Способ создания высокочастотного микроконденсатора на основе пленки полиимида

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО МИКРОКОНДЕНСАТОРА НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ ПОЛИИМИДА(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Демьянов Сергей Евгеньевич Петров Александр Владимирович Канюков Егор Юрьевич(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Способ создания высокочастотного микроконденсатора на основе пленки полиимида,заключающийся в том, что на обе стороны гибкой пленки полиимида со сквозными цилиндрическими порами методом термического напыления через трафаретные маски с заданным количеством и расположением отверстий осаждают медь, в результате чего формируют две группы не соединенных между собой трехмерных электродов, расположенных как на поверхности, так и в порах пленки полиимида затем на обе стороны пленки полиимида через трафаретную маску напыляют две плоские медные контактные площадки, формируя конденсаторную структуру в целом. 18356 1 2014.06.30 Изобретение относится к электротехнике, микроэлектронике и может быть использовано в высокочастотных электротехнических системах, в том числе аэрокосмического назначения, и в компьютерных технологиях. Известен способ создания высокочастотного микроконденсатора в виде двух планарных электродов с диэлектрическим слоем между ними, сформированного на подложке арсенида галлия 1. Данный способ заключается в высокочастотном напылении электродов,центрифугировании и термической обработке. На первом этапе на поверхность арсенида галлия осаждением из газовой фазы наносили пленку нитрида кремния (34) толщиной 150 нм, выполняющую функции барьерного слоя. После этого методом высокочастотного напыления формировали первый электрод из пленки платины толщиной 200 нм. Затем на металлический электрод посредством центрифугирования наносили соединение барийстронциевый титанат (0,70,3) толщиной 200 нм, являющееся диэлектриком. Повторно напыляли слой платины, что позволило сформировать второй электрод микроконденсатора. На последнем этапе полученная структура отжигалась в атмосфере кислорода при температуре 700 С в течение 60 мин. Созданный таким образом микроконденсатор обладает емкостью порядка 0,1 пФ в частотном диапазоне от 108 до 109 Гц. Недостаток указанного способа заключается в многостадийности изготовления с применением различных методик. При этом микроконденсатор, сформированный на подложке арсенида галлия, является жесткой системой, не обладающей гибкостью, что существенно ограничивает возможность его крепления на сложнопрофильных поверхностях. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ создания высокочастотного микроконденсатора, заключающийся в формировании его структуры на металлической подложке с полимерным покрытием 2. В качестве подложки использовалась пластина 45 - толщиной 0,5 мм, которая с помощью центрифугирования покрывалась слоем полимера (полиимид-изоиндроквиназолинового диона) толщиной 6 мкм. На первом этапе при термическом напылении через трафаретную маску на подложку наносили первый металлический электрод из платины толщиной 180 нм. Далее тем же методом формировали слой диэлектрика из соединения титаната стронция(3) толщиной 200 нм. После этого на поверхность диэлектрика через трафаретную маску термическим напылением наносили второй платиновый электрод толщиной 100 нм. Затем с помощью центрифугирования осаждали защитный диэлектрический слой полимера (полиимид-изоиндроквиназолинового диона) толщиной 4 мкм. Емкость изготовленного таким образом микроконденсатора составила величину порядка 0,25 пФ в частотном диапазоне от 107 до 109 Гц. Недостаток данного способа заключается в многостадийности технологии изготовления, связанной с применением нескольких физико-химических методик, а главное, с необходимостью использования жесткой металлической подложки на всех стадиях изготовления микроконденсатора. Задачей заявляемого решения является упрощение способа создания высокочастотного микроконденсатора и сокращение числа технологических операций. Поставленная задача решается за счет того, что согласно способу получения микроконденсатора на подложку наносят металлические электроды с помощью трафаретных масок. Новым, по мнению авторов, является то, что на обе стороны гибкой пленки полиимида со сквозными цилиндрическими порами методом термического напыления через трафаретные маски с заданным количеством и расположением отверстий осаждают медь, в результате чего формируют две группы не соединенных между собой трехмерных электродов, расположенных как на поверхности, так и в порах пленки полиимида затем на обе стороны пленки полиимида через трафаретную маску напыляют две плоские медные контактные площадки, формируя конденсаторную структуру в целом. 18356 1 2014.06.30 Сущность изобретения заключается в использовании в качестве диэлектрической основы пленки полиимида, содержащей сквозные поры. Толщина подложки составляет 25 мкм с порами диаметром 0,2 мкм плотностью 106/см 2. На обе ее стороны методом термического напыления при температуре 300 С через трафаретные маски наносились две группы не соединенных между собой трехмерных медных электродов толщиной 30 мкм. На фиг. 1 приведено схематическое изображение структуры микроконденсатора, где 1 - диэлектрическая подложка из гибкой пленки полиимида со сквозными порами 2 - металлические электроды из меди 3 - поры, заполненные металлом, выполняющие роль переходных контактов 4 - металлические контактные площадки. На фиг. 2 приведены схематические изображения масок, используемых для создания микроконденсатора (а) маска для формирования электродов (б) маска для формирования выводных контактов. На фиг. 3 приведена микрофотография микроконденсатора на гибкой основе пленки полиимида. На фиг. 4 приведена частотная зависимость емкости микроконденсатора. Способ создания высокочастотного микроконденсатора реализуется следующим образом. В качестве подложки для формирования микроконденсатора применена гибкая диэлектрическая пленка полиимида толщиной 25 мкм со сквозными цилиндрическими порами средним диаметром 0,2 мкм и плотностью 106 г/см 2. На ее основе методом термического напыления металла через трафаретные маски создавали структуру микроконденсатора (фиг. 1). На первом этапе с обеих сторон поверхности пленки полиимида через трафаретную маску с заданным количеством и расположением отверстий (фиг. 2 а) методом термического напыления формировали не соединенные между собой две группы трехмерных медных электродов, расположенных как на поверхности, так и в порах пленки полиимида (фиг. 1). Далее на обе стороны полиимидной пленки с помощью трафаретной маски (фиг. 2 б) напыляли две плоские медные контактные площадки размером 1,51 мм 2,что позволило сформировать конденсаторную структуру в целом, конструкция которой приведена на фиг. 1. На фиг. 3 представлена фотография микроконденсатора, созданного на гибкой основе пористой пленке полиимида. Сконструированный таким образом микроконденсатор имеет трехмерную конфигурацию и состоит из двух групп медных электродов по 9 с каждой стороны пленки полиимида. Ширина каждого из них составляет 50 мкм, толщина - 25 мкм. Общее количество электродов равняется 18, с зазором между ними 50 мкм. Данные измерений характеристик микроконденсатора свидетельствуют о том, что его емкость в интервале частот от 106 до 107 Гц составляет 0,2 пФ, а в интервале от 107 до 109 Гц - от 0,5 до 0,6 пФ (фиг. 4). Преимуществами заявляемого изобретения по сравнению с известным являются упрощение способа создания микроконденсатора и уменьшение числа технологических операций при его изготовлении. Источники информации 1. Патент 6,327,135 1, 2001. 2..,.. . . . - 1998 - . 72(2). - . 261-263. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5