[發明專利]一種溫度敏感材料電子元器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201310028847.6
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103137847A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 王曉川;張欣翼;許麗娜
• 申請（專利權）人: 四川匯源科技發展股份有限公司
• 主分類號: H01L35/10
• 分類號: H01L35/10;H01L35/34
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明屬于電子材料與元器件技術領域，涉及一種溫度敏感材料電子元器件的制造工藝，尤其涉及填充在凹槽結構中的溫度敏感材料的一種獨特的上電極引出方法。?

背景技術

目前，隨著電子設備應用的空前普及和生產技術的自動化程度日趨完備，大功率化、小型化、輕量化、多功能化、綠色化以及低成本化不可避免地成為新型電子元器件的發展方向。溫度敏感材料電子元器件多應用于的厚膜電路和厚膜混合電路，一般是指通過絲網印刷、燒成等工序在基片上制作互連導線、電阻、電容、電感等，滿足一定功能要求的電路單元。溫度敏感材料電子元器件所制作的混合電路在高溫、高壓、大功率電路方面有其不可替代性。?

溫度敏感材料電子元器件是隨著電子材料和厚膜技術的產生而產生，隨著其發展而發展。溫度敏感材料電子元器件所運用的厚膜技術是集電子材料、多層布線技術、表面微組裝及平面集成技術于一體的微電子技術。在滿足大部分電子封裝和互連要求方面，厚膜技術已歷史悠久。特別是在高可靠小批量的軍用、航空航天產品以及大批量工業用便攜式無線產品中，該技術都發揮出了顯著的優勢。?

溫度敏感材料應用廣泛，其制備的電子元器件中的電容多采用平板結構。平板結構的主要構成是：襯底/電極層/中間絕緣介質層/電極層。如制作一種研究電致發光特性的厚膜電致發光器件，整個器件結構為ITO透明電極/內電極/厚膜絕緣層/發光層/ITO透明電極；又如一種硅微超聲換能器，其結構為?Si襯底/SiO₂層/粘接層（環氧膠）/下電極/壓電層/上電極。上述例子中有上、下電極層和中間厚膜材料層。其基本原理是通過電極引入某種觸發如光觸發或電觸發，使中間溫度敏感材料層發生變化而獲得一定的性能。由此可見，上述溫度敏感材料電子元器件中溫度敏感材料和電極的質量對性能的影響至關重要。因此，制備性能良好的溫度敏感材料電子元器件必須獲得高性能的溫度敏感材料和高質量的電極。?

傳統的溫度敏感材料電子元器件制作方法是在襯底表面制備熱釋電厚膜后，再通過液壓獲得平整的厚膜材料，然后引出電極，對材料進行極化，獲得有一定性能的厚膜材料。但是上述方法有兩個主要的缺陷：缺陷一由于厚膜材料在襯底表面，在經過液壓時，容易使厚膜材料開裂；缺陷二電極難以引出。由于厚膜材料的厚度達數十微米，即材料表面與襯底表面存在數十微米的高度差，用傳統的剝離法制備電極，首先是難以找到如此厚度的光刻膠，而且工藝精度難以保證；其次是制備的電極相對較薄，厚膜材料坡面高且陡，制備上電極時在坡面可能只有極其稀薄的電極甚至沒有電極，使厚膜材料表面的電極與襯底表面的電極難以連接起來，造成電極斷裂，嚴重影響電極的質量。傳統制備電極也可以采用焊接引線的方法，但是為了和微機械集成工藝的兼容，電極的制備一般用剝離法制備，而不采用焊接引線。?

因此為了解決以上兩個的問題，可采取以下方法（如附圖1所示）：先用Si作襯底，在Si襯底001上制備阻擋層002，接著在正面制備凹槽，凹槽具有一定的坡度，然后利用光刻技術和濺射工藝，形成底電極圖形并濺射底電極003。接著在硅杯里沉積熱釋電材料004，在熱釋電探測單元上面濺射薄膜作為上電極005，再使用雙面光刻技術，與正面探測單元相對應，在基片的背面套刻彼此互不相連的面單元圖案，使用濕法腐蝕探測單元背面的Si襯底，使得?每個探測單元懸空，形成熱絕緣結構。?

上述方法制成的紅外探測器用正面腐蝕凹槽解決了在液壓情況下厚膜材料開裂的問題，但是沒能很好的解決電極引出問題。由于厚膜材料004直接與Si襯底001接觸，在高溫燒結時存在相互擴散，嚴重損害厚膜材料的性能，因此在Si中沉積厚膜材料004之前制備的底電極003必須覆蓋整個硅杯凹槽將其二者隔離。然而覆蓋整個硅杯凹槽底部的底電極003與硅杯凹槽邊緣的上電極005非常接近（圖1所示），而相互靠近的上下電極會在極化實驗時容易短路擊穿，嚴重影響厚膜材料和金屬電極的質量，損害熱釋電厚膜探測器的性能，造成探測器成品率過低。?

因此，如何在制備熱釋電厚膜探測器過程中防止上下電極短路擊穿，從而保證厚膜材料和金屬電極的質量，提高探測器的質量和性能，提高成品率，解決電極引出問題顯得尤為重要。?

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種有效的防止上下電極的導通的溫度敏感材料電子元器件及制備方法。?