微电容器的研究进展：从制备工艺到发展趋势

熊藜; 胡晋; 杨曌; 张冠华

doi:10.37188/OPE.20212912.2818

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微电容器的研究进展：从制备工艺到发展趋势

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2022-01-07

- 微电容器的研究进展：从制备工艺到发展趋势
- Research progress of microcapacitors： from preparation technology to development trend
- 光学精密工程 2021年29卷第12期页码：2818-2831
- 作者机构：
  
  1.湖南大学机械与运载工程学院国家高效磨削工程技术研究中心，湖南长沙410082
  2.广东风华高新科技股份有限公司，广东肇庆526060
  3.新型电子元器件关键材料与工艺国家重点实验室，广东肇庆 526060
- 作者简介：
  
  [ "熊　藜（1998-），男，重庆万州人，硕士研究生，2020年于重庆交通大学获得学士学位，主要从事微能源（电容器、电池）、电致变色器件等方面的研究。E-mail：lixiong@hnu.edu.cn" ]
  [ "张冠华（1987-），女，河南平顶山人，博士，副教授，岳麓学者，2016年于湖南大学获得博士学位，主要研究方向包括3D打印、激光微纳制造、电化学复合加工等先进微纳加工制造技术在新型高效动力电池、芯片储能及柔性透明智能电子器件等方面的应用。 E-mail：guanhuazhang@hnu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51702095);湖南省自然科学基金资助项目(2018JJ3041);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(531118010016)
- DOI：10.37188/OPE.20212912.2818
  中图分类号： TM21
- 收稿日期：2021-01-05，
  
  修回日期：2021-03-30，
  
  纸质出版日期：2021-12-15
- 稿件说明：
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熊藜,胡晋,杨曌等.微电容器的研究进展：从制备工艺到发展趋势[J].光学精密工程,2021,29(12):2818-2831.

XIONG Li,HU Jin,YANG Zhao,et al.Research progress of microcapacitors： from preparation technology to development trend[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(12):2818-2831.
熊藜,胡晋,杨曌等.微电容器的研究进展：从制备工艺到发展趋势[J].光学精密工程,2021,29(12):2818-2831. DOI： 10.37188/OPE.20212912.2818.

XIONG Li,HU Jin,YANG Zhao,et al.Research progress of microcapacitors： from preparation technology to development trend[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(12):2818-2831. DOI： 10.37188/OPE.20212912.2818.

摘要

随着微电子器件高度集成化、微型化、便携化和多功能一体化的快速发展，高性能新型微电容器的需求越来越大。将电容器划分为传统电容器与新型微电容器，介绍了传统电容器中铝电解电容器、钽电解电容器、有机薄膜电容器以及陶瓷电容器的结构特点及其生产应用中的性能，着重对用于储能方面的固态微型电容器（金属-绝缘体-金属，金属-绝缘体-半导体）和微型超级电容器的结构特点、技术工艺、主要性能指标及其与片上可集成系统的工艺兼容性进行了综述。此外，阐述了片上3D硅基电容器结构的关键制造工艺、主要研究方向（电极表面积、绝缘材料和电极材料）和相关研究进展。最后，对新型微电容器的发展前景做出了展望。

Abstract

The evolution of integrable， compact， portable， and multifunctional microelectronic devices has encouraged researchers to develop high-performance microcapacitors. In this study， capacitors were divided into conventional capacitors and microcapacitors， and the structural characteristics of conventional aluminum electrolytic capacitors， tantalum electrolytic capacitors， organic thin film capacitors， and ceramic capacitors were discussed. Additionally， the advantages and disadvantages associated with their production and applications were discussed considering their structural characteristics， technical process， and main performance indicators. Furthermore， the on-chip integrated system process compatibility of solid-state microcapacitors （metal-insulator-metal and metal-insulator-semiconductor） and microsupercapacitors for energy storage was investigated. The main manufacturing process， three research directions （electrode surface areas， insulating materials， electrode materials）， and related research progress of on-chip 3D silicon-based capacitor structure were reported. Finally， the development trend of microcapacitors was predicted.

关键词

Keywords

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