Пленочный конденсатор Советский патент 1981 года по МПК H01G4/00 H01G4/33 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к микроэлек тронике, связанной с изготовлением пленочных конденсаторов (ПК), исполь зуемых в термостойких гибридных схемах для специальных устройств, работающих в интервале температур от 20 до (250-300)с; Известны ПК, в KOTOpbix металличед .кий электрод напылен на диэлектричес кую подложку, на него осажден диэлектрический слой, а верхний электрод выполнен из того же материала,чт и нижний электрод til Недостатками таких ПК являются низкая надежность и малый процент вы хода годных элементов из-за того,что дефекты в диэлектрической пленке при водят к снижению надежности конденса тора или к его полному браку. При длительной эксплуатации, особенно в интервале температур 250-300с, происходит интенсивная диффузия материа ла электродов в диэлектрик, что также снижает надежность и срок службы ,ПК. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тонкопленочный конденсатор, в котором после напыления первого электрода производится полирование этого электрода для уменьшения шероховатости, что повышает электрическую прочность и надежность ПК Е2. Недостатками этого ПК являются низкая надежность при эксплуатации в интервале температур от -60 до +12ЕРс и невозможность эксплуатации при температуре BfcBfle 125°С, так как полирование нижнего электрода незначительно снижает диффузию материала электродов . Цель изобретения - повышение надежности и термостойкости пленочного конденсатора. Указанная цель достигается тем, что электрод, выполненный иэ металлической фольги, окислен со стороны, примыкающей к диэлектрической пленке, причем толщина окисленного слоя составляет 0,3-0,5 мкм. Наличие окисного слоя между диэлектрической пленкой и электродом из металлической фольги препятствует как диффузии материала электрода из тугоплавкого мета.лла в электрод из фольги, так и,наоборот, под действием температуры и поля. Отсутствие диффузии в предложенной конструкции объясняется тем, что на границе двух диэлектриков возникает эффект межслойной поляризации, резко ослабляющий действие электрического поля и температуры, вследствие чего направленная диффузия между электродами исключается.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого ПК, где обозначено:

1- электрод из фольги толщиной

25-35 мкм;

2- окисный слой толщиной 0,30,5 мкм;

3- осажденная диэлектрическая

пленка толщиной 0,3-0,5 мкм;

4- тонкопленочный электрод из

тугоплавкого металла;

5- контактные площадки электрода

1, выполненные из того же металла, что и электрод 4 и полученные методом фотолитографии;

6- диэлектрическая подложка.

Предлагаемая конструкция пленочного конденсатора проверена в лабораторных условиях в процессе изготовления и испытания опытной партии.

Электроды предлагаемого ПК, расположенные на диэлектрической подложке, изготовляют из пленок молибдена или никеля с подслоем титана. Пленки молибдена осаждаются ионно-плазменным распылением мишени, пленки никеля - электронно.-лучевым испарением штабиков, титан осаждается резистивным испарением из молибденовых лодочек. Толщина электродов 0,50,8 мкм. В качестве диэлектрической пленки используются пленки толщиной 0,25-0,3 мкм, полученные ионно-плазменным реактивным распылением кремния марки. КЭФ-.80 или пленки SijN. толщиной 0,25-0,3 мкм, полученные ионн9 плазменным высокочастотным распылением мишени из плавленного кварца. Для другого электрода используется титановая или алюминиевая фольга толщиной 25-30 мкм.. Окисление фольги на глубНУ 0,3-0,5 мкм проводится электролитическим способом в соответствующих электролитах с контролируемым током для прекращения процесса окисления после достижения заданной толщины. Крепление электрода из фольги к контактным площадкам и совмещение

с тонкопленочным электродом из туго-, плавкого металла осуществляется в специально разработанном приспособлении с формовкой электрода или системы электродов, например как при изготовлении емкостной матрицы из двух и более элементов на одной подложке методом лазерной и термокомпрессионной сварки. При окислении фольги участки, прилегающие к контактньп-л площадкам, защищаются фоторезистом во избежание окисления этих участков, вследствие этого затрудняется процесс сварки. В качестве подложки используются лейкосапфир, поликор, ситалл или фотоситалл. Изготовленные конденсаторы предложенной конструкции подвергаются электрическим испытаниям в интервале температур 20 - .

Использование предложенной конструкции конденсатора значительно повышает надежность и термостойкость ПК при эксплуатации его в интервале температур 20-300С. Экономический эф:фект при использовании предложенных ПК в специальной аппаратуре, работающей в экстремальных условиях,

120 тыс. руб. в год, так как исключа- ется необходимость использования громоздких и дорогостоящих охлаждающих устройств и повышается процент

выхода и долговечность элементов.

Формула изобретения

Пленочный конденсатор, содержащий диэлектрическую подложку и последовательно размещенные на ней тонкопленочный электрод, диэлектрическую пленку и электрод, выполненный из металлической фольги, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и термостойкости, электрод, выполненный из металлической фольги, окислен со стороны, примыкающей к диэлектрической пленке,

причем толщина окисленного слоя составляет 0,3-0,5 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии 51-38055, кл. 59 Е 101,24, 19.10.76.

2.патент США 3533148, кл. 29-25.41, 19ТО (прототип).