[發(fā)明專利]一種多層結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性無機(jī)電介質(zhì)非晶薄膜電容器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210073512.5
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114373630A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹明賀;黃瑞;王鴻業(yè);郝華;堯中華;劉韓星
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;H01G4/30;H01G4/33
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李艷景

1.一種多層結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性無機(jī)電介質(zhì)非晶薄膜電容器，其特征在于，依次包括基板、中間層和頂電極層；其中，所述中間層由n層非晶陶瓷薄膜層和(n-1)層電極層交替疊加而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于，所述中間層中，非晶陶瓷薄膜層材質(zhì)為BaTiO₃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于，所述非晶陶瓷薄膜層通過溶膠-凝膠法制備得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于，非晶陶瓷薄膜層厚度為100-500nm；電極層厚度為50-100nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于，n取值為2-10的整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于，所述電極層材料為金屬鉑；所述基板為Pt/Ti/SiO₂/Si基板。

7.一種權(quán)利要求1-6任一項所述的多層結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性無機(jī)電介質(zhì)非晶薄膜電容器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備BaTiO₃前驅(qū)體溶液，在空氣中靜置陳化，獲得穩(wěn)定的溶膠；

2)采用溶膠-凝膠旋涂法將步驟1)所得的溶膠旋涂在基板上，然后熱解即得第一層非晶陶瓷薄膜層；

3)在步驟2)所得的第一層陶瓷薄膜層上，通過直流磁控濺射儀制備第一層電極層；

4)依次重復(fù)步驟2)和3)，得到n層非晶陶瓷薄膜層和(n-1)層電極層交替疊加而成的中間層，所述中間層最上層為非晶陶瓷薄膜層；

5)將步驟4)得到的多層結(jié)構(gòu)的薄膜進(jìn)行退火，然后在非晶陶瓷薄膜層上通過直流磁控濺射儀制備頂電極層，即得多層結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性無機(jī)電介質(zhì)非晶薄膜電容器。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在在于，所述步驟1)中，BaTiO₃前驅(qū)體溶液濃度為0.05-0.5mol L^-1；在空氣中靜置陳化12-72h。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在在于，所述步驟2)中，溶膠-凝膠旋涂法工藝為：先在600-1200rmp轉(zhuǎn)速下低速旋涂10-30s，再在2000-6000rmp轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速甩膠30-90s；在200-500℃溫度區(qū)間內(nèi)按照溫度從低到高分三次進(jìn)行熱解，相鄰兩次溫差為100-150℃，每次熱解時間為4-6分鐘，即得非晶陶瓷薄膜層。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在在于，所述步驟3)中，濺射時間為50-200s；所述步驟5)中，450-600℃下退火60-300s。