一种固态电容器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种固态电容器，属于电容器技术领域。本实用新型专利技术的电容器包括从上到下的的顶电极层、固态电解质层、阳极化氧化铝层和多孔铝电极层，多孔铝电极层为金属铝电极形成的单表面具有孔洞的电极结构，阳极化氧化铝层覆盖在孔洞内壁表面及所述多孔铝电极层的非光滑面，固态电解质层填充在所述孔洞内并向上延伸生长，本实用新型专利技术的电容具有容值大、性能稳定的特点，可适用于高性能集成电路设计制造以及各种电气自动化设备的应用制造。造以及各种电气自动化设备的应用制造。造以及各种电气自动化设备的应用制造。

【技术实现步骤摘要】
一种固态电容器


[0001]本技术涉及一种固态电容器，属于电容器


技术介绍

[0002]电容在电子电路设计制造中具有重要的作用，是不可或缺的基础元器件。随着电路设计水平的不断提高以及信息时代对于电路性能的不断提高。对于电容大容值、高可靠性、低成本等特性的需求不断提高。传统的氧化铝介质电容多采用平面结构，电容值较低，此外氧化铝加工工艺复杂，成本也较高。传统的电解质电容选用液态电解质，液态电解质不易封装，可靠性较低。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有电容器存在的上述缺陷，提供了一种容值大、性能稳定固态电容器。
[0004]本技术是采用以下的技术方案实现的：
[0005]一种固态电容器，包括从上到下的的顶电极层、固态电解质层、阳极化氧化铝层和多孔铝电极层，多孔铝电极层为金属铝电极形成的单表面具有孔洞的电极结构，阳极化氧化铝层覆盖在孔洞内壁表面及所述多孔铝电极层的非光滑面，固态电解质层填充在所述孔洞内并向上延伸生长。
[0006]进一步地，孔洞为规则排列或非规则排列的非贯穿孔，多孔铝电极层的另一面保持光滑平整。
[0007]进一步地，孔洞的形状为长方形、圆形、椭圆形或不规则形状。
[0008]进一步地，孔洞的大小为50nm
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500um，深度为10nm
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100um。
[0009]进一步地，阳极化氧化铝层的厚度为5 nm
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100nm。
[0010]进一步地，固态电解质层向上延伸生长50 nm
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500nm。
[0011]进一步地，固体电解质为阴离子传导、阳离子传导或者混合离子传导的固态物质。
[0012]进一步地，顶电极层的厚度为50 nm
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15 um。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]本技术提出的电容器采用多孔的铝电极能够极大的增强电容的容值；通过阳极化氧化生成氧化铝介质，能够将铝电极孔洞的内壁全部覆盖，能够防止漏电的发生；固态电解质层的选用相对于液态电解质而言，能够减小封装的难度，增强器件的可靠性且制造工艺也更为简捷。本技术结构的电容具有容值大、性能稳定的特点，可适用于高性能集成电路设计制造以及各种电气自动化设备的应用制造。
附图说明
[0015]图1为本技术的电容器的横截面示意图。
[0016]附图标记说明：
[0017]1为多孔铝电极层，2为阳极化氧化铝层，3为固态电解质层，4为顶电极层。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]本实施例展示了一个固态电容器，如图1所示，包括从上到下的的顶电极层4、固态电解质层3、阳极化氧化铝层2和多孔铝电极层1，多孔铝电极层1为金属铝电极形成的单表面具有孔洞的电极结构，洞为规则排列或非规则排列的非贯穿孔，多孔铝电极层1的另一面保持光滑平整。孔洞的形状为长方形、圆形、椭圆形或不规则形状，孔洞的大小为50nm
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500um，深度为10nm
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100um，孔洞的孔隙率为5%
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90%，孔隙率为孔洞上表面面积占平整的铝电极上表面面积的百分数。
[0021]阳极化氧化铝层2覆盖在孔洞内壁表面及多孔铝电极层1除光滑面的全部表面，氧化铝层的厚度为5nm
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100nm。阳极化氧化铝层2通过阳极化工艺进行制备。
[0022]固态电解质层3位于阳极化氧化铝的表面。对于附有阳极化氧化铝的孔洞，固态电解质层3将孔洞全部填充完整。在空洞填满的基础上，固态电解质层3向上延伸生长50nm
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500nm。并对固态电解质层3层的上表面进行抛光，平整度为5nm
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200nm。固态电解质层3一面和阳极化氧化铝层2接触另外一界面和顶电极层4相接触。固体电解质包括但不限于阴离子传导、阳离子传导或者混合离子传导的由离子迁移而导电的固态物质。固态电解质层3的制造方法包括但不限于蒸镀、磁控溅射、PECVD、分子束外延等物理和化学反应生长方法。
[0023]顶电极层4位于固态电解质层3之上。制造方式包括但不限于蒸镀、磁控溅射、印刷等物理增材制造方法。电极材料包括但不限于铜、银、金、导电胶等具有良好导电性能的金属材料以及非金属材料。顶电极层4的厚度为50 nm
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15 um。
[0024]电容可配合封装进行电极的引出，封装方式包括但不限于金丝绑定、焊球、印刷电极等封装方式。电容连接导体引线进行电极引出时，多孔铝电极层1没有孔洞的一面以及顶电极层4未与固态电解质层3接触的一面连接导体引线。
[0025]以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态电容器，其特征在于，包括从上到下的顶电极层、固态电解质层、阳极化氧化铝层和多孔铝电极层，所述多孔铝电极层为金属铝电极形成的单表面具有孔洞的电极结构，所述阳极化氧化铝层覆盖在所述孔洞内壁表面及所述多孔铝电极层的非光滑面，所述固态电解质层填充在所述孔洞内并向上延伸生长。2.根据权利要求1所述的固态电容器，其特征在于：所述孔洞为规则排列或非规则排列的非贯穿孔。3.根据权利要求1所述的固态电容器，其特征在于：所述孔洞的形状为长方形、圆形、椭圆形或不规则形状。4.根据权利要求1所述的固态电容器，其特征在于：所述孔洞的大小为50nm
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢孟江，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：新型
国别省市：