[發(fā)明專利]晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法及測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111113271.4
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113834859A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮毅龍;盧振亞;呂明;戴婷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州天極電子科技股份有限公司;華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N27/04;G01R27/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 董領(lǐng)遜

本發(fā)明涉及一種晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法及測試方法。其中，制備方法包括：在晶界層上表面均勻涂覆一層光刻膠并進(jìn)行固化；使用圖形化掩膜版對表面涂覆固化有光刻膠的微米級金電極進(jìn)行曝光，顯影后使用溶液在曝光后的微米級金電極上形成光刻膠保護(hù)圖層；使用蝕刻液蝕刻無光刻膠保護(hù)圖層的微米級金電極后，進(jìn)行清洗得到微米級電極。本發(fā)明在制備的晶界層基片晶粒上直接鍍上微米級金電極材料，在金相顯微鏡下即可獲取適用于測試晶界層基片的電性能的微米級電極塊，通過定位，可具體到某一微觀晶粒晶界性能的測試，并且實(shí)現(xiàn)該晶粒晶界性能的重復(fù)測試，從而在晶界層性能上實(shí)現(xiàn)機(jī)理上的研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法及測試方法。

背景技術(shù)

隨著5G時(shí)代的到來，電子設(shè)備朝著小型化、輕量化、高頻化、高可靠性、低成本方向發(fā)展，因此迫切需要小型化、高介電常數(shù)、高溫度穩(wěn)定性、高可靠性和低成本的電子元件。單層電容器廣泛應(yīng)用于微波通訊線路、振蕩電路、定時(shí)或延時(shí)電路、耦合電路、平衡濾波電路、抑制高頻噪聲電路、射頻旁路以及微波集成電路，作為分立元件和用于小型化的電子設(shè)備中。其中晶界層電容器陶瓷是一種以晶界作為電容器介質(zhì)的新型電容器材料介質(zhì)，相比于普通電容器，其晶粒為半導(dǎo)化，故其具有超高介電常數(shù)的優(yōu)異性能。

然而，晶界層電容器由于晶界層薄，導(dǎo)致耐壓性能很差，要獲得較好晶界，必須確保晶界寬窄一致性高，晶界材料的介電常數(shù)高及晶界材料要分布均勻，要實(shí)現(xiàn)高介電常數(shù)同時(shí)具有高耐壓，就必須先了解氧化層(耗盡層)及第二相(絕緣層)的形成機(jī)理。由于晶界層電容器陶瓷多晶結(jié)構(gòu)晶粒大小不一、晶向雜亂無章，晶界厚度不一，晶界成分不一且擴(kuò)散層不一致等多種因素使其無法做精準(zhǔn)的機(jī)理研究。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法及測試方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法，包括：

在晶界層基片上采用半導(dǎo)體工藝制備微米級金電極；

在所述晶界層的表面均勻涂覆一層光刻膠并進(jìn)行固化；

使用圖形化掩膜版對表面涂覆固化有光刻膠的晶界層基片進(jìn)行曝光；

使用蝕刻液蝕刻無光刻膠保護(hù)圖層的所述微米級金電極后，進(jìn)行清洗得到微米級電極。

優(yōu)選地，所述在晶界層上制備微米級金電極，具體包括：

在晶界層基片上的晶粒內(nèi)部或晶界處制備微米級金電極。

優(yōu)選地，所述圖形化掩膜版帶有m×m中方陣的大方陣；所述中方陣由n×n小方陣形成；所述小方陣由l×l的微米級電極形成；每一所述小方陣上均設(shè)置有編碼。

優(yōu)選地，所述微米級電極的尺寸根據(jù)晶粒大小確定。

優(yōu)選地，采用薄金工藝在晶界層上制備微米級金電極。

優(yōu)選地，曝光時(shí)間為20～40秒，顯影時(shí)間為40～60秒。

優(yōu)選地，所述蝕刻液為金腐蝕液。

優(yōu)選地，使用蝕刻液蝕刻無光刻膠保護(hù)圖層的所述微米級金電極后，采用丙酮超聲清洗15分鐘得到微米級電極。

一種晶界層晶粒晶界性能的測試方法，包括：

制備晶界層基片；

在所述晶界層基片中找到分布于晶界兩邊的微米級電極塊；所述微米級電極塊中包含的微米級電極由上述提供的晶界層晶粒晶界性能的微米級電極制備方法制備得到；

以所述微米級電極塊為測試點(diǎn)，測試晶界的電性能；所述電性能包括：容量、絕緣電阻、CV特性和IV曲線；