專利名稱：薄膜型多層陶瓷電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層陶瓷電容器，更具體地，涉及一種可以被小型化的具有高靜電容量的薄膜型多層陶瓷電容器。而且，本發(fā)明涉及一種用于制造該多層陶瓷電容器的方法。
背景技術(shù)：
通常，多層陶瓷電容器是具有在其上印刷有電極的多個層疊介質(zhì)層的芯片型電容器，其被廣泛地用于電子產(chǎn)品中。隨著移動通信裝置和便攜式電子裝置市場的擴展，需要減小多層陶瓷電容器的尺寸并增加多層陶瓷電容器的容量。
傳統(tǒng)的多層陶瓷電容器通過層疊具有施加到其上的電極糊的多個印刷電路基板以形成層疊體并且在其兩側(cè)形成側(cè)面電極來制造。然而，由于上述大量的步驟，限制了多層陶瓷電容器的尺寸的減小和多層陶瓷電容器的容量的增加。
為了解決上述問題，在當(dāng)前多層陶瓷電容器應(yīng)用中已經(jīng)進行了引入半導(dǎo)體薄膜處理的新研究。例如，已經(jīng)提出的制造多層陶瓷電容器的方法能夠通過金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來沉積具有高介電常數(shù)的(Ba、Sr)TiO3膜，其披露于日本未審查的專利公開第2001-181839號中。圖1是示出使用上述制造方法制造的傳統(tǒng)薄膜型多層陶瓷電容器的截面?zhèn)纫晥D。
如圖1所示，傳統(tǒng)的薄膜型多層陶瓷電容器包括Pt電極膜12和16，如MgO，通過濺射處理的重復(fù)執(zhí)行在基片11上沉積；以及BST介電膜14，通過金屬有機化學(xué)氣相沉積的重復(fù)執(zhí)行在基片11上沉積。通過濺射處理和金屬有機化學(xué)氣相沉積分別沉積電極膜和介電膜，以及通過光刻處理和蝕刻處理來圖案化各個膜，如圖1所示。按照這種方法制造多層陶瓷電容器。
然而，傳統(tǒng)的薄膜型多層陶瓷電容器形成在基片的上表面，這是非常有局限性的。因此，限制了決定靜電容量的有效區(qū)域。因此，必須重復(fù)進行層疊處理以獲得高靜電容量。從而，增加光刻處理和蝕刻處理，其使整個工藝變得復(fù)雜。
如上所述，由于平板的結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的限制，傳統(tǒng)的薄膜型多層陶瓷電容器很難獲得高靜電容量，例如，大于10μF。
在美國專利第6,421,224號中還披露了利用SOI(絕緣體上的硅)基片的微型結(jié)構(gòu)電容器，其中，用作蝕刻停止層的絕緣層蝕刻上部和下部硅層，以提供給上部和下硅層均勻的多孔性，并且在硅層的蝕刻的上表面和下表面上形成介電膜和金屬層，以提供三維微型結(jié)構(gòu)電容器。多個這樣的微型結(jié)構(gòu)電容器被層疊以提供具有高靜電容量的小型電容器。該微結(jié)構(gòu)電容器具有通過多孔結(jié)構(gòu)增加表面積和通過層疊結(jié)構(gòu)獲得高靜電容量的作用。然而，用作蝕刻停止層的殘留硅層和絕緣層被留在上部電極和下部電極之間，除了電介膜之外。因此，可以降低電容器的性能。而且，輸入端和輸出端的結(jié)構(gòu)在層疊結(jié)構(gòu)中是非常復(fù)雜的。
而且，在美國專利第6,503,791號中披露了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，該半導(dǎo)體裝置包括多個存儲單元，在該存儲單元中形成多個孔；以及薄膜電容器，在形成多個孔的表面形成。然而，專利`791(專利第6,503,791號)涉及一種制造被集成到半導(dǎo)體裝置中的電容器單元結(jié)構(gòu)的方法，而沒有涉及制造單高容量電容器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是考慮到上述情況而作出，以及本發(fā)明的目的是提供一種薄膜型多層陶瓷電容器，該薄膜型多層陶瓷電容器通過層疊具有通過多個孔增加的有效表面積的多個薄膜電容器，并且并聯(lián)連接所層疊的薄膜電容器來制造，從而使具有高靜電容量的薄膜型多層陶瓷電容器小型化。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種通過使用半導(dǎo)體薄膜工藝制造薄膜型多層陶瓷電容器的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，以上和其他目的可以通過提供一種薄膜型多層陶瓷電容器來實現(xiàn)，該薄膜型多層陶瓷電容器包括層疊體，該層疊體由多個電容器層組成，每個電容器層均包括具有其上形成多個孔的上表面和平坦的下表面的基片，以及設(shè)置在基片的上表面上的薄膜電容器，該薄膜電容器具有下部電極膜、介電膜、以及上部電極膜，下部電極膜、介電膜、和上部電極膜被順次形成在基片的上表面上，下部電極膜延伸到基片的一側(cè)，上部電極膜延伸到基片的另一側(cè)；第一外部電極，形成在層疊體的一側(cè)，用于接觸各個電容器層的下部電極膜；以及第二外部電極，形成在層疊體的另一側(cè)，用于接觸各個電容器層的上部電極膜。
優(yōu)選地，基片在其兩側(cè)設(shè)置有階梯部分，以使第一和第二外部電極可以穩(wěn)固地附著到基片的兩側(cè)。
而且，每個電容器層還包括在薄膜電容器的上表面上形成的鈍化層，該鈍化層具有平坦的上表面，以使薄膜電容器可以被保護并且薄膜電容器的上表面的平度可以被改善。
多個孔具有相同的深度，并且，在這種情況下，基片在其兩側(cè)設(shè)置有階梯部分，該階梯部分具有與多個孔的底部表面相同的高度。
提供多個孔用于增加基片的上表面的表面積，這些孔可以是半圓形顆粒狀、針形孔、或圓柱狀。
優(yōu)選地，每個孔都具有一個或多個縱橫比，以增加基片的上表面的表面積，并且考慮到當(dāng)形成電極膜或介電膜時應(yīng)用于孔的內(nèi)表面的鍍膜的限制，每個孔均具有50或更小的縱橫比。
上部電極膜和下部電極膜中的至少一個是由選自由Pt、Ru、Ir、Au、Ni、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中至少一種金屬、或包括該金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物制成的。
而且，介電膜是由選自由TiO2、ZrO2、HfO2、SrTiO3、BaTiO3、(Ba、Sr)TiO3、PbTiO3和Pb(Zr、Ti)O3組成的組中的一種制成的。
構(gòu)成層疊體的多個電容器層通過熱硬化粘合劑、紫外線硬化粘合劑、以及它們的復(fù)合材料相互粘合在一起。當(dāng)使用熱硬化粘合劑時，考慮到在高溫下介電膜的變質(zhì)，優(yōu)選使用在100℃或更低溫度下可以進行硬化的粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造薄膜型多層陶瓷電容器的方法，該方法包括以下步驟形成多個電容器層，每個電容器層均包括具有在其上形成多個孔的上表面和平坦的下表面的基片、在基片的上表面上設(shè)置的薄膜電容器，該薄膜電容器包括下部電極膜、介電膜、和上部電極膜，在基片的上表面上順次形成下部電極膜、介電膜和上部電極膜，下部電極膜延伸到基片的一側(cè)，上部電極膜延伸到基片的另一側(cè)；層疊多個電容器層，以使電容器層中的一層的下表面被粘合到另一電容器層的上表面，以形成層疊體；以及形成在層疊體的一側(cè)形成的第一外部電極，用于接觸各個電容器層的下部電極膜，形成在層疊體的另一側(cè)形成的第二外部電極，用于接觸各個電容器層的上部電極膜。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，形成多個電容器層的步驟包括以下子步驟制備具有上表面和下表面的基片；在基片上形成多個孔，以增加基片的上表面的表面積；在包括多個孔的內(nèi)表面的基片的上表面上形成下部電極膜，該下部電極膜延伸到基片的一側(cè)；在設(shè)置在基片的上表面上的下部電極膜上形成介電膜；以及在介電膜的上表面上形成上部電極膜，該上部電極膜延伸到基片的另一側(cè)。
優(yōu)選地，形成多個孔的步驟包括以下子步驟形成具有相同深度的多個孔；以及在基片的兩側(cè)形成作為孔的底部表面的具有相同高度的階梯部分。
形成下部電極膜的步驟包括以下子步驟在基片的上表面和基片的兩側(cè)沉積電極材料；以及蝕刻沉積在基片的另一側(cè)和鄰近基片的另一側(cè)的基片的上表面上的電極材料，以形成下部電極膜。類似地，形成上部電極膜的步驟包括以下子步驟在其上形成有介電膜的基片的上表面上和基片的兩側(cè)沉積電極材料；以及去除沉積在基片的一側(cè)和鄰近基片的一側(cè)的基片的上表面上的電極材料。
通過化學(xué)氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)進行形成下部電極膜的步驟和形成上部電極膜的步驟。
優(yōu)選地，形成多個電容器層的步驟還包括以下子步驟分別在電容器層的上表面上形成鈍化層，以使電容器層的上表面可以變平。在多個電容器層的上表面和多側(cè)上形成鈍化層，并且該方法還包括以下步驟在形成層疊體之后和在形成第一和第二外部電極之前，選擇性地去除鈍化層以使沉積在層疊體的兩側(cè)的上部和下部電極膜露出。
形成多個電容器層的步驟還包括以下子步驟如果需要的話，研磨基片的下表面以減小電容器層的厚度，從而使最終產(chǎn)品更加小型化。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法可以在晶片級進行。形成多個電容器層的步驟還包括以下子步驟形成多個晶片，每個晶片均具有以晶片級在其上形成的至少一個電容器層。多個晶片都被用作電容器層的基片。多個晶片都具有相同的尺寸，并且每個晶片均具有以相同圖案排列的至少一個電容器層。形成層疊體的步驟包括以下子步驟層疊多個晶片，每個晶片均具有在其上形成的至少一個電容器層；以及切割所層疊的晶片，以獲得至少一個多層陶瓷電容器體。從而，可以大量地制造多個薄膜型多層陶瓷電容器層。


根據(jù)下文結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、以及其它優(yōu)點將更為明了，其中圖1是示出傳統(tǒng)的薄膜型多層陶瓷電容器的截面?zhèn)纫晥D；圖2A至2F是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的制造電容器層的過程的截面圖；圖3A至3C是示出通過使用在圖2A至2F中所示的制造過程制造的電容器層制造薄膜型多層陶瓷電容器的過程截面圖；
圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例的在晶片級制造的電容器層的截面?zhèn)纫晥D；以及圖4B至4D是示出通過使用如圖4A所示的晶片制造薄膜型多層陶瓷電容器的過程的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2A至2F是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的制造電容器的過程的截面圖。
如圖2A所示，根據(jù)本發(fā)明的制造薄膜型多層電容器的方法開始于在基片21上形成多個孔21a的步驟。在基片21上形成多個孔21a以增加基片21的上表面的表面積。多個孔21a可以具有各種不同的形狀，并且可以容易地通過使用選擇性蝕刻過程而形成。例如，多個孔21a(的形狀)可以是半圓形顆粒、針形孔、或圓柱。在本發(fā)明的該實施例中，通過使用各向異性蝕刻形成具有圓柱形狀的多個孔21a。而且，每個孔21a形成以使每個孔21a具有一個或多個縱橫比，從而充分地增加表面積。每個孔21的縱橫比優(yōu)選為50或更小，以確保在孔21a的內(nèi)表面的均勻鍍膜。
如圖2A所示，基片21可以在其兩側(cè)設(shè)置階梯部分2b。階梯部分21b可以通過在孔形成步驟中使用的選擇性蝕刻過程與多個孔21a同時形成。在這種情況下，階梯部分21b以相同的高度形成作為多個孔21a的底部表面。在本發(fā)明的實施例中，基片21是通常用于半導(dǎo)體工藝中使用的硅基片，盡管任何可以通過半導(dǎo)體工藝處理的非導(dǎo)電基片都可以用于本發(fā)明。
接著，下部電極膜22形成在如圖2B所示的基片的上表面。下部電極膜22延伸到基片21的一側(cè)。形成下部電極膜22的過程可以通過普通的半導(dǎo)體膜形成過程進行，例如包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)或原子層沉積(ALD)的化學(xué)氣相沉積(CVD)。
該沉積過程可提供優(yōu)良的階梯鍍膜效率。從而，下部電極膜22可以被沉積在具有需要的均勻厚度的多個孔21a的內(nèi)表面。如圖2B所示，下部電極膜22形成在包括多個孔21a的內(nèi)表面的基片的上表面和在基片21的一側(cè)(第一側(cè))上，但是下部電極膜22不形成在基片21的另一側(cè)(第二側(cè))上，從而防止形成在基片21的兩側(cè)的外部電極39a和39b(參見圖3A至3C)不合需要地被短路。
下部電極膜22可以通過使用用于在基片21的上表面上和在基片21的兩側(cè)沉積電極材料的過程和用于蝕刻基片21的另一側(cè)的過程而形成。優(yōu)選地，下部電極膜22通過使用如圖2B所示的蝕刻過程進一步被從鄰近基片21的另一側(cè)的上表面部分d1去除。從而，有效地防止了下部電極膜22和隨后將增長的上部電極膜26(參見圖2D)被短路。
用于下部電極膜22的材料可以是選自由Pt、Ru、Ir、Au、Ni、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中至少一種金屬、或包括該金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物制成的，盡管本發(fā)明不限于上述材料。
隨后，介電膜24形成于如圖2C所示的基片21的上表面上設(shè)置的下部電極膜22上。與下部電極膜22的形成過程一樣，該過程可以通過普通的半導(dǎo)體膜形成過程進行，例如化學(xué)氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)。介電材料被沉積在下部電極膜22的上表面，然后沉積在基片21的一側(cè)的介電材料通過蝕刻被部分去除。在該過程中，在基片21的上表面上形成的介電膜24的表面積是有效表面積，其決定了最終的靜電容量。
用于介電膜24的材料可以是選自由TiO2、ZrO2、HfO2、SrTiO3、BaTiO3、(Ba、Sr)TiO3、PbTiO3和Pb(Zr、Ti)O3組成的組的高介電材料或者包括金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物，盡管本發(fā)明不限于上述材料。
隨后，上部電極膜26形成在介電膜24的上表面上，同時延伸到基片21的另一側(cè)，如圖2D所示，以獲得薄膜電容器。與下部電極膜22的形成過程一樣，用于形成上部電極膜26的過程可以通過普通半導(dǎo)體膜形成過程進行，例如包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)或原子層沉積(ALD)的化學(xué)氣相沉積(CVD)。用于上部電極膜26的材料可以是選自由Pt、Ru、Ir、Au、Ni、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中的至少一種金屬、或包括該金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物中制成的，盡管本發(fā)明并不限制于上述材料。
上部電極膜26形成在介電膜24的上表面，以使上部電極膜26延伸到基片21的另一側(cè)。因此，上部電極膜26不在形成下部電極膜22的基片21的一側(cè)形成。從而，上部電極膜26和下部電極膜22可以分別被連接到將形成在基片21的兩側(cè)的外部電極。
與形成下部電極膜22一樣，上部電極膜26可以通過使用用于沉積電極材料的過程和選擇性蝕刻過程而形成。優(yōu)選地，上部電極膜26通過使用如圖2D所示的蝕刻過程進一步被從鄰近基片21的一側(cè)的上表面部分d2去除。從而，有效地防止了上部電極膜26與下部電極膜22短路。
包括具有形成在其上的多個孔的基片21和形成在基片21的上表面的薄膜電容器的電容器層20通過使用上述過程進行制造。電容器層20可以進一步通過鈍化層形成過程和研磨過程(如果需要可以選擇性地使用)加工。圖2E和2F示出了鈍化層形成過程和研磨過程，其在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中可以進一步采用。
如圖2E所示，鈍化層27形成在電容器層20的上表面，以使電容器層20的上表面變平。與在通常的保護層中一樣，鈍化層27可以是由氧化物如SiO2、以及氮化物如Si3N4制成的。在本發(fā)明的實施例中，采用鈍化層以進一步地使電容器層20的上表面變平。
如果通過使用用于形成下部電極膜22的過程、用于形成介電膜24的過程、以及用于形成上部電極膜26的過程填充多個孔21，以使上部電極膜26的上表面變平，可以省略鈍化層形成過程。然而，只有當(dāng)下部電極膜22、介電膜24、和上部電極膜26沿著多個孔21a的內(nèi)表面形成時，增加了有效的表面積。因此，不容易使上部電極膜26的上表面變平。從而，優(yōu)選地進一步形成以上所述的鈍化層27，以容易地進行以下參照圖3A描述的層疊過程。
隨后，進行電容器層20的基片21的下表面的研磨過程，以減小電容器層20的厚度，如圖2F所示。通過使用研磨過程去除基片20的不需要的下部，可以更加小型化最終層疊產(chǎn)品。研磨過程是可選的過程。從而，如果電容器層20的厚度足夠薄，可以省略研磨過程。當(dāng)需要較厚基片以使基片可以在上述膜形成和蝕刻過程中被容易地處理時，優(yōu)選地進一步進行研磨過程，以使電容器層20的厚度減小。
將通過使用圖2A至2F所示的過程制造的至少兩個電容器層進行層疊，并且層疊體被設(shè)置在其兩側(cè)，同時外部電極分別連接到上部和下部電極膜，從而獲得薄膜型多層陶瓷電容器。
用于層疊電容器層以獲得根據(jù)本發(fā)明的薄膜型多層陶瓷電容器的層疊過程將參照圖3A至3C在以下進行描述。
首先，如圖3A所示，制備通過使用圖2A至2F所示的過程制造的電容器層30a、30b、和30c。在層疊電容器層30a、30b、和30c之前，當(dāng)進行層疊過程時，分別將粘合劑38施加到將與電容器層30a和30b的下表面接觸的電容器30b和30c的上表面。在本發(fā)明的實施例中，將粘合劑38施加到電容器30b和30c的上表面(例如，鈍化層)，盡管可以將粘合劑38施加到電容器層30a和30b的下表面。粘合劑38可以是由絕緣樹脂制成的粘合劑。優(yōu)選地，粘合劑38可以是熱硬化粘合劑、紫外線硬化粘合劑、和它們的復(fù)合材料。需要在通常的焊接溫度下熱硬化粘合劑穩(wěn)定地保持其粘合性能。在本發(fā)明的實施例中，制備三個電容器層，盡管根據(jù)需要的靜電容量和產(chǎn)品可使用尺寸可以使用兩個或多于三個電容器。
隨后，層疊三個電容器層30a、30b、和30c，同時將粘合劑38施加到電容器層30b和30c的上表面，以形成層疊體，并且蝕刻鈍化層37，以使在層疊體的兩側(cè)沉積的上部和下部電極膜36和32露出，如圖3B所示。層疊過程可以通過設(shè)定粘合劑39的硬化條件(例如，加熱和/或紫外線輻照)，同時維持預(yù)定壓力。去除設(shè)置在層疊體兩側(cè)的鈍化層37，以露出上部電極膜36和下部電極膜32。當(dāng)因為上部電極膜36的上表面非常平坦而不形成鈍化層38時，省略如以上所述的用于去除鈍化層38的過程。
最后，外部電極39a和39b形成在上部電極膜36和下部電極膜32上，且從層疊體的多個側(cè)面露出，以獲得薄膜型多層陶瓷電容器30，如圖3C所示。通過使用公知的電極形成過程(例如，沉積過程、噴鍍過程、和印刷過程)實現(xiàn)形成外部電極的過程。用于外部電極39a和39b的材料可以是公知的Au、Pd、Ni、Ag或它們的合金。在各個電容器層30a、30b、和30c形成的薄膜電容器通過外部電極39a和39b相互并聯(lián)連接，從而獲得多層結(jié)構(gòu)。外部電極39a和39b通過階梯部分31b(每個外部電極都如圖2A所示進行預(yù)先制備)可以更加穩(wěn)固地連接到層疊體的多個側(cè)面。
在本發(fā)明的這個實施例中，將粘合劑39用于層疊電容器層，盡管通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員都可以想到的公知加壓熱處理可以獲得層疊體。尤其是，層疊電容器層在低于使介電膜34變質(zhì)的溫度以下的高溫下進行加熱，然后在高壓下進行壓制，從而形成如圖3B所示的層疊體，而無需使用粘合劑38。
可以在晶片級實現(xiàn)薄膜型多層陶瓷電容器的制造方法。將每個都在晶片級形成的電容器層進行層疊并且以預(yù)定尺寸進行切割，其非常適于大規(guī)模生產(chǎn)。將在晶片級制造薄膜型多層陶瓷電容器的方法示于圖4A至圖4D。
圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例的在晶片級制造的電容器層的截面?zhèn)纫晥D，而圖4B至4D是示出通過使用圖4A所示的晶片制造薄膜型多層陶瓷電容器的過程的截面圖。
首先，如圖4A所示，在晶片41上形成多個電容器層。類似于參照圖2A至2F所描述的過程，可以進行用于制造晶片級電容器層的過程。然而，在本發(fā)明的實施例中，具有寬度D的分離部分在電容器層之間形成。分離部分具有與孔相同的深度。而且，圖4A所示，每個具有多個電容器層的至少兩個晶片41通過使用單獨的晶片級處理(在本發(fā)明的該實施例中制備的晶片)而制造。形成相應(yīng)層的晶片40a、40b、和40c(參見圖4B)具有相同的尺寸，并且，針對每個晶片而言，將至少兩個電容器層以相同的圖案進行排列。
隨后，如圖4B所示，通過使用粘合裝置如粘合劑48層疊三個晶片40a、40b、和40c。如上所述，粘合劑48可以是熱硬化粘合劑、紫外線硬化粘合劑、以及它們的復(fù)合材料。粘合劑48可以被施加到每個晶片的上或下表面(在本發(fā)明的實施例中的鈍化層47的上表面或晶片41的下表面)?？晒┻x擇地，層疊晶片可以通過使用高溫/高壓壓制處理被相互粘合。
隨后，將通過使用上述層疊過程形成的包括多個晶片40a、40b、和40c的層疊體進行切割，以獲得多個薄膜型多層陶瓷電容器體。在當(dāng)形成孔的同時形成的分離部分的相應(yīng)中部進行切割操作。從而，階梯部分41b被設(shè)置在每個分離的薄膜型多層陶瓷電容器體的兩側(cè)。將隨后形成的外部電極通過階梯部分41b可以更加穩(wěn)固地連接到分離的薄膜型多層陶瓷電容器體，如上所述。這樣，通過使用晶片級處理獲得的多個薄膜型多層陶瓷電容器體通過使用切割處理而可以進行大規(guī)模制造。
最后，蝕刻鈍化層47以使在層疊體兩側(cè)設(shè)置的上部電極膜46和下部電極膜42露出，并且分別被連接到上部電極膜46和下部電極膜42的外部電極49a和49b在層疊體的兩側(cè)形成，如圖4D所示。在相應(yīng)的電容器層40a、40b、和40c形成的薄膜電容器通過外部電極39a和39b被相互并聯(lián)連接，從而實現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)，如圖4D所示。通過使用公知的電極材料(例如，Au、Pd、Ni、Ag、或它們的合0 金)的公知方法可以進行形成外部電極的過程。
從以上描述顯而易見，本發(fā)明提供了一種薄膜型多層陶瓷電容器，該薄膜型多層陶瓷電容器通過層疊具有通過多個孔而增加的有效表面積的多個薄膜電容器并且并聯(lián)連接所層疊的薄膜電容器而制造，從而使具有高靜電容量的薄膜型多層陶瓷電容器小型化。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜型多層陶瓷電容器，包括層疊體，所述層疊體由多個電容器層組成，每個所述電容器層包括基片，所述基片具有形成多個孔的上表面和平坦的下表面；以及設(shè)置在所述基片的上表面上的薄膜電容器，所述薄膜電容器包括下部電極膜、介電膜、和上部電極膜，所述下部電極膜、所述介電膜、和所述上部電極膜順次形成在所述基片的上表面上，所述下部電極膜延伸到所述基片的一側(cè)，所述上部電極膜延伸到所述基片的另一側(cè)；第一外部電極，形成在所述層疊體的一側(cè)，用于接觸相應(yīng)電容器層的下部電極膜；以及第二外部電極，形成在所述層疊體的另一側(cè)，用于接觸相應(yīng)電容器層的上部電極膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述基片在其兩側(cè)設(shè)置有階梯部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，每個所述電容器層還包括形成在所述薄膜電容器的上表面的鈍化層，所述鈍化層具有平坦的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述多個孔具有相同的深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容器，其中，所述基片在其兩側(cè)設(shè)置有階梯部分，所述階梯部分具有與所述多個孔的底部表面相同的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述多個孔是半圓形顆粒狀、針形孔、或圓柱狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述多個孔中的每個孔均具有1至50的縱橫比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述上部電極膜和所述下部電極膜中的至少一個是由選自由Pt、Ru、Ir、Au、Ni、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中的至少一種金屬制成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述上部電極膜和所述下部電極膜中的至少一個是由選自由Pt、Ru、Sr、La、Ir、Au、Ni、Co、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中的至少一種金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物制成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述介電膜是由選自由TiO2、ZrO2、HfO2、SrTiO3、BaTiO3、(Ba、Sr)TiO3、PbTiO3和Pb(Zr、Ti)O3組成的組中的高介電材料制成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，構(gòu)成所述層疊體的所述多個電容器層通過熱硬化粘合劑、紫外線硬化粘合劑、以及它們的復(fù)合材料被相互粘合。
12.一種制造薄膜型多層陶瓷電容器的方法，所述方法包括以下步驟形成多個電容器層，每個所述電容器層包括基片，所述基片包括在其上形成多個孔的上表面和平坦的下表面；設(shè)置在所述基片的上表面的薄膜電容器，所述薄膜電容器包括下部電極膜、介電膜、和上部電極膜，所述下部電極膜、所述介電膜、和所述上部電極膜順次形成在所述基片的上表面上，所述下部電極膜延伸到所述基片的一側(cè)，所述上部電極膜延伸到所述基片的另一側(cè)；層疊所述多個電容器層，以使所述電容器層中的一層的下表面被粘合到另一電容器層的上表面以形成層疊體；以及形成第一外部電極和第二外部電極，所述第一外部電極在所述層疊體的一側(cè)形成，用于接觸相應(yīng)電容器層的下部電極膜，并且，所述第二外部電極在所述層疊體的另一側(cè)形成，用于接觸相應(yīng)電容器層的上部電極膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述多個電容器層的步驟包括以下子步驟制備具有上表面和下表面的基片；在所述基片上形成多個孔，以增加所述基片的上表面的表面積；在包括有所述多個孔的內(nèi)表面的所述基片的上表面上形成下部電極膜，所述下部電極膜延伸到所述基片的一側(cè)；在設(shè)置于所述基片的上表面的下部電極膜上形成介電膜；以及在所述介電膜的上表面上形成上部電極膜，所述上部電極膜延伸到所述基片的另一側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成所述多個孔的步驟包括形成具有相同深度的所述多個孔的子步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成所述多個孔的步驟包括形成具有與在所述基片兩側(cè)的孔的底部表面相同高度的階梯部分的子步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述多個孔是半圓形顆粒狀、針形孔、或圓柱狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述多個孔的每個孔均具有1至50的縱橫比。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述下部電極膜的步驟包括以下子步驟在所述基片的上表面和所述基片的兩側(cè)上沉積電極材料；以及蝕刻沉積在所述基片的另一側(cè)和鄰近所述基片的另一側(cè)的基片的上表面上的所述電極材料以形成下部電極膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述上部電極膜的步驟包括以下子步驟在形成所述介電膜的所述基片的上表面和所述基片的兩側(cè)沉積電極材料；以及去除沉積在所述基片的一側(cè)和鄰近所述基片的一側(cè)的基片的上表面上的所述電極材料以形成所述上部電極膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述下部電極膜的步驟和形成所述上部電極膜的步驟通過化學(xué)氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)來實現(xiàn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述多個電容器層的步驟還包括以下子步驟分別在所述多個電容器層的上表面上形成鈍化層，以便可以使所述多個電容器層的上表面變平。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述多個電容器層的上表面和多個側(cè)面上形成所述鈍化層，并且所述方法還包括以下步驟在形成所述層疊體之后和形成所述第一外部電極和所述第二外部電極前，選擇性地去除所述鈍化層，以使設(shè)置在所述層疊體的兩側(cè)的上部電極膜和下部電極膜露出。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述多個電容器層的步驟還包括研磨所述基片的下表面以減少所述電容器層的厚度的子步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成所述多個電容器層的步驟還包括以下子步驟形成多個晶片，每個晶片均具有以晶片級在其上形成的至少一個電容器層，所述多個晶片具有相同的尺寸，每個晶片均具有以相同圖案排列的至少一個電容器層，以及形成所述層疊體的步驟包括以下子步驟層疊所述多個晶片，每個晶片均具有在其上形成的至少一個電容器層；以及切割所述層疊晶片，以獲得至少一個多層陶瓷電容器體。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述上部電極膜和所述下部電極膜中的至少一個是由選自由Pt、Ru、Ir、Au、Ni、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中的至少一種金屬制成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述上部電極膜和所述下部電極膜中的至少一個是由選自由Pt、Ru、Sr、La、Ir、Au、Ni、Co、Mo、W、Al、Ta和Ti組成的組中的至少一種金屬的導(dǎo)電氧化物或氮化物制成的。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述介電膜是由選自由TiO2、ZrO2、HfO2、SrTiO3、BaTiO3、(Ba、Sr)TiO3、PbTiO3和Pb(Zr、Ti)O3組成的組的高介電材料制成的。
28.根據(jù)權(quán)利要求12所述方法，其中，形成所述層疊體的步驟包括以下子步驟在所述多個電容器層的上表面或下表面上施加熱硬化粘合劑、紫外線硬化粘合劑、或它們的復(fù)合材料；以及層疊所述多個電容器層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種薄膜型多層陶瓷電容器，該薄膜型多層陶瓷電容器包括由多個電容器層組成的層疊體。每個電容器層包括基片，該基片具有在其上形成多個孔的上表面和平坦的下表面；以及薄膜電容器，位于基片的上表面上。該薄膜電容器包括下部電極膜、介電膜、以及上部電極膜。下部電極膜、介電膜、以及上部電極膜在基片的上表面上順次形成。下部電極膜和上部電極膜分別延伸到基片的一側(cè)和另一側(cè)，并且接觸第一外部電極和第二外部電極。
文檔編號H01G4/005GK1725396SQ20051006348
公開日2006年1月25日 申請日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者金政郁, 黃哲盛, 許康憲 申請人:三星電機株式會社