[发明专利]一种具有高储能密度固态电介质电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)制备氧化铝/二氧化钛复合前驱胶体：

(1-1)往铝醇盐溶液中加入乙酰丙酮，搅拌混合后，再加入冰醋酸，再继续搅拌混合，冷却过滤后，得到溶胶前驱体；

(1-2)在制备好的溶胶前驱体中加入纳米二氧化钛粒子，在80℃下搅拌均匀，形成复合前驱体；

(2)采用磁控溅射或蒸发镀膜法在衬底基片上制备一层导电薄膜，作为下部电极；

(3)将氧化铝/二氧化钛复合前驱体采用旋涂法涂覆在下部电极的表面，进行此过程5～9次，每次涂覆后进行热处理，达到所需厚度后在450～520℃的温度下退火处理2～4h，制得氧化铝/二氧化钛复合电介质薄膜；

(4)采用蒸发镀膜法或磁控溅射法在氧化铝/二氧化钛复合电介质薄膜上制备一层具有阳极氧化能力的薄膜，作为上部电极，得到电容器单元；

(5)将制备好的电容器单元或将电容器单元组合，通过绝缘介质进行封装固化，再进行两端引线，制得高储能密度固态薄膜集成电路电容器。

2.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，

步骤(1-1)中所述的铝醇盐溶液为异丙醇铝溶液，将异丙醇铝研磨后，加入乙二醇乙醚，超声10～20min后，再于20～150℃下搅拌均匀制得的浓度为0.01～0.1mol/L的异丙醇铝乙二醇乙醚溶液，

步骤(1-1)中，铝醇盐溶液、乙酰丙酮和冰醋酸的添加量满足铝醇盐、乙酰丙酮和冰醋酸的添加量比为0.04mol：(0.01～0.1)mol：(1～50)mL，在铝醇盐溶液中加入乙酰丙酮，于20～150℃下搅拌均匀，然后加入冰醋酸，于20～150℃下搅拌均匀。

3.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，步骤(1-2)中，氧化铝和纳米二氧化钛粒子的摩尔比为(0.5～10)：100；纳米二氧化钛粒子的粒径为5～30nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，制备得到的电容器包括自下而上依次设置的衬底基片、下部电极、氧化铝/二氧化钛复合电介质薄膜及上部电极。

5.根据权利要求4所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的氧化铝/二氧化钛复合电介质薄膜质地均匀，厚度为200～350nm，介电常数10～14，击穿场强达570MV/m。

6.根据权利要求4所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的衬底基片为硅片。

7.根据权利要求4所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的上部电极及下部电极为具有阳极氧化能力的阀金属薄膜。

8.根据权利要求4所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的上部电极及下部电极选自Al薄膜、Ti薄膜、Zr薄膜、Cu薄膜或Ni薄膜中的一种。

9.根据权利要求4所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的上部电极及下部电极的厚度相同。

10.根据权利要求4或9任一项所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的上部电极及下部电极的厚度为150～250nm。

11.根据权利要求4或9任一项所述的一种具有高储能密度固态电介质电容器的制备方法，其特征在于，所述的下部电极涂覆在衬底基片上，所述的上部电极沉积在氧化铝/二氧化钛复合电介质薄膜上。