Тонкопленочный конденсатор

Сов э СоеетскмкСоциапнстнчесинкРеспубпкк ОП ИСАНИНАИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ПВ 98524(51)М. Кл. Н 01 6 4/00 1 Ъоударотвкниый коиитет СССР ио делам изаоретений и открытий(54) ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ КОНДЕНСАТОР Изобретение относится к микроэлектронике в частности к технологии изготовления элементов микросхем.Известен тонкопленочный конденсатор, содержащий плоское основание, первый электрод,диэлектрический слой и второй электрод. Диэлектрический слой наносится электроннолучевым методом в виде пленки на окисленнуюповерхность первого электропроводного слоя,который может быть отожжен. Кроме того,на втором электропроводном слое может бытьобразован защитный слой, который имеет такое же сочетание веществ, как и диэлектри(ческий слой 11,Недостатки этого конденсатора обусловлены выполнением диэлектрика в виде пленки.Так этот конденсатор имеет малую удельнуюемкость и, кроме того, технологически труден при изготовлении.Наиболее близок к предлагаемому тонкопленочный конденсатор, содержащий на подложке первый проводящий слой и образующийпервый электрод конденсатора, второй слойиз уплотненной двуокиси кремния, образующий диэлектрик конденсатора и третий слойиз проводящего металла, который образуетвторой электрод, Слой двуокиси кремния на.носится методом термического разложенияи уплотняется в атмосфере влажного инертного газа при низкой температуре 21.Недостатками этого конденсатора являют.ся малое пробивное напряжение и малая удельная емкость.Эти недостатки во всех известных тонко 1 Опленочных конденсаторах обусловлены трудностью получения плотной, монолитной диэлектрической пленки, ограниченным выборомматериала диэлектрика, который в большейстепени зависит от его технологичности, чем 15от диэлектрических свойств, а также измене.нием свойств исходного диэлектрического ма.териала при получении пленки методом термаческого испарения,Цель изобретения - увеличение удельной 20емкости и повышение надежности без увеличения площади обкладок.Поставленная цель достигается тем, чтоон снабжен дополнительным диэлектрическим40 45 50 55 слоем, размещенным между контактной пло.щадкой и верхней обкладкой, а в диэлектри.,ческой подложке выполнены канавки, в которых расположены нижняя обкладка и диэлект.рический слой.На фиг. 1 изображен конденсатор, общийвид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.Тонкопленочный конденсатор имеет подложку 1, например из ситалла СТ - 50 - 1, вкоторой в виде сетки выполнены канавки 2,Канавки 2 могут быть шириной 5 - 8 мкми глубиной 2 мкм с расстоянием между ними 4-6 мкм, Этот размер канавок минималь.ный и обусловлен техническими возможностями фотолитографии, а расстояние между ними - методом заполнения их мелкодисперснымпорошком. В канавках 2 расположена нижняяобкладка 3 конденсатора, например, из оплав.ленного порошка алюминия. На нижней обкладке 3 и в канавках 2 размещен порошкообразный диэлектрический слой 4, например,из высокочастотных керамических материаловЦ - 150, Т - 80, Т - 150 и(или) их смеси. В подложке 1 выполнена выемка 5, например50 х 50 мкм, с глубиной по высоте канавокдо нижней обкладки 3, По краю выемки 5размещен дополнительный слой диэлектрика 6,например из фоторезиста. Дополнительный слойдиэлектрика 6 отделяет контактную площадку 7, которая образована меньшей частью верхнего проводящего слоя от большей части проводящего слоя, которая служит верхней обкладкой 8 конденсатора, перекрывающей всюплощадь канавок в подложке, Помимо этогодополнительный слой диэлектрика 6 служитдля защиты порошкообразного диэлектрического слоя 4 от внешней среды. Расстояниемежду контактной площадкой 7 и верхнейобкладкой 8 должно быть не менее чем на2 мкм ширины дополнительного слоя диэлектрика 6,При изготовлении тонкопленочного конден.сатора в подложке 1 вытравливают в видесетки канавки 2, Далее заполняют вытравленные в подложке 1 канавки 2 суспензией порошка алюминия и сушат в течение 10 минпри 120 С. После чего беличьей кистью сни.мают порошок с поверхности подложки, Про.водят термическую обработку при 680 С ватмосфере инертного газа (азота, аргона),В результате этого в канавках 2 образуетсяпленка оплавленного порошка алюминия, служащая нижней обкладкой 3 конденсатора, Дляполучения выемки 5 в подложке 1 на пло.щадке размером, например, 50 х 50 мкм вытрав.ливают разделительные стенки канавок 2 донижней обкладки 3 конденсатора. После чегоиа подложку 1 наносят мелкодисперсный по 5 10 15 20 25 Зо З 5 рошок высокочастотного керамического материала Ц - 50 (или Т - 80, Т - 150 и(или) ихсмеси), проводят сушку в инфракрасныхлучах и удаляют беличьей кистью излишкипорошка с поверхности подложки 1 и из выемки 5. Диаметр волоса беличьей кисти 25 мкм,поэтому мелкодисперсный порошок не удаляется из канавок. Таким образом, получаютдиэлектрический слой 4 конденсатора.После этого на полученную конструкциюнаносят дополнительный диэлектрический слой6 из фоторезистивного материала и посредством фотолитографии оставляют его по краювыемки 5. Затем напыляют второй проводящий слой, проводят процесс фотолитографиии травления. В результате чего полученныйпроводящий слой разделяют на две части надфоторезистивным материалом.Таким образом конструкция данного тонкоплечного конденсатора позволяет применитьпорошкообразный диэлектрический материал.В качестве порошкообразного диэлектрическо.го материала возможно применение различныхдиэлектрических материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, что невозможно бы.ло осуществить в известных устройствах, таккак при их изготовлении изменяются физические свойства материала, из которого получается диэлектрическая пленка.Выполнение тонкопленочного конденсатораданной конструкции позволяет получить конденсатор на площади 5 х 5 мм емкостью 5000 пфс пробивным напряжением 95 В, а известныйтонкопленочный конденсатор на той же пло.щади получают емкостью 250 пФ с пробивнымнапряжением 5 В,Формула изобретения Тонкопленочный конденсатор, содержащий диэлектрическую подложку с последовательно расположенными на ней нижней обкладкой, диэлектрическим слоем и верхней обкладкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения удельной емкости и повышения надежности, он снабжен дополнительным диэлектрическим слоем, размещенным между контактной площадкой и верхней обкладкой, а в диэлектрической подложке выполнены канавки, в которых расположены нижняя обкладка и диэлектрический слой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент С 1 А У 3819990,кл, 29 - 25.41, 1974.2. Патент Франции У 2124292,кл. Н 01 6 4/12, 1972 (прототип).898524 Составитель А. К Техред Л. Пекар рв Корректор М ктор А. Долини аказ 11960/7 Тираж 757 ВНИИПИ осударственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., дПодписно или ППП "Патент", г, Ужтород, ул. Проектная