[發(fā)明專利]一種固態(tài)電容器及其制作方法

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• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113764193A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢孟江
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/045;H01G9/048;H01G9/14;H01G9/032
• 代理公司: 北京中創(chuàng)博騰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11636
• 代理人: 王婷婷

本發(fā)明涉及一種固態(tài)電容器及其制造方法，屬于電容器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的電容器包括從上到下的的頂電極層、固態(tài)電解質(zhì)層、陽極化氧化鋁層和多孔鋁電極層，多孔鋁電極層為金屬鋁電極形成的單表面具有孔洞的電極結(jié)構(gòu)，陽極化氧化鋁層覆蓋在孔洞內(nèi)壁表面及所述多孔鋁電極層的非光滑面，固態(tài)電解質(zhì)層填充在所述孔洞內(nèi)并向上延伸生長，本發(fā)明的電容具有容值大、性能穩(wěn)定的特點，可適用于高性能集成電路設(shè)計制造以及各種電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固態(tài)電容器，屬于電容器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電容在電子電路設(shè)計制造中具有重要的作用，是不可或缺的基礎(chǔ)元器件。隨著電路設(shè)計水平的不斷提高以及信息時代對于電路性能的不斷提高。對于電容大容值、高可靠性、低成本等特性的需求不斷提高。傳統(tǒng)的氧化鋁介質(zhì)電容多采用平面結(jié)構(gòu)，電容值較低，此外氧化鋁加工方法復(fù)雜，成本也較高。傳統(tǒng)的電解質(zhì)電容選用液態(tài)電解質(zhì)，液態(tài)電解質(zhì)不易封裝，可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電容器存在的上述缺陷，提供了一種容值大、性能穩(wěn)定固態(tài)電容器。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種固態(tài)電容器，包括從上到下的的頂電極層、固態(tài)電解質(zhì)、陽極化氧化鋁層和多孔鋁電極層，多孔鋁電極層為金屬鋁電極形成的單表面具有孔洞的電極結(jié)構(gòu)，陽極化氧化鋁層覆蓋在孔洞內(nèi)壁表面及所述多孔鋁電極層的非光滑面，固態(tài)電解質(zhì)填充在所述孔洞內(nèi)并向上延伸生長。

進一步地，孔洞為規(guī)則排列或非規(guī)則排列的非貫穿孔，多孔鋁電極層的另一面保持光滑平整。

進一步地，孔洞的形狀為長方形、圓形、橢圓形或不規(guī)則形狀。

進一步地，孔洞的大小為50nm-500um，深度為10nm-100um。

進一步地，孔洞的孔隙率為5%-90%。

進一步地，陽極化氧化鋁層的厚度為5 nm-100nm。

進一步地，固態(tài)電解質(zhì)向上延伸生長50 nm-500nm。

進一步地，頂電極層的厚度為50 nm-15 um。

還提供了一種制作固態(tài)電容器的方法，包括以下步驟

（1）通過刻蝕或壓制的方法形成單表面具有孔洞的多孔鋁電極層；

（2）將所述多孔鋁電極層的光滑面連接電源正極，電源負極連接碳棒進行陽極氧化得到陽極化氧化鋁層；

（3）對固態(tài)電解質(zhì)進行沉積，使得所述孔洞填滿并向上延伸生長；

（4）對生長沉積的固態(tài)電解質(zhì)做平坦化處理；

（5）通過物理增材制造方法在所述固態(tài)電解質(zhì)上進行頂電極層的制備。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出的電容器采用多孔的鋁電極能夠極大的增強電容的容值；通過陽極化氧化生成氧化鋁介質(zhì)，能夠?qū)X電極孔洞的內(nèi)壁全部覆蓋，能夠防止漏電的發(fā)生；固態(tài)電解質(zhì)的選用相對于液態(tài)電解質(zhì)而言，能夠減小封裝的難度，增強器件的可靠性且制造方法也更為簡捷。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電容具有容值大、性能穩(wěn)定的特點，可適用于高性能集成電路設(shè)計制造以及各種電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用制造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電容器的橫截面示意圖。

附圖標記說明：

1為多孔鋁電極層，2為陽極化氧化鋁層，3為固態(tài)電解質(zhì)層，4為頂電極層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1