【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容器的，特别是涉及一种电容器衬底、高容量密度电容器及其制造方法。
技术介绍
1、电容器应用很广泛，从手机、笔记本到其它几乎所有的电子产品上，甚至汽车、基站等都大量使用电容器。电容器在电路中起到滤波、耦合、隔直流、储能的作用，广泛应用于各种家用电器、计算机、移动通信、汽车电子、智能电网、航空航天、轨道交通等领域，是电子设备中不可缺少的主要元件之一。
2、随着电子产品的微型化、高性能、低成本的发展趋势，对电容器高稳定度、高可靠性、高密度、低厚度、低esl、低esr等要求越来越高，要求电容器向着高集成度、小型化、多功能等方向发展，通过高k值（介电常数）材料来提高电容密度无法达到期望。采用半导体工艺制作的高深宽比3d结构电容器就可以实现高电容密度，其具有极低的漏电流、极高的可靠性，产品特性一致性好，并且可以左右超薄的尺寸以适用于集成封装对产品尺寸要求小的应用场合。因此要求电容器可以在小尺寸、薄型化的前提下能达到更高的容值，一般通过对衬底进行图形化刻蚀来增大有效面积从而提高单位面积的容量密度。这就要求工艺简单、可行和器件可靠性高的前提设计刻蚀结构，不然可能会得到达不到比表面积最大化且工艺可能无法达成的情况。
3、传统的电容器是由一层介质层加在导体之间实现的，这些电容器一般都是二维结构的平板电容，其容值非常小而体积大。随着现代通信技术的发展，由于通讯设备的使用要求，使得通讯设备的重量和尺寸要求越来越高，特别是移动通信系统中的电容器的小型化方面的要求越来越强。随着器件尺寸的不断缩小，传统的电容器在占用面
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种电容器衬底、高容量密度电容器及其制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，使在缩小电容器尺寸和厚度情况下仍能提高电容器的容量密度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了一种电容器衬底，包括衬底和三维异形图案，所述衬底上设置有若干个三维异形的凹槽或者立柱，在一个切割块内所述凹槽或者所述立柱呈错位排布，或者所述凹槽或者所述立柱的形心呈阵列排布，相邻的所述凹槽或者所述立柱的边缘距离不大于2倍的加工余量。
4、优选的，所述凹槽的深度或者所述立柱的高度至少为50μm；所述加工余量为所述凹槽或者立柱的最窄尺寸，所述凹槽或者所述立柱的边缘距离为1倍加工余量；所述衬底的材质包括硅、陶瓷、玻璃、sito3、aln、sic和al2o3。
5、优选的，所述凹槽或者所述立柱的形状包括边缘圆滑的哑铃形、十字形和四叶草形。
6、优选的，所述凹槽或者所述立柱的形状为哑铃形时，哑铃形的所述凹槽或者所述立柱的形心纵向呈错位排布、横向呈等间距排布；或者，三个哑铃形所述凹槽或者所述立柱的形心呈正三角形分布并形成一个排布单元，所述排布单元成同向排布或者正反向间隔排布，相邻的所述排布单元的横向间距和纵向间距均不大于2倍的正三角形的边长。
7、优选的，所述凹槽或者所述立柱的形状为十字形或者四叶草形时，所述十字形或者所述四叶草形与切割边线呈10°-80°夹角排布，相邻的所述凹槽或者所述立柱的形心间距不大于2倍的所述十字形或者所述四叶草形的最大宽度尺寸。
8、本专利技术还涉及一种高容量密度电容器，包括依次层叠设置的背面金属电极、上述的电容器衬底、绝缘层、导电层和正面金属电极。
9、优选的，所述绝缘层的材质包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪中至少一种。
10、优选的，所述背面金属电极和所述正面金属电极的材质包括tiw、cu、ni、au、pt、al、tin中的至少一种；所述电容器的金丝键合点设置在所述电容器的任意位置。
11、优选的，所述绝缘层设置有若干层，相邻的所述绝缘层之间设置有导电层；所述绝缘层的厚度为5nm-15nm。
12、本专利技术还涉及一种高容量密度电容器的制造方法，具体包括以下步骤：
13、s1，使用激光加工、干法刻蚀、湿法刻蚀或者反应离子刻蚀对衬底进行三维异形图案刻蚀，得到需要图案的凹槽或者立柱阵列；
14、s2，在经过刻蚀得到的带图案衬底上通过低压力化学气相沉积法进行绝缘层沉积，沉积好绝缘层后进行导电层的填充，填充至图案的凹槽或者立柱被完全覆盖；
15、s3，在填充导电层之后的表面进行正面金属电极的沉积；
16、s4，对所述衬底的反面进行减薄处理，并在衬底的反面进行背面金属电极的沉积；
17、s5，使用光刻或者刻蚀的手段在成型电容器的金属表面形成划切道，并按照划切道进行切割分块。
18、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
19、本专利技术可在缩小电容器尺寸和厚度的情况下，利用凹槽或者立柱阵列的结合，增加了介质层的表面积，有效提高电容器的容量密度。
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1.一种电容器衬底，其特征在于：包括衬底和三维异形图案，所述衬底上设置有若干个三维异形的凹槽或者立柱，在一个切割块内所述凹槽或者所述立柱呈错位排布，或者所述凹槽或者所述立柱的形心呈阵列排布，相邻的所述凹槽或者所述立柱的边缘距离不大于2倍的加工余量。
2.根据权利要求1所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽的深度或者所述立柱的高度至少为50μm；所述加工余量为所述凹槽或者立柱的最窄尺寸，所述凹槽或者所述立柱的边缘距离为1倍加工余量；所述衬底的材质包括硅、陶瓷、玻璃、SiTO3、AlN、SiC和Al2O3。
3.根据权利要求1所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽或者所述立柱的形状包括边缘圆滑的哑铃形、十字形和四叶草形。
4.根据权利要求3所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽或者所述立柱的形状为哑铃形时，哑铃形的所述凹槽或者所述立柱的形心纵向呈错位排布、横向呈等间距排布；或者，三个哑铃形所述凹槽或者所述立柱的形心呈正三角形分布并形成一个排布单元，所述排布单元成同向排布或者正反向间隔排布，相邻的所述排布单元的横向间距和纵向间距均不大于2倍的正三角形
5.根据权利要求3所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽或者所述立柱的形状为十字形或者四叶草形时，所述十字形或者所述四叶草形与切割边线呈10°-80°夹角排布，相邻的所述凹槽或者所述立柱的形心间距不大于2倍的所述十字形或者所述四叶草形的最大宽度尺寸。
6.一种高容量密度电容器，其特征在于：包括依次层叠设置的背面金属电极、权利要求1-5中任意一项所述的电容器衬底、绝缘层、导电层和正面金属电极。
7.根据权利要求6所述的高容量密度电容器，其特征在于：所述绝缘层的材质包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪中至少一种。
8.根据权利要求6所述的高容量密度电容器，其特征在于：所述背面金属电极和所述正面金属电极的材质包括TiW、Cu、Ni、Au、Pt、Al、TiN中的至少一种；所述电容器的金丝键合点设置在所述电容器的任意位置。
9.根据权利要求6所述的高容量密度电容器，其特征在于：所述绝缘层设置有若干层，相邻的所述绝缘层之间设置有导电层；所述绝缘层的厚度为5nm-15nm。
10.一种权利要求6-9中任意一项所述的高容量密度电容器的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电容器衬底，其特征在于：包括衬底和三维异形图案，所述衬底上设置有若干个三维异形的凹槽或者立柱，在一个切割块内所述凹槽或者所述立柱呈错位排布，或者所述凹槽或者所述立柱的形心呈阵列排布，相邻的所述凹槽或者所述立柱的边缘距离不大于2倍的加工余量。
2.根据权利要求1所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽的深度或者所述立柱的高度至少为50μm；所述加工余量为所述凹槽或者立柱的最窄尺寸，所述凹槽或者所述立柱的边缘距离为1倍加工余量；所述衬底的材质包括硅、陶瓷、玻璃、sito3、aln、sic和al2o3。
3.根据权利要求1所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽或者所述立柱的形状包括边缘圆滑的哑铃形、十字形和四叶草形。
4.根据权利要求3所述的电容器衬底，其特征在于：所述凹槽或者所述立柱的形状为哑铃形时，哑铃形的所述凹槽或者所述立柱的形心纵向呈错位排布、横向呈等间距排布；或者，三个哑铃形所述凹槽或者所述立柱的形心呈正三角形分布并形成一个排布单元，所述排布单元成同向排布或者正反向间隔排布，相邻的所述排布单元的横向间距和纵向间距均不大于2倍的正三角形的边长。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢敏仪，郭留阳，罗文裕，黄雄霆，
申请(专利权)人：广州天极电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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