稀释并产生等离子体。

可选的，有机钡盐气体、有机锶盐气体、有机钛盐气体支路用户形成电介质薄膜材料。

可选的，成膜室的真空度为10-100pa，优选20-40pa。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：