【摘 要】
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随着5G、人工智能和集成电路等技术的高速发展,电子器件的发展逐渐向着着高集成度、小型化和多功能化方向发展,对电子器件的高频性能和稳定性提出了更高的要求。电容器作为电子电路中不可或缺的一种基本元器件,也面临着更高的性能挑战。其中,介电常数、等效串联电阻、高频响应、稳定性等方面的要求成为制约电容器在高频领域应用的瓶颈。本课题基于Ta/Ta2O5/Cu结构,在其中引入聚合物（poly（3,4-ethyl
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随着5G、人工智能和集成电路等技术的高速发展,电子器件的发展逐渐向着着高集成度、小型化和多功能化方向发展,对电子器件的高频性能和稳定性提出了更高的要求。电容器作为电子电路中不可或缺的一种基本元器件,也面临着更高的性能挑战。其中,介电常数、等效串联电阻、高频响应、稳定性等方面的要求成为制约电容器在高频领域应用的瓶颈。本课题基于Ta/Ta2O5/Cu结构,在其中引入聚合物（poly（3,4-ethylenedioxythiophene）polystyrene sulfonate,PEDOT:PSS）,制备具有良好自愈特性、低等效串联电阻（Equivalent Series Resistance,ESR）的高性能Ta/Ta2O5/Polymer/Cu结构的钽电容器,具体研究内容如下:（1）通过对比实验,对烧结碳阳极块内部微孔化学镀铜、以及将钽箔阳极氧化后分别使用化学镀铜、磁控溅射镀铜制备Ta/Ta2O5/Cu结构,并对该结构的电容特性以及I-V特性进行了测试表征。测试结果表明Ta/Ta2O5/Cu结构在不同电压方向上呈现不同的电阻值,且当施加电压过高时,使得金属铜被氧化而迁移到会导致Ta2O5中导致Ta/Ta2O5/Cu结构的永久性击穿,因此该结构仅能在低电压范围内作为电容器。（2）为拓展Ta/Ta2O5/Cu结构的电容性能,将导电聚合物PEDOT:PSS引入Ta/Ta2O5/Cu结构,使用不同的镀铜工艺以制备Ta/Ta2O5/Polymer/Cu结构。在对PEDOT钽芯表面化学镀铜实验前探究了导电聚合物PEDOT:PSS的耐酸碱性,结果表明PSS中的酸性磺酸基团在碱性的环境下被中和导致PEDOT、PSS结构的分离而吸水溶胀,而在酸性的环境中PEDOT:PSS表现出相对稳定的化学性质。（3）利用Ta/Ta2O5/电解质结构的整流特性使用电镀铜技术在PEDOT钽芯表面电镀铜,得到了ESR明显降低的Ta/Ta2O5/Polymer/Cu结构,针对电镀铜过程中导致的漏电流增加现象,利用聚合物钽电容的自愈特性以及电解电容制备过程中的老化工艺,修复在电镀过程受到损坏的Ta2O5介质层,使漏电流恢复到正常水平。
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