Пленочный конденсатор

Автoры: Галушкo Владимир Сергеевич, Оcипoв Андрей Михайлoвич.

Изoбретение oтнocитcя к электрoннoй технике и мoжет быть иcпoльзoванo при прoизвoдcтве тoнкoпленoчных гибридных и мoнoлитных интегральных cхем при изготовлении тонкопленочных конденcаторов. Техничеcким результатом изобретения являетcя повышение выхода годных конденcаторов за cчет cнижения влияния дефектов диэлектричеcкой пленки. Соглаcно изобретению пленочный конденcатор cодержит первую и вторую обкладки, выполненные в виде металличеcких пленок, раcположенный между обкладками диэлектрик, токовыводы, выполненные в виде чаcти металличеcких пленок, выступающих над торцевыми сторонами диэлектрика, введены второй слой диэлектрика и расположенная между слоями диэлектрика промежуточная металлическая обкладка, состоящая из изолированных фрагментов. 2 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при производстве тонкопленочных гибридных и монолитных интегральных схем при изготовлении тонкопленочных конденсаторов.

Известен конденсатор с пленочным диэлектриком (патент 1452383, H01G 4/22, опубл. 1995.02.20), содержащий обкладки и расположенный между ними пропитанный пленочный диэлектрик, выполненный из слоев полимерной пленки с шероховатой и гладкой поверхностями, при этом слой полимерной пленки с гладкой поверхностью расположен между двумя слоями пленки, имеющими с обеих сторон шероховатую поверхность.

Наиболее близким техническим решением является пленочный конденсатор (патент 2046429, H01G 4/06, опубл. 1995.10.20), содержащий первую и вторую обкладки, выполненные в виде металлических пленок, включающих слои Cr-Cu, расположенный между обкладками диэлектрик в виде полиимидной пленки и размещенные на противоположных сторонах диэлектрика токовыводы, при этом соотношение толщин металлических пленок и пленки полиимида выбрано в диапазоне от 1,1 до 1,2, а токовыводы выполнены в виде части металлических пленок, выступающих над торцевыми противоположными сторонами полиимидной пленки соответственно.

Недостатком известных технических решений является невысокий процент выхода годных изделий из-за пробоя конденсатора в случае наличия дефектов в тонких пленках диэлектрика. Вероятность появления дефекта увеличивается в случае создания конденсаторов большой емкости вследствие увеличения площади конденсатора.

Задачей изобретения является повышение выхода годных конденсаторов за счет снижения влияния дефектов диэлектрической пленки.

Для решения поставленной задачи в пленочный конденсатор, содержащий первую и вторую обкладки, выполненные в виде металлических пленок, расположенный между обкладками диэлектрик, токовыводы, выполненные в виде части металлических пленок, выступающих над торцевыми сторонами диэлектрика, введены второй слой диэлектрика и расположенная между слоями диэлектрика промежуточная металлическая обкладка, состоящая из изолированных фрагментов.

Техническим результатом изобретения является создание пленочного конденсатора, электрическая схема которого представляет собой n параллельно соединенных между собой пар последовательно включенных конденсаторов малой емкости. Параллельное соединение последовательно соединенных пар конденсаторов обеспечивается наличием в структуре пленочного конденсатора общих для всех пар нижней и верхней обкладок конденсатора. Каждая пара последовательно соединенных конденсаторов малой емкости образована верхней обкладкой и одним из фрагментов промежуточной обкладки и этим же фрагментом и нижней обкладкой конденсатора.

Дефект в пленке диэлектрика приводит к пробою одного из конденсаторов малой емкости, в пределах которого он локализован. Промежуточная обкладка не позволяет пробою развиться дальше, таким образом, работоспособность конденсатора в целом сохраняется.

Таким образом, повышается процент выхода годных конденсаторов, поскольку в заявленном устройстве диэлектрик получается двухслойным, дефекты в слоях распределены случайным образом и вероятность пробоя одновременно двух последовательно включенных конденсаторов невелика, а в случае пробоя одного из конденсаторов малой емкости выходит не весь конденсатор, а только его составная часть.

Заявляемое устройство пленочного конденсатора отвечает всем критериям патентоспособности изобретения.

Оно ново, т.к. аналогичные известные из уровня техники решения не обладают тождественной совокупностью признаков.

Заявляемое устройство соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. сущность этого решения для специалиста явным образом не следует из уровня техники и не выявлена совокупность признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого изобретения.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым, поскольку оно может быть использовано в производстве гибридных и монолитных интегральных микросхем в условиях промышленного предприятия.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого пленочного конденсатора, на фиг.2 приведена электрическая схема конденсатора без пробоя и в случае пробоя конденсатора малой емкости.

Пленочный конденсатор содержит обкладки 1 и 2 пленочной металлизации, первый слой 3 диэлектрика, промежуточную металлическую обкладку, состоящую из изолированных друг от друга фрагментов 4, второй слой 5 диэлектрика и токовыводы 6 и 7, являющиеся продолжением обкладок 1 и 2 конденсатора, выступающие над торцевыми сторонами диэлектрика. Число фрагментов 4 должно быть, по меньшей мере, равно 2.

Формирование структуры начинается с очистки подложки и напыления на ее поверхность металла (V-Mo) толщиной 0,1 мкм - нижняя обкладка 1 и токовывод 6. Затем на всю поверхность нижней обкладки 1 осаждается первый слой диэлектрика (SiO2) 3 толщиной 0,2 мкм.

Промежуточная обкладка 4 формируется напылением металла (V-Mo) толщиной 0,1 мкм на первый слой диэлектрика 3, с помощью фотолитографии и травления формируется промежуточная обкладка конденсатора 4. Промежуточная обкладка конденсатора представляет собой несколько металлических фрагментов, изолированных друг от друга, имеющих произвольную конфигурацию, а их количество зависит от площади изготавливаемого конденсатора.

Второй слой диэлектрика 5 создается путем осаждения на полученную структуру пленки SiО2 толщиной 0,2 мкм. Верхняя обкладка конденсатора 2 создается напылением металла (V-Mo) толщиной 0,1 мкм на второй слой диэлектрика 5. С помощью фотолитографии и травления формируется верхняя обкладка конденсатора 2 и токовывод 7.

Конечным этапом изготовления конденсатора является формирование контакта к токовыводу нижней обкладки конденсатора. Для этого выполняется фотолитография и травление диэлектрика до металла токовывода 6.

Заявляемое решение позволяет повысить выход годных конденсаторов, поскольку использование его существенно понижает требования к дефектности диэлектрической пленки.


Формула изобретения

Пленочный конденсатор, содержащий первую и вторую обкладки, выполненные в виде металлических пленок, расположенный между обкладками диэлектрик, токовыводы, выполненные в виде части металлических пленок, выступающих над торцевыми сторонами диэлектрика, отличающийся тем, что введены второй слой диэлектрика и расположенная между слоями диэлектрика промежуточная металлическая обкладка, состоящая из изолированных фрагментов.