具有改进电极的电容器的制作方法

专利名称：具有改进电极的电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容器。更具体地说，本发明涉及具有一个或多个分离电极的电容器，所形成的电极使延伸到薄膜电介质的一个电容器导体表面积大大小于厚电介质区域的导体表面积。在这些结构中，电容量由较薄的电介质控制，产生改变类电的，铁电的和其他受电气影响的材料特性所需要的电压达到最小。本发明也包括几个形成在支撑衬底和体电介质上的电极的实施例。
背景技术：
平行板电容器的制造已有很多年。这些电容器的基本设计包括两个由电介质或绝缘薄膜材料分离的导电电极。虽然已经开发了这类电容器的很多变型，所有已知的设计都有下述缺点。缺点之一是电介质层中的小缺陷会使两个电极发生互相短路。这样的短路使整个电容器失效，导致生产率的损失。第二个缺点是不能得到单片的电容器材料(由外面的导电材料和里面的薄膜电介质材料的夹层形成)，以及将这样的材料切割成几个更小值的电容器并且将导体附着到这些小值电容器的导电部分上去。这个缺点的原因是在电介质中制造缺陷的切割，剪切或连接作用本身引起导电层的短路，导致高漏电和电势不足。本发明通过提供分离的电极相互作用位置克服了这些缺点，从而消除了缺陷点，也得到了形成特定电容量电容器的简单的方法。而且，因为减小了起作用的电极面积，就可以形成小容量的电容器，同时还有足够的表面积用于将电容器连接到其他电路。这些薄电介质，如果是铁电的，诸如钡锶钛酸酯(BST)能使电容量通过施加偏置电压而改变。电介质越薄，能影响相同电容量改变的偏置电压越低。这些可调整的电容器有广泛的应用范围，尤其在RF无线领域。
在使用铁电电介质的可调整电容器的领域中，一个特殊的问题是互调失真，该互调失真在RF频率的RF电场无意中偏置到该材料时发生。本发明通过提供几个电容器电极的实施例来处理这个问题，这些电极有高水平的调整能力，同时减小RF和偏置电极的相互作用。
发明概述本发明涉及几个电容器的实施例，每个电容器都包括暴露到一个或多个电介质层的一个或多个电极。一种形成该电容器的方法是首先在导电金属衬底(诸如镍)上淀积一个有相对高介电常数(k)的薄电介质材料(最好是BST)。然后在该电介质材料的顶部淀积一个有相对低介电常数(k)的绝缘材料层(诸如玻璃或环氧树脂)。然后该绝缘材料经选择性刻蚀从电极部位除去该材料。电极部位最好是圆的但也可以有其他形状。该部位的直径在约1-40微米的数量级，最好是4-15微米。一旦绝缘材料从该部位除去，就在绝缘材料上淀积一个金属(诸如铜)的顶层。该金属充满了该部位，从而将薄膜电介质夹在该部位(电极)和底导电材料之间而形成一个电容器。应该理解的是，电容器或绝缘材料也可以用其他方法形成，诸如丝网印制绝缘层而形成该部位。另外，电介质材料可以首先淀积在非导电衬底上，在顶层淀积以后该衬底可以被除去，然后导电材料可以淀积在电介质材料上。这种做法对通过应用初始的非导电外延衬底(诸如蓝宝石)形成外延电介质，然后在电介质形成以后用铜或其他非外延导体替代蓝宝石可以是很有用的。
或者，厚电介质可以被形成而作为导体，导体的螺线可以形成到厚电介质的表面上。形成这些螺线或“毫微结构”的方法可以在美国专利号6372364，题为“NANOSTRUCTURE COATINGS”，2002年4月16日授予Hunt等人的专利中找到，并通过引用结合在本文中。薄电介质可以跨越导电螺线端和厚电介质形成，或仅选择性地形成在导体上。然后在该表面上形成导体。其结果和具有由小得多(但非常靠近)的电极表面限定的电容量的产品相同。
另一个重要的因素是生成器件的刚强度。如果第一导体是金属或更具体地说是金属箔，薄电介质是陶瓷，这样陶瓷和金属之间的界面就是潜在的缺陷点，在本技术领域是众所周知的。通过在电介质上形成更厚和更刚强的附着材料，(如果独立于其他层次或元件形成甚至自我支撑)，其结果是更刚强的产品。特定面积的电容量是厚度和介电常数的函数。因此，和绝缘体相比电介质越薄，(＞3倍薄，＞10倍薄，最好＞20倍薄)，对于给定器件来自薄电介质的电容量就越高。而且，电介质应该有至少和绝缘体一样高的介电常数，最好高于2倍，5倍，最好是高于10倍以上，尤其是这些层次互相之间有相似的或接近的厚度时更是这样。
用导电材料充满该部位形成的分离的电极最好安排成一个阵列。通过形成电极阵列，就更容易沿和电极不相交的线分解，切片该材料和形成该材料上的图形。在该方式中，分解，形成图形或切片发生在包括该绝缘材料的相对厚的部分的点上，从而减少了两个导电层发生短路的机会。将材料限定成更小的片减小了材料板的面积从而减小了薄片的电容量。生成的电容器可以包括和单部位一样小的面积以形成小数值电容器，或者若干高电容量的部位，同时仍有较大的表面面积(导电的顶层和底层)用于附着到相关的电路上去。
在另一个实施例中设置了一个或多个附加的导电材料层。这些层次由有相对低电导率的第一导电材料形成，同时电极部位和连接电极部位的导电材料由有相对高电导率的第二导电材料形成。这在用于RF用途的可调电容器中尤其有用。低电导率材料对在顶和底导体之间施加的电场有较慢的响应。因此，DC(或低频AC)偏置电压通过可调电介质产生比施加的RF信号更强的电场。可以用更低的调整电压产生电介质材料中需要的变化，同时RF信号仍跨越一个大距离施加。据已知，当RF信号影响材料的介电常数时，可能发生互调失真(IMD)。和DC电场相比，通过减小施加的RF电场的强度，随着被减小RF电场的相互作用，就得到低的调整电压。材料的电导率取决于电荷载流子的数量以及电荷载流子的迁移率。通过用有低电荷载流子迁移率的材料形成附加层，该附加层就能被用作电极而在一个小距离上(大有效电场)施加DC偏置信号，同时抵抗施加的RF信号的电压(当电荷载流子不能对改变RF信号的速度作出反应时)。国际专利申请号PCT/US01/26491，作为WIPOPublication No.WO02/16973于2002年2月28日发表的题为“ELECTRONIC ANDOPTICAL DEVICES AND METHODS OF FORMING THESE DEVICES”一文更全面地叙述了这种“低损耗”电极的形成，并且通过全文引用结合在本文中。
应用到本发明的电容器电极的术语“低损耗”和更低的电导率在本文中定义为有低电荷载流子迁移率或减小数量的电荷载流子数量(电荷载流子密度)的材料。材料的电导率等于电子电荷乘以电荷载流子迁移率乘以电荷载流子密度(电子和空穴)。在本发明的电容器电极的一些实施例中，最好的是低电导率材料有低电荷载流子迁移率(小于10cm2/V.s，最好小于5cm2/V.s，更好的是小于0.10cm2/V.s)。在其他实施例中，最好的是电荷载流子迁移率相对高(最好大于30cm2/V.s，大于100cm2/V.s更好，最好要大于1000cm2/V.s)，同时“可获得的”电荷载流子密度被控制。术语“可获得的”指RF信号和电荷载流子相互作用的能力。本文中包括的一些实施例通过应用低频AC偏置的DC适当“锁定”这些电荷载流子而控制这些电荷载流子对RF信号的可获得性。最好在该方式中全部电荷载流子的30％，50％或更多受到控制，这样可获得的电荷载流子密度为全部电荷载流子密度的70％，50％或更少。在一些实施例中，特定的机构是不相关的，低电导率材料可以根据其电阻率定义。最好该电阻率为100欧姆/平方或更小。
该低损耗电极在应用体电介质材料的本发明的电容器的其他实施例中有进一步的功效。通过在体电介质的表面上形成低损耗的相互交叉电极，低损耗电极的优点就能应用到相对价廉的可以批量形式商业获得的电介质材料中。虽然DC偏置电场和RF电场通过电介质材料只可部分渗透，低损耗，可调整性和减小的IMD的优点仍是可能的。除了电介质材料的已减小的成本外，应用体电介质的另一个优点是如下文参考附图叙述的减少制造步骤。
附图简述

图1显示本发明的电容器材料的电极的剖面图。
图2显示图1的电容器材料的顶视图。
图3a-3h说明生产图1的电容器材料的一种方法。
图3i和3j显示图1的电容器材料的另外的实施例。
图4显示通过本发明的电容器材料的另一个实施例的剖面图。
图5显示电容器材料的另一个实施例的顶视图。
图6-11显示根据本发明的形成电子和光学器件的方法在衬底上形成电介质和电极结构的步骤。
图12显示图6-11的结构的另一个实施例。
图13-17显示本发明的电极的另外的实施例。
较佳实施例的详细描述通过参考下文对本发明的优选实施例的详尽叙述及附图，本发明将更易于理解。
图1是本发明的层叠电容器材料10的电极部位的剖面图。导电衬底12被涂覆一层最好具有相对高介电常数(k)的电介质材料14。在该电介质材料14的顶部是一层绝缘材料16或具有相对低介电常数(k)的材料。如上所述，在电极部位11，绝缘材料16或者是没有淀积上，或者是从该部位除去。然后导电材料18覆盖在绝缘材料16的顶部并且充满部位11位置上的空隙。或者，首先形成电极，然后再填进绝缘体。在这种方式中，分离的电容器形成在部位11位置处的电极层18和12之间。每个部位11有1-40微米数量级的直径D，最好为约4-15微米。在部位11位置，电极层12和18(包括部位11的材料)靠近在一起(为50-5000毫微米数量级，100-1000毫微米更好，150-500毫微米最好)，两者之间只有高k的材料层14。在所有其他位置，电极层12和18都由绝缘层16以及电介质层14分隔。电介质材料14和绝缘材料16的厚度比单独的电介质层14厚3倍(150nm-15000nm)，厚10倍(500nm-5000nm)，最好厚20倍(1000nm-100000nm)。这样，在部位11位置形成多个分离的电容器，层叠材料10的其他部分几乎不贡献或贡献可忽略的电容量(小于25％，小于5％，最好小于1％)。电介质材料14的全部表面积(基本和电极层18的表面积相等)最好大于两倍接触电介质材料14的全部电极部位11的表面积，大于5，10，20倍更好，大于50尤其好。
图2显示层叠材料10的顶部示意图，仅为了讨论的目的图示了部位11的位置(这些位置没有显示如透过导电层18那样陡峭的转变，却显示在导电层18中的凹陷)。每个部位11发挥一个分离的电容器的功能，和所有其他部位11并联形成一个电容器阵列，其电容量等于所有分离的电容器的电容量相加在一起。通过将材料切割成部分，(如虚线22所示)就形成了有特定电容量的电容器24。如图所示，切割线22形成在部位11之间，如上所述，这样能减少两个导电层12和18一起短路的机会。另外，如果一个特定的部位(例如显示为11’)损坏(短路)，该部位(或其他损坏的区域)就能被除去。除去的方法是切除或冲除如虚线26显示的区域。
图3a-3h显示了生产本发明的电容器材料的一个具体方法的步骤，应该理解的是还有很多其他方法同样也能实施本发明。图3a显示有相对高介电常数的电介质材料300(例如BST)淀积在由适当材料制成的衬底S上。衬底最好是良导体，诸如铜，金或铂。其他材料也可以使用(诸如蓝宝石，或者如果需要可用特殊结构的镍以有助于上层的外延生长)，也应该理解的是，在淀积其他层次以后衬底S可以除去，在其位置可以淀积导体。在电介质材料300的顶部为第一任选层302和第二种子层304。种子层304由导体材料(诸如Cu，Pt，Ag等)形成，而任选层302由有助于层次304和300附着，但不必是导体的材料(Cr，SiO2等)形成。在衬底S和电介质层300之间可以使用另一个任选层以有助于这些层次的附着。在图3b中，显示光刻胶层306淀积在304层的顶部，在电极部位将要形成的位置将该光刻胶除去。如图3c所示，用电镀的方法或其他适当的淀积技术将另外的导体材料308淀积在种子层304的暴露部分(304层为导体)。在另外的导体材料308淀积以后，光刻胶306可以被除去，如图3d所示。然后用齐平刻蚀除去302和304层中未被另外的导体材料308保护的部分(这些部分处在电极部位之间)。因为304层可以用和另外的导体材料308相同的材料形成，因此齐平刻蚀有可能除去一些该另外的材料308，虽然除去的量可以忽略，但在确定材料308淀积的厚度时可以考虑进去。或者，光刻胶306可以在种子层304之前涂覆，在后继工艺步骤中光刻胶306被除去时淀积在光刻胶306上的任何导体材料也都将被除去。还有，如果任选层302足够薄，它可以留在原地，就如光刻胶306一样，如果其能保持稳定并发挥隔离的作用。这样，不少工艺步骤就能被减去。
除去电极部位之间的部分302和304层后，最好是具有相对低介电常数的厚绝缘体312被淀积在电极部位之间的空间(注意，为清楚起见，图3f-3h中所有的导体材料都被标为310)。当阻挡材料312最初被淀积在电极部位之间时，其中一部分也可能在导体材料310的顶部形成一个薄层。图3g显示在顶部被修整以后(应用化学的和/或机械的抛光(CMP)从电极的顶部除去绝缘材料是可能的)的导电材料310和绝缘材料312。然后淀积最后一层导电材料316以电气连接所有的电极，如图3h所示。
图3i和3j说明了图3a-3h的电容器材料的另外的实施例。可以应用如上面步骤3a-3h所述的形成材料和电极310的相同的步骤以形成图3i和3j中的材料。但图3i和3j中的材料包括一个或多个淀积在电介质材料300中的导电层314(例如，通过交替淀积材料层314和材料层310)。314层最好用如上面在发明概述中所述的相对低RF相互作用的材料形成。和316层和电极310的材料相比，该低电导率材料314有相对低的电荷载流子迁移率。这样，DC(或低频AC)偏置信号被施加在316层和314层之间，或314层和S之间(对于如图3i所示的单层314)，或施加在314的层次之间(如图3j所示)。因此，DC电场跨距离dDC施加，而RF信号电场跨距离dRF施加。这导致较大的DC电场以调节电可调电介质材料300的介电常数，较弱的RF电场能避免在RF率下影响介电常数(这可能引起IMD)。低电导率材料314也有助于减小和RF信号的相互作用。
在图4和5中显示了图1和2的电容器材料的其他实施例。如上述实施例，材料40包括涂覆具有相对高介电常数(k)的电介质材料层44的导电衬底42。在电介质材料44的顶部为一层绝缘材料46或具有相对低介电常数(k)的材料。绝缘材料46或者是没有淀积上电极部位41，或者是从该部位除去，导电材料48被淀积在其上以分别形成电极部位41’，41”和41，每一个都有不同的直径D’，D”和D。还有，淀积部位之间的间隔也可以如S’和S”所示而变化。和图1和2的实施例的区别在于，电极部位41’，41”和41互相不电气连接。顶电极层形成图形以向每个部位提供其独特的顶部垫。通过变化电极部位的间隔和直径，就可以形成如图5所示的材料50。材料50具有多个电极部位51，51’，51”和51，每个都有不同的有效直径。每个电极部位的顶部都包括一个导电垫53，这里显示为方形，但圆形或其他形状也可工作。垫53显示为有相似的尺寸，但只要大到足以用跨接器(或简单的焊接)互相电气连接，这个尺寸是可以变化的。通过将材料50切割成不同的部分(例如如虚线52所示，形成若干可机械调整的电容器54)。然后每个电容器54可以通过将几个电极部位的垫附接在一起而进行调整。因为每个部位有不同的电容，它们可以被加在一起形成需要的总电容。
图6-11说明一种根据本发明的另一实施例形成电介质和电极结构的方法。首先，电介质材料层72(诸如BST)被淀积在衬底70(诸如蓝宝石)上。然后，光刻胶层80被淀积在需要保留的部分电介质层72的顶部。然后电介质材料的余下部分(未被光刻胶80覆盖的部分)用对所使用的具体电介质材料适合的刻蚀剂刻蚀掉。然后一层导电材料1000(诸如铜)淀积在该结构的顶部(图9)。应该注意，在淀积导电材料1000之前不必除去光刻胶80。然后导电材料的顶部经过刻蚀除去在光刻胶层80顶上的部分，从而形成如图10所示的独特的电极1000。图11中说明任选的除去光刻胶80的步骤。应该理解的是，光刻胶80可以不加触动地保留，因为其不会影响大多数器件的工作。实际上，光刻胶80还可以增加结构的强度。这种方法的主要优点是生产器件的步骤数量被减少了。只需要一个单独的光刻步骤，简单地将电极材料刻蚀到掩模(光刻胶80)的水平，不需要的导电材料被除去。
图12说明用在光学和RF用途中的电极和电介质结构的另一个实施例。在该器件中，如点1300所示，部分电介质材料72在电极1000的下面延伸。通过电极1000在电介质边缘的顶部的延伸，电极之间施加的更多的电场可以渗透电介质，因此对铁电/光电材料的介电常数/折射率产生更大的变化。图11和12的结构的超过先有技术器件的另一个优点包括电极对器件的附着。在先有技术器件中，通常是电介质层完全覆盖衬底，电极在电介质材料的顶部形成图形。一些导体(诸如铬，金和铜)在淀积到一定的电介质(诸如BST)上时会发生附着问题。通过形成电介质的图形，电极材料占优势地直接淀积在衬底上，这样在导电体和电介质层之间的附着问题就消除了。
图13中，显示了电容器130中本发明的经改进的电极的另一个实施例。通过在体电介质材料132的顶部淀积(或另外附着)RF电极136和偏置电极134而形成电容器130。体电介质材料可商业获得并可作为可调材料(诸如BST)或不可调材料。在平行板结构中，体电介质材料难以用来形成高电容量电容器，因为材料被增加的厚度(d)减小了电容器的总电容(电容量和A/d成比例，其中A是板面积，d是两板之间的距离)。在本电容器中应用了交叉指134结构，因此指之间的距离(d)可以做得相当小(小于10微米，小于5微米更好，最好小于1微米)。指的数量可以增加以增加指互相面对的面积。体材料132可以较厚(0.5mm，1mm甚至大于5mm)，不会影响电容器的性能。很明显，RF和偏置电场将只渗透到体材料132的顶部，但这适合于增加电容量和/或器件的可调节性。偏置电极134径直地并占优势地平行于RF电极136，因此在偏置电极134的区域偏置电场和RF电场起支配作用地平行。
偏置电极134最好由相对低电导率(低电荷载流子迁移率和/或电荷载流子数)材料形成。最好该低电导率材料具有大于100欧姆/平方的电阻。RF电极136由相对高电导率材料形成。因为偏置电极134的更靠近的间隔，来自DC(或低频AC)偏置信号的电场比由RF信号诱导的电场强。如果低电导率材料的电阻率占优势地由诱导的电荷载流子迁移率引起，RF信号就过快地改变以移动指134中的低迁移率电荷载流子。这样，就能达到可调整的能力，不会引起不希望的IMD。
图14中显示一个应用相对更低电导率材料144的电容器140的另一个实施例。电介质材料142和低电导率材料144的交替层通过交替位置(如图所示水平地)或其他已知的方法形成。然后如图所示在顶部淀积RF电极146。如前述实施例中一样，RF电极跨越更大的距离施加RF电场，而DC电场只跨越较小的距离(144层次之间)。144层可以用其他更好的导体形成，因为低电导率材料将减少RF相互作用，但高损耗可以和低电荷载流子迁移率材料的厚层次有关。
在图15-17中显示了体电介质154上的RF电极152的顶视图，共有附加电极或电介质增强材料的三个不同的实施例。在这些实施例中，偏置电极的低电导率材料有高迁移率，但有受控的电荷载流子数。偏置电极不仅有助于施加调整电压，而且在RF电极之间提供能增加有效介电常数的偶极子。DC偏置不仅调整了电介质材料(如果是可调的)，而且适当锁定了有限的电荷载流子(偶极子)，导致更低的“人造电介质效应”。这导致提供甚至更大程度的调整。
图15中，附加电极156处于交叉指的形式。电极156用具有有限数量的电荷载流子的高电荷载流子迁移率材料形成。高电荷载流子迁移率材料增强了电介质154的介电常数。但因为经减少的电荷载流子数，当DC电场施加在电极156之间时，该效应被减小。RF电极152之间的距离比DC电极156之间的距离大得多，提供了如上所述的对于其他实施例的优点。
在图16中，电极160也用具有有限数量的电荷载流子的高电荷载流子迁移率材料形成。应用选择性淀积或刻蚀，在电极160上形成窗口162以进一步限制电荷载流子数。当DC偏置被施加在RF电极152之一(图中显示右边)和电极160之间时，DC电场再次跨越比RF电极之间的距离短得多的距离(dDC)施加。DC电场也有助于适当锁定一些电荷载流子以减少通常由高电荷载流子迁移率材料提供的电介质增强。
图17中显示图16的更简单得多的实施例。除了电极170有更有限的电荷载流子数，因此不需要图16的窗口162以外，图16的叙述和图17的叙述完全一样。或者，中心部分或部分电极片170被刻蚀或用比其靠近RF电极的边缘更少的材料淀积。这样就有和形成窗口162一样的更多的效果。
权利要求
1.一种形成至少一个电容器的多层材料，所述材料包括一个导电材料的第一连续层；一个具有相对高介电常数的材料的第二连续层；一个具有导电区域和绝缘区域的第三层，所述导电区域由导电材料形成以形成电极部位，所述绝缘区域形成在相邻的电极部位周围和之间；和一个电气连接到电极部位中的所述导电材料的导电材料的第四层；其中所述淀积部位有一个第一区域，所述第四层有一个第二区域，所述第二区域至少两倍于所述第一区域。
2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中所述第二层在厚度上处于100nm和1微米之间。
3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中所述第二层在厚度上处于150nm和500nm之间。
4.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中所述第三层比所述第二层厚至少10倍。
5.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中每个电极部位具有4到15微米之间的直径。
6.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中该材料有一个总电容，由所述电极部位提供的电容量至少为该材料的总电容的75％。
7.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中该材料有一个总电容，由所述电极部位提供的电容量至少为该材料的总电容的99％。
8.如权利要求1所述的材料，其特征在于，其中所述第二层由电压可调电介质材料制成。
9.如权利要求1所述的材料，在所述第二层中进一步包括至少一层低电导率材料。
10.如权利要求9所述的材料，其特征在于，其中所述低电导率材料具有小于10cm2/V.s的电荷载流子迁移率。
11.一种带有至少一个电极的电容器，所述电极具有一个带有相邻于一个薄电介质的第一部分和一个暴露于一个厚绝缘体的第二部分的表面，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的95％。
12.如权利要求11所述的电容器，其特征在于，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的99％。
13.如权利要求11所述的电容器，其特征在于，其中第二部分在面积上比所述第一部分大至少20倍。
14.一种印制的包括一个带有至少一个电极的电容器的接线板，所述电极具有一个带有相邻于一个薄电介质的第一部分和一个暴露于一个厚绝缘体的第二部分的表面，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的75％。
15.如权利要求14所述的印制接线板，其特征在于，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的95％。
16.如权利要求14所述的印制接线板，其特征在于，其中薄电介质在厚度上处于100nm和1微米之间。
17.一种包含一个带有至少一个电极的电容器的电气器件或元件，所述电极具有一个带有相邻于一个薄电介质的第一部分和一个暴露于一个厚绝缘体的第二部分的表面，所述电容器连接到或包含在所述电气器件或元件中，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的75％。
18.如权利要求17所述的电气器件或元件，其特征在于，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的95％。
19.如权利要求17所述的电气器件或元件，其特征在于，其中该电容器有一个总电容，由所述第一部分提供的电容量至少为该电容器总电容的99％。
20.一种形成至少一个电容器的层叠材料，所述材料包括一个导电材料的第一连续层；一个具有相对高介电常数的材料的第二连续层；一个具有导电区域和绝缘区域的第三层，所述导电区域由导电材料形成以形成电极部位，所述绝缘区域形成在相邻的电极部位周围和之间；和一个有导电区域和绝缘区域的第四层，所述第四层的所述导电区域的每一个都电气连接到所述电极部位的一个，其中所述在所述第四层中的导电区域可以选择性地互相连接，从而形成带有需要电容量的电容器。
21.如权利要求20所述的材料，其特征在于，其中所述第二层的厚度在100nm和1微米之间。
22.如权利要求20所述的材料，其特征在于，其中每个电极部位具有1到40微米之间的直径。
23.如权利要求20所述的材料，其特征在于，其中每个电极部位具有4到15微米之间的直径。
24.如权利要求20所述的材料，其特征在于，其中该材料有一个总电容，由所述电极部位提供的电容量至少为该电容器总电容的99％。
25.一种电容器包括一个有一个表面的电介质材料；一个形成在所述表面上的第一RF电极；一个形成在所述表面上的第一偏置电极；一个形成在所述表面上的第二偏置电极；和一个形成在所述表面上的第二RF电极；其中所述第一RF电极和所述第二RF电极相隔一个第一距离；所述第一偏置电极和所述第二偏置电极相隔一个第二距离；所述第一距离大于所述第二距离；和所述RF电极互相形成交叉指，所述偏置电极互相形成交叉指。
26.如权利要求25所述的电容器，其特征在于，其中所述电介质材料有一个1mm或更大的厚度。
27.如权利要求25所述的电容器，其特征在于，其中所述偏置电极由具有100欧姆/平方或更大的电阻的导电材料形成。
28.如权利要求25所述的电容器，其特征在于，其中所述第二距离小于5微米。
29.如权利要求25所述的电容器，其特征在于，其中所述偏置电极是直的。
30.如权利要求25所述的电容器，其特征在于，其中所述偏置电极占优势地平行于所述RF电极，因此所施加的偏置电场和所施加的RF电场在偏置电极的区域占优势地互相平行。
31.一种电容器包括一个电介质材料部分；一个在所述电介质部分上的第一RF电极；一个在所述电介质部分上的第二RF电极；和至少一个在所述电介质材料部分中和所述RF电极之间的低电导率材料层。
32.如权利要求31所述的电容器，其特征在于，其中所述电介质材料是可调整的，偏置电压施加在所述至少一个低电导率层和至少一个所述RF电极之间。
33.如权利要求31所述的电容器，其特征在于，其中所述至少一个低电导率材料层包括至少两个低电导率材料层；所述电介质材料是可调整的并且偏置电压施加在所述至少两个低电导率材料层之间。
34.一种电容器包括一个具有一个表面的体电介质材料；一个形成在所述表面上的第一RF电极；至少一个形成在所述表面上的偏置电极；和一个形成在所述表面上的第二RF电极；其中所述第一RF电极和所述第二RF电极相隔一个第一距离；所述至少一个偏置电极和所述RF电极的一个相隔一个第二距离；所述第一距离大于所述第二距离；和所述至少一个偏置电极由一种具有大于30cm2/V.s的电荷载流子迁移率和受控电荷载流子密度的低电导率材料形成。
35.如权利要求34所述的电容器，其特征在于，其中所述至少一个偏置电极包括两个偏置电极。
36.如权利要求34所述的电容器，其特征在于，其中所述至少一个偏置电极具有至少一个靠近所述RF电极的边缘，所述边缘包括比所述至少一个偏置电极的剩余部分更多的低电导率材料。
37.如权利要求34所述的电容器，其特征在于，其中所述片包括几个不包含所述低电导率材料的孔或窗口。
38.如权利要求34所述的电容器，其特征在于，其中当偏置电压施加到所述至少一个偏置电极时，所述受控电荷载流子密度为所有可得到的电荷载流子的70％。
全文摘要
本发明公开一种用于形成电容器的电容器材料。更具体地说，本发明涉及用该材料形成的电容器，该电容器具有一个或多个分离的电极(314)，每个电极(314)暴露于至少两个厚度的电介质材料(300)。这些电极(314)由较宽的绝缘材料(312)包围，因此该材料能被切割或按图形做成有特定值的电容器。一个单个的电极可以形成一个小值电容器，同时仍提供一个较大的导电区域用于将该电容器附接到相关的电路中去。薄电介质(310)可以是一种可调整的材料，因此电容量可以随电压变化。通过添加和直流相互作用的薄电极该可调整能力能够增加。
文档编号H01G4/255GK1507639SQ02809653
公开日2004年6月23日 申请日期2002年5月9日 优先权日2001年5月10日
发明者A·T·亨特, M·G·艾伦, D·奇士林, A T 亨特, 艾伦, 苛 申请人:微涂技术股份有限公司