[發(fā)明專利]用于薄膜電學(xué)性能測試的串聯(lián)平行板電容器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310483056.2
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103545107A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱小紅;任銀娟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H01G4/33
• 分類號: H01G4/33;H01G4/38;H01G4/005;G01R31/00;G01R27/26
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 劉雙蘭

1.一種用于薄膜電學(xué)性能測試的串聯(lián)平行板電容器，包括上電極（1）、介電層（2）和下電極（3）；其特征在于所述上電極（1）包括表面積不同的大上電極（4）和小上電極（5）；其中，大上電極（4）、介電層（2）和下電極（3）構(gòu)成第一電容器（C₁），小上電極（5）、介電層（2）和下電極（3）構(gòu)成第二電容器（C₂）；所述第一電容器（C₁）與第二電容器（C₂）為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此形成以大上電極（4）/介電層（2）/下電極（3）和小上電極（5）/介電層（2）/下電極（3）構(gòu)成用于薄膜電學(xué)性能測試的串聯(lián)平行板電容器；所述大上電極（4）和小上電極（5）均是在被測試薄膜上表面濺射形成的；測試時兩測試探針（6）分別接觸在大上電極（4）和小上電極（5）上，測試線（7）與外加電壓（V）連接即可進(jìn)行測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)平行板電容器，其特征在于所述表面積不同的大上電極（4）和小上電極（5）的面積至少相差100倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)平行板電容器，其特征在于所述大上電極（4）和小上電極（5）是采用設(shè)計好的掩膜板（15）覆蓋在薄膜上表面與薄膜表面緊密貼合，利用離子束濺射法濺射形成的。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)平行板電容器，其特征在于所述掩膜板（15）上分布著大小不同的孔，其中，第一孔（9）大于第二孔（10），第二孔（10）大于第三孔（11），第三孔（11）大于第四孔（12），第四孔（12）大于第五孔（13）；第一孔（9）與第三孔（11）、第四孔（12）、第五孔（13）的三組孔面積至少相差100倍，第二孔（10）與第五孔（13）的一組孔面積至少也相差100倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的串聯(lián)平行板電容器，其特征在于所述掩膜板（15）上大小不同的孔按周期性規(guī)律分布，其中一個周期（8）的孔分布中，兩個第一孔（9）和兩個第二孔（10）在行和列上交替分布，且兩個第一孔（9）周圍均嵌套有第五孔（13）構(gòu)成的圓環(huán)，第二孔（10）周圍嵌套有第三孔（11）構(gòu)成的圓環(huán)和第四孔（12）構(gòu)成的圓環(huán)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的串聯(lián)平行板電容器，其特征在于所述掩膜板（15）上大小不同的孔為圓形、或長方形、或正方形；所述掩膜板（15）覆蓋在薄膜上表面濺射形成的大上電極（4）和小上電極（5）的形狀、面積大小分別與掩膜板（15）上大小孔的設(shè)計形狀、孔面積相對應(yīng)。

7.一種用于薄膜電學(xué)性能測試的串聯(lián)平行板電容器的制備方法，其特征在于采用設(shè)計好的掩膜板（15），利用傳統(tǒng)離子束濺射法在作為介電層（2）的薄膜上表面濺射形成表面積不同的大上電極（4）和小上電極（5），以襯底（14）上表面的導(dǎo)電層作為下電極（3），包括以下工藝步驟：

（1）首先采用傳統(tǒng)溶膠-凝膠法制備薄膜，再將設(shè)計好的具有大小不同孔的掩膜板（15）覆蓋在制備好的薄膜上表面，使掩膜板（15）上大小不同的孔分布在薄膜表面上方，濺射過程中保持掩膜板（15）與薄膜表面緊密貼合；

（2）將步驟（1）中覆蓋有掩膜板（15）且生長了薄膜的襯底（14）放在離子束濺射儀的載樣臺上，然后接通濺射儀電源、調(diào)節(jié)好濺射儀參數(shù)開始濺射；

（3）濺射完成后，移去掩膜板（15），取出樣品，此時在作為介電層（2）的薄膜表面上形成了表面積不同的大上電極（4）和小上電極（5）；

（4）將上述在薄膜表面上形成的大上電極（4）和小上電極（5）分別與介電層（2）、下電極（3）構(gòu)成第一電容器（C₁）和第二電容器（C₂），兩電容器為串聯(lián)結(jié)構(gòu)；則形成以大上電極（4）/介電層（2）/下電極（3）和小上電極（5）/介電層（2）/下電極（3）構(gòu)成的串聯(lián)平行板電容器；測試時將兩測試探針（6）分別接觸在大上電極（4）和小上電極（5）上，測試線（7）接通外加電壓（V），即能對薄膜電學(xué)性能進(jìn)行測試。