[发明专利]硅基Al2O3薄膜芯片电容器及制作方法

权利要求书

1.一种硅基Al₂O₃薄膜芯片电容器，其特征在于所述的芯片电容器依次包括低阻硅衬底、Al₂O₃绝缘介质薄膜、上电极和下电极四层结构，构建成金属-绝缘体-金属的结构；

其中，①所述的低阻硅衬底的电阻率小于或等于1×10^-3Ω·cm；

②所述的Al₂O₃介质薄膜为非晶Al₂O₃薄膜；

③所述的上电极采用溅射或电子束蒸发生长Ti或TiW和Au，并通过电镀Au加厚到3～5μm。

2.根据权利要求1所述的芯片电容器，其特征在于芯片电容器厚度的调节是通过硅衬底背面减薄和抛光实现的。

3.根据权利要求1或2所述的芯片电容器，其特征在于所述的低阻硅衬底为Si(100)抛光硅片、N型或P型。

4.根据权利要求1所述的芯片电容器，其特征在于非晶Al₂O₃薄膜的厚度为80-120nm。

5.根据权利要求1所述的芯片电容器，其特征在于上电极Au层和Ti层或Au层和TiW层的边缘与Al₂O₃绝缘介质薄膜的边缘至少保留25μm的区域。

6.制作如权利要求1、2、4和5中任一项所述的芯片电容器的制备方法，其特征在于制作步骤包括：

①首先采用标准RCA湿法化学清洗低阻硅片，烘干后迅速放入溅射真空室；

②接着采用射频磁控溅射法生长非晶Al₂O₃薄膜，溅射气体为纯度99.999％的氩气，溅射氩气气压为1Pa，溅射电压2～2.1KV，生长Al₂O₃绝缘介质薄膜；

③然后通过溅射或电子束蒸发的方式在非晶Al₂O₃薄膜层上生长Ti/Au层，或TiW/Au层；

④再电镀Au将Au层加厚到3～5μm；

⑤接着在电镀Au层上进行光刻，用光刻胶将芯片电容上电极图形进行保护，同时暴露出划片道和预留芯片电容边缘区域；

⑥然后将暴露区域的Au层和Ti层或TiW层分别用KI溶液和HF溶液腐蚀，直到露出紫蓝色的Al₂O₃薄膜层；

⑦根据实际电路和封装需要，对制作好芯片电容器上电极的硅片背面进行减薄、抛光，达到所需高度要求；

⑧再在硅片背面用溅射或电子束蒸发的方式生长Ti/Au层或TiW/Au层；

⑨最后用规格为100μm的划片机按划片道进行划片，制成硅基Al₂O₃薄膜芯片电容器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

a)步骤②中溅射时间为20-30分钟；

b)步骤③生长的Ti层或TiW层厚度为20-30nm；Au层厚度为200nm；

c)步骤④暴露出划片道和预留芯片电容边缘区域宽度为150-160nm；

d)步骤⑧中在减薄的硅片背面生长的Ti层或TiW层厚度为20-30nm；Au层厚度为200-300nm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤⑦减薄前低阻硅片的厚度已满足要求，则步骤⑦可省略。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于下电极不用电镀Au加厚用银浆焊在基板上。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于边缘区域为25-30μm。