[发明专利]一种基于MEMS技术的3D体硅微型电容器、其制作及应用

摘要

本发明公开了一种3D体硅微型电容器的制作方法，包括3D体硅衬底结构的制作、适用于该3D结构活性材料的引入和电容器的三种封装与集成。首先，深硅刻蚀得到镂空的3D硅基梳齿衬底，再对梳齿的上下表面和侧壁包覆碳基导电层和活性材料，最后在表面涂敷胶状电解质，并进行封装与集成，得到所述3D体硅微型电容器。相对于传统的梳齿型平面结构，本发明提供的微型电容器电极的纵向高度得到延伸，可利用的电极表面积从二维平面扩展至三维的表面与纵向侧壁，3D电极能负载更多的活性材料，从而使比电容和比能量密度提升；且3D梳齿结构的活性材料引入方法对3D电容器的研究有重要意义，提出的封装和集成方法保证了电容器的稳定和寿命。

主权项

1.一种3D体硅微型电容器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在硅基衬底表面通过光刻工艺制作阵列图形，根据该阵列图形进行刻蚀，刻蚀穿透衬底，得到镂空的3D体硅电极；(2)对步骤(1)获得的3D体硅电极进行亲水处理，使得所述电极表面具有亲水性，得到具有亲水性的3D体硅电极；(3)对步骤(2)得到的3D体硅电极中用于电气连接的框架部分进行掩膜，对非掩膜部分的电极表面进行碳基导电层的包覆，得到包覆有碳基导电层的3D碳硅复合电极；(4)在步骤(3)获得的包覆有碳基导电层的3D碳硅复合电极的电极表面包覆活性材料，得到包覆有活性材料的3D碳硅复合电极；(5)去除所述用于电气连接的框架部分的掩膜，将该3D碳硅复合电极进行封装与集成，得到所述3D体硅微型电容器；其中所述电极表面既包括该电极结构的水平表面，也包括通过刻蚀得到的垂直表面。