CN114068186A - 电气部件及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电气部件和一种形成此类部件的方法的各种实施例。所述电气部件包含衬底，所述衬底具有第一主表面、第二主表面、设置在衬底的所述第一主表面上的合金层和设置在所述合金层上的钽材料，使得所述合金层处于所述钽材料与所述衬底的所述第一主表面之间。所述钽材料包含粘合的钽颗粒。所述电气部件还可以包含设置在所述钽颗粒上的介电层、设置在所述钽材料上的阴极电极以及设置在所述衬底的所述第二主表面上的阳极电极。

Description

电气部件及其形成方法
相关专利申请
本申请要求2020年7月30日提交的美国临时专利申请序列号63/058,901的权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开大体上涉及电气部件。具体地说，本公开涉及适用于植入式装置中的电气部件。
背景技术
例如用于植入式医疗装置(IMD)的电子组件的各种各样的电子组件采用电子电路系统，例如，用于对身体组织提供电刺激和/或监测生理状况。此类IMD可以冲击能量和刺激脉冲的形式将电治疗能量递送到选定的身体组织，且通常包含用于在规定条件下提供电能的输出电路系统，以及带有用于将电能递送到选定的组织的刺激电极的至少一个引线。例如，已经开发了心脏起搏器和植入式心脏复律除颤器(ICD)，以用于在心动过缓发作期间维持期望的心率，或者在检测到严重心律失常时对心脏进行心脏复律或除颤治疗。还已知其它刺激神经、大脑、肌肉和器官组织的医疗装置可用于治疗各种病况。
当前可用的IMD(包含ICD和植入式脉冲发生器(IPG))通常形成为具有：金属壳体，其被气密密封且因此不会渗透体液；以及插头或连接器组件，其安装在所述壳体上以用于与一根或多根引线进行电气和机械连接。此类装置还具有与外部装置进行通信的遥测能力。过去20年，IMD已经从相对庞大的装置发展为功能日益增强的复杂的小型化装置。例如，对心脏复律/除颤引线和电极进行了许多改进，所述心脏复律/除颤引线和电极使心脏复律/除颤的能量能够精确地递送到上下心腔的选定的一个或多个部分。高压输出电路系统也在许多方面得到了改进，以提供有效的单相、双相或多相心脏复律/除颤冲击或脉冲波形，有时使用心脏复律/除颤电极的特定组合。
IMD的小型化使得包含电子电路系统部件在内的所有IMD部件的大小减小且成本降低，其中期望增加密度并减小此类部件的大小，使得整个电路系统可以更加紧凑。随着IMD的尺寸减小，IMD的电子电路形成为集成电路以适配在最小空间内。此外，随着部件的尺寸也正在减小，期望改进IMD封装内可用空间的使用。
用于IMD和其它电子装置的电子电路系统可以包含一个或多个电容器。此类电容器是在电场中存储势能的无源部件，且被设计成为电路增加电容。可以使用各种类型的电容器，包含陶瓷和电解电容器。钽电容器是电解电容器类型，与其它电容器，例如陶瓷电容器相比，其具有相对高的电容密度。
发明内容
本公开的技术大体上涉及电气部件和用于形成此类电气部件的方法。在一个或多个实施例中，电气部件可以包含设置在衬底的第一主表面上的合金层。钽材料可以设置在合金层上，其中钽材料可以包含钽颗粒。电气部件可以包含设置在钽颗粒上的电介质。电气部件可以包含设置在钽材料上方的阴极电极和设置在衬底的第二主表面上的阳极电极。在一个或多个实施例中，电气部件可以形成电容器，所述电容器可以用于任何合适的电子电路或装置中。
在一个实例中，本公开的各方面涉及一种电气部件，所述电气部件包含衬底，所述衬底具有第一主表面和第二主表面。电气部件还包含设置在衬底的第一主表面上的合金层，以及设置在合金层上的钽材料，使得合金层位于钽材料与衬底的第一主表面之间。所述钽材料包含粘合的钽颗粒。电气部件还包含设置在粘合的钽颗粒上的介电层、设置在钽材料上方的阴极电极以及设置在衬底的第二主表面上的阳极电极。
在另一个实例中，本公开的各方面涉及一种方法，所述方法包含在衬底的第一主表面上设置粘附层、在粘附层上设置包含钽颗粒的钽材料、粘合钽颗粒以及形成合金层。所述方法还包含设置穿过粘合的钽颗粒和合金层并进入衬底的沟槽以在衬底内形成凹陷表面，以及在衬底的第二主表面上设置阳极电极。
除非另有说明，否则本文提供的所有标题都是为了方便读者，并且不应用于限制标题后面的任何文本的含义。
术语“包括”及其变型在说明书和权利要求书中出现这些术语时不具有限制性含义。此类术语应被理解为暗示包括陈述的步骤或元件或者步骤或元件的组，但不排除任何其它步骤或元件或者步骤或元件的组。
在本申请中，例如“一(a/an)”和“所述”之类的术语并非旨在仅指单数实体，而是包含具体实例可用于说明的通用类别。术语“一(a/an)”和“所述”与术语“至少一个”可互换使用。列表后面的短语“至少一个”和“包括……中的至少一个”是指列表中项目的任何一个以及列表中两个或更多个项目的任何组合。
列表后面的短语“至少一个”和“包括……中的至少一个”是指列表中项目的任何一个以及列表中两个或更多个项目的任何组合。
如本文中所使用的，除非内容另有明确指示，否则术语“或”通常以包含“和/或”的含义使用。
术语“和/或”是指所列要素中的一个或全部，或所列要素中的任何两个或更多个的组合。
如本文结合测量的量所使用的，术语“约”是指如进行测量并行使与测量目的和所使用的测量器件的精度相称的仔细水平的本领域技术人员所期望的测量的量的变化。在本文中，“最多”的数字(例如，最多50)包含所述数量(例如，50)。
同样在本文中，端点对数值范围的引用包含所述范围内所包含的所有数字以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
在下文的附图和描述中阐述本公开的一个或多个方面的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开中所描述的技术的其它特征、目的和优点将显而易见。
附图说明
图1是电气部件的一个实施例的示意性横截面视图。
图2是用于形成图1的电气部件的工艺的示意性流程图。
图3是包含图1的电气部件的植入式医疗装置的示意图。
具体实施方式
本公开的技术大体上涉及电气部件和用于形成此类电气部件的方法。在一个或多个实施例中，电气部件可以包含设置在衬底上的合金层、设置在合金层上的包含钽颗粒的钽材料、设置在钽颗粒上的介电层、设置在介电层上的电解质阴极层，以及设置在电解质阴极层上的阴极电极。阳极电极可以设置在衬底的第二主表面上。在一个或多个实施例中，电气部件可以形成电容器，所述电容器可以用于任何合适的电子电路或装置中。
一般来说，本公开提供了与电气部件有关的设备、系统和相关联技术的各种实施例。此类电气部件可以包含任何合适的部件或电路系统，例如电容器、钽电容器等。钽电容器在其可靠性和电容密度方面可为期望的。由于其尺寸，钽电容器通常设置在集成电路板的表面上。厚度大于1mm时，典型的钽电容器会显著增加这些集成电路板的大小和厚度。
本文描述的电气部件的一个或多个实施例可以具有例如不大于600微米的厚度。由于此减小的厚度，本文所描述的一个或多个电气部件可以嵌入集成电路板内或集成到衬底中，由此能够实现较小的电子封装和组件。
图1是电气部件100的一个实施例的示意性横截面视图。电气部件100包含具有第一主表面116和第二主表面118的衬底104。电气部件100还包含设置在衬底104的第一主表面116上的合金层130。电气部件100还包含设置在合金层130上的钽材料114，其中钽材料包含钽颗粒120。另外，电气部件100包含设置在衬底104的第二主表面118上的阳极电极102以及设置在钽材料120上方的阴极电极106。
电气部件100可用于任何合适的装置或电路系统中，例如印刷电路板、集成电路封装、衬底、玻璃衬底、陶瓷衬底、蓝宝石衬底、硅衬底等。另外，电气部件100可展现出任何合适的特征。例如，电气部件100可以包含按电气部件的体积计为任何合适量的钽。另外，电气部件100可具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施例中，电气部件100可具有在与衬底104的第一主表面116和第二主表面118正交的方向上测量的不大于500微米的高度或厚度。
衬底104可以包含任何合适的一种或多种材料。在一个或多个实施例中，衬底104包含任何合适的导电材料，例如钽箔、N型硅等。在一个或多个实例中，衬底104是N型硅。如本文所用，N型硅是指已与另一元素或材料(例如磷)化学结合(例如，掺杂)以使硅导电(例如，电阻率为200欧姆/厘米或更小)的硅。衬底104可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的形状。在一个或多个实施例中，衬底104可以具有在第一主表面116与第二主表面118之间延伸的至少50微米且不大于300微米的高度或厚度。在一个或多个实施例中，衬底104在第一主表面116与第二主表面118之间延伸的厚度可能不大于500微米。例如，衬底104的厚度可以等于或小于500微米、等于或小于450微米、等于或小于400微米、等于或小于450微米、等于或小于400微米、等于或小于350微米、等于或小于300微米、等于或小于250微米、等于或小于200微米、等于或小于150微米、或等于或小于100微米。
衬底104可以呈任何合适的形状。在一个或多个实施例中，衬底104包含凹陷表面119。凹陷表面119可以设置在第一主表面116与第二主表面118之间。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如锯切、切割、激光加工等，将凹陷表面119设置在衬底104中。
合金层130设置在衬底104的第一主表面116上。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、电镀、印刷、分配、烧结等来设置合金层130。在一个或多个实施例中，合金层130具有至少为1微米且不大于2微米的厚度。合金层130可以包含任何合适的一种或多种材料，例如钽、硅化钽、钨、硅化钨、铌、硅化铌等。在一个或多个实施例中，合金层130包括硅化钽。合金层130的材料可以包含在合金层130与衬底104之间的界面处的衬底104的材料的浓度梯度。合金层130可以包含金属硅化物，例如硅化钽、硅化钨、硅化铌等。合金层130中的衬底104的材料量可以随着与衬底的距离增加而减少，使得在合金层与钽材料114之间的界面处，合金层不包含任何衬底材料。换句话说，在合金层130与钽材料114之间的界面处，合金层包含例如钽、钨、铌等，但不包含例如硅。
设置在合金层130上的是钽材料114。在一个或多个实施例中，钽材料114设置在合金层130上，使得合金层位于钽材料与衬底104之间。钽材料114包含钽颗粒120。钽颗粒120可以是粘合的钽颗粒。可在钽材料114中使用任何合适的钽颗粒120。另外，钽颗粒120可具有任何合适的尺寸。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如加热、激光、微波、火花等离子体、烧结等，将钽颗粒120电耦合且机械耦合在一起或粘合在一起。另外，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、印刷、模板印刷、分配、喷射等来设置钽材料114。在一个或多个实施例中，钽材料114可以包含钽糊。此类钽糊可以包含粘合剂，以便在粘合之前将钽颗粒120保持在一起。钽糊可以包含任何合适的粘合剂，例如有机粘合剂、溶剂等。
钽材料114可以进一步包含设置在一个或多个钽颗粒120的表面上的介电层122。在一个或多个实施例中，介电层122可以设置在基本上所有钽颗粒120的表面上。介电层122可以包含任何合适的一种或多种介电材料，例如五氧化二钽(Ta2O5)。另外，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如阳极化、湿法成型、原子层沉积、退火等来形成介电层122。
另外，钽材料114还可以包含设置在介电层122上的电解质阴极层124。电解质阴极层124可以包含任何合适的一种或多种材料，例如二氧化锰、导电聚合物等。另外，电解质阴极层124可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如，热解、浸渍、印刷、浸涂、旋涂等来设置电解质阴极124层。除了设置在介电层122上并填充钽材料114内的空间之外，电解质阴极层124可以在钽材料上方延伸。换句话说，电解质阴极层124可以设置在钽材料114与阴极电极106之间。
电气部件100还可以包含阳极电极102，所述阳极电极设置在衬底104的第二主表面118上。阳极电极102可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如铜、金、银、钽、石墨、铝、铬、碳等。阳极电极102还可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。此外，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、电镀、印刷、分配等来形成阳极电极102。
阳极电极102可以包含一个或多个层。在一个或多个实施例中，阴极电极102可以包含阴极连接层126，所述阴极连接层设置在衬底104的第二主表面118上。阴极连接层126可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溅射、电镀、箔层压等来设置阳极连接层126。阳极连接层126可以包含一种或多种材料，例如铜、金、银、铝、碳或其它导电材料。
在一个或多个实施例中，阳极电极102还可以包含设置在阳极连接层126上的阳极导体层128。阳极导体层128还可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压等来形成阳极导体层128。阳极导体层128可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如铜、金、银、铝或其它导电材料。
设置在电解质阴极层124上的是阴极电极106。阴极电极106可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。阴极电极106可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如，本文中关于阳极电极102所描述的相同的导电材料。阴极电极106可以包含一个或多个层。此外，可以使用任何合适的技术，例如本文中关于阳极电极102所描述的相同的一种或多种技术来形成阴极电极106。
在一个或多个实施例中，阴极电极106可以包含阴极连接层112，所述阴极连接层设置在电解质阴极层124上和钽材料114上方。阴极连接层112可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如，本文中关于阳极电极102所描述的相同的导电材料。另外，阴极连接层112可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如本文中关于阳极电极102所描述的相同的一种或多种技术来形成阴极连接层112。
在一个或多个实施例中，阴极电极106还可以包含设置在阴极连接层112上的阴极导体层110。阴极导体层110可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如，本文中关于阳极电极102所描述的相同的导电材料。另外，阴极导体层110可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如本文中关于阳极电极102所描述的相同的一种或多种技术来形成阴极导体层110。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的一种或多种技术来图案化阴极导体层110，以提供经图案化的导电层。
在一个或多个实施例中，阴极电极106还可以包含设置在阴极导体层110上的阴极垫108。另外，阴极垫108可以包含任何合适的一种或多种导电材料，例如，本文中关于阳极电极102所描述的相同的导电材料。另外，阴极垫108可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如本文中关于阳极电极102所描述的相同的一种或多种技术来形成阴极垫108。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的一种或多种技术来图案化阴极垫108，以提供经图案化的导电层。
电气部件100还可以包含设置在电气部件的至少一侧上的电介质132。电气部件100的至少一侧可以与衬底104的第一主表面116基本正交。电介质132可以被设置成使得电解质阴极层124被设置在电介质132与合金层130之间。电介质132可以设置在衬底104、电解质阴极层124和阴极电极106的侧面上。电介质132也可以设置在阳极电极102上。电介质132可以包含任何合适的尺寸并且呈任何合适的一种或多种形状。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如旋涂、丝网印刷、分配等来设置电介质132。电介质132可以包含一种或多种材料，例如聚酰亚胺、陶瓷、云母、石墨或其它电介质材料。
可以利用任何合适的一种或多种技术来制造电气部件100。例如，图2是形成多个电气部件100的方法200的一个实施例的示意性流程图。尽管参考图1的电气部件100进行了描述，但是方法200可用于形成任何合适的电气部件。
在202处，提供衬底104。衬底104包含第一主表面116和与第一主表面相对的第二主表面118。
在204处，粘附层129可以设置在衬底104的第一主表面116上。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压等来设置粘附层129。粘附层129可以包含任何合适的一种或多种材料，例如钨、钛、铌等。
在206处，可以使用任何合适的一种或多种技术，将包含钽颗粒120的钽材料114设置在粘附层129上。钽材料114可以包含例如钽粉、钽块、钽糊等。在钽材料114包含钽粉的实施例中，可使用压制工具来分配钽粉并施加力以致密粉末并将其粘合到粘附层129上。在钽材料114包含钽糊的实施例中，可以在206处使用任何合适的一种或多种技术，例如加热钽糊，对钽糊进行干燥和脱粘合剂。
在一个或多个实施例中，在206处，可以粘合钽材料114，并且可以使用任何合适的一种或多种技术形成合金层130。在一个或多个实施例中，粘合钽材料114可以包含烧结钽材料。粘合钽材料114可以使钽颗粒120至少部分地熔合在一起，以在钽颗粒之间形成一个或多个机械连接和电连接。另外，粘合可使得一个或多个钽颗粒114熔合到钽层130上，从而在钽材料与合金层之间形成至少一个机械连接和电连接。在一个或多个实施例中，形成合金层130包含烧结粘附层129。烧结粘附层129可以使粘附层形成合金层130。在形成合金层130的过程中，可以在合金层130中形成衬底104的材料的浓度梯度。可以形成浓度梯度，使得合金层130与衬底104之间的界面包含化学计量的金属硅化物(例如，硅化钽、硅化铌、硅化钛等)，以及合金层与钽材料114之间的界面包含金属(例如，钽、铌、钛等)。合金层130可以与衬底104形成至少一种机械连接和电连接。在一个或多个实施例中，钽材料114和粘附层129可以通过将材料加热到至少1200℃且不高于3000℃的温度来进行烧结。
在208处，一或多个沟槽140可以设置成穿过粘合的钽颗粒120和合金层130并进入衬底104，以在衬底中形成一或多个凹陷表面119。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如锯切、切割、激光加工等来设置一个或多个沟槽140。
在208处，可以使用任何合适的一种或多种技术，将介电层122设置在钽颗粒120上。在一个或多个实施例中，可以使用例如阳极氧化、湿法成型、原子层沉积、退火等来设置介电层122。介电层122可以包含任何合适的一种或多种介电材料，例如五氧化二钽。
在208处，可以使用任何合适的一种或多种技术，将电解质阴极层124设置在介电层122上。在一个或多个实施例中，可以使用例如热解、浸渍、印刷、分配、浸涂等来设置电解质阴极层124。电解质阴极层124可以包含任何合适的一种或多种材料，例如二氧化锰、导电聚合物等。在一个或多个实施例中，电解质阴极层124设置在合金层130的至少一部分之上方，所述合金层设置在第一主表面116上。换句话说，电解质阴极层124除了设置在电解质阴极层124上并填充钽材料内的空间之外，还可以设置为使得电解质阴极层在钽材料114上方延伸，延伸到沟槽140中，并且在合金层130的一侧或多侧上方。
在210处，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压等，将阴极电极106设置在电解质阴极层124上。在一个或多个实施例中，设置阴极电极106包含设置阴极连接层112、阴极导体层110和阴极垫108。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压等，将阴极连接层112设置在电解质阴极层124上。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压、阴影掩模等，将阴极导体层110设置在阴极连接层112上。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、PVD、CVD、溅射、电镀、箔层压、阴影掩模等，将阴极垫108设置在阴极导体层110上。
在212处，一个或多个沟槽142可以设置为穿过阴极电极106、电解质阴极层124和衬底104，以形成一个或多个凹陷表面149和多个阴极电极106。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如锯切、切割、激光加工等来设置一个或多个沟槽142。
在214处，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如旋涂、丝网印刷、分配、沉积、溅射、浸涂等，将电介质132设置在沟槽142中。可以将电介质132设置在凹陷表面149上并且在阴极电极106上方。在216处，可以去除电介质132的一部分。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如等离子蚀刻、湿式蚀刻、干式蚀刻、激光加工等，去除电介质132的一部分。在一个或多个实施例中，电介质132的一部分的去除暴露了多个阴极电极垫108。此外，在216处，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如研磨、切割、激光加工、锯切等，去除衬底104的一部分。在一个或多个实施例中，去除衬底104的一部分可以暴露电介质132。电介质132的这种暴露表面可以与衬底104的第二主表面118共面。
在218处，可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、电镀、印刷、分配等，将阳极电极102设置在衬底104的第二主表面118上和电介质132的暴露表面上方。在一个或多个实施例中，设置阳极电极102包含设置阳极连接层126和阳极导体层128。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、电镀、印刷、分配等，将阳极连接层126设置在衬底104的第二主表面118上和电介质132的暴露表面上方。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、电镀、印刷、分配等，将阳极导体层128设置在阳极连接层126上。
在220处，电子装置100可以被分割。可以使用任何合适的一种或多种技术，例如切割、划片、锯切、激光切割等来分割电子装置100。在一个或多个实施例中，分割电子装置100可以包含去除一部分的电介质132和阳极电极102。
如本文所述的电气部件100可以包含在任何合适的植入式医疗装置中。例如，图3是植入式医疗装置300的示意图。植入式医疗装置300包含壳体302和壳体内的电路电子组件304。电子组件304可以包含电气部件306。电气部件306可以包含任何合适的电气部件，例如图1的电气部件100。
植入式医疗装置300可以包含任何合适的医疗装置。在一个或多个实施例中，植入式医疗装置300可以包含植入式除颤器、起搏器、神经刺激器等。
应理解，本文所公开的各个方面可以不同的组合而非说明书和附图中具体呈现的组合进行组合。还应理解，取决于实例，本文所描述的过程或方法中的任一个的某些动作或事件可以不同顺序执行，可被添加、合并或完全省略(例如，所有描述的动作或事件对于执行技术来说可不为必需的)。另外，为清楚起见，虽然本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元来执行，但是应理解，本公开的技术可以由与例如医疗装置相关联的单元或模块的组合来执行。
在一个或多个实例中，可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施所描述的技术。如果以软件实施，那么功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包含计算机可读存储介质，其对应于有形介质，例如数据存储介质(例如，RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或可以用于存储呈指令或数据结构形式的期望程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质)。
指令可以由一个或多个处理器执行，所述一个或多个处理器例如是一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效的集成或离散逻辑电路系统。因此，如本文所使用的术语“处理器”可以指代任何前述结构或者适合于实施所描述技术的任何其它物理结构。而且，所述技术可完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
本文中引用的所有参考文献和出版物皆明确地以全文引用的方式并入本公开中，除非它们可能直接与本公开相矛盾。论述了本公开的示例性实施例，并且已经参考了在本公开的范围内的可能的变型。在不脱离本公开的范围的情况下，本公开中的这些和其它变型和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且应当理解，本公开不限于本文阐述的示例性实施例。因此，本公开仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种电气部件，其包括：
衬底，其包括第一主表面和第二主表面；
合金层，其设置在所述衬底的所述第一主表面上；
钽材料，其设置在所述合金层上，使得所述合金层位于所述钽材料与所述衬底的所述第一主表面之间，所述钽材料包括粘合的钽颗粒；
介电层，其设置在所述粘合的钽颗粒上；
阴极电极，其设置在所述钽材料上方；和
阳极电极，其设置在所述衬底的所述第二主表面上。
2.根据权利要求1所述的电气部件，还包括设置在所述钽材料与所述阴极电极之间的电解质阴极层。
3.根据权利要求2所述的电气部件，其中所述阳极电极包括：
设置在所述电解质阴极层上的阴极连接层；以及
位于所述阴极连接层上的阴极导体层。
4.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述介电层包括五氧化二钽(Ta2O5)。
5.根据权利要求1所述的电气部件，还包括设置在所述电气部件的至少一侧上的电介质，其中所述电气部件的所述至少一侧与所述衬底的所述第一主表面基本正交。
6.根据权利要求5所述的电气部件，其中所述电解质阴极层还设置在所述合金层的所述至少一侧与所述电介质之间。
7.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述粘合的钽颗粒被烧结在一起。
8.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述合金层包括衬底材料的浓度梯度。
9.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述阳极电极包括：
设置在所述衬底的所述第二主表面上的阳极连接层；以及
位于所述阳极连接层上的阳极导体层。
10.根据权利要求1所述的电气部件，其中所述衬底包括掺杂的N型硅。
11.根据权利要求2所述的电气部件，其中所述电解质阴极层包括导电聚合物。
12.一种方法，其包括：
在衬底的第一主表面上设置粘附层；
将包括钽颗粒的钽材料设置在所述粘附层上；
粘合所述钽颗粒；
形成合金层；
设置穿过所述粘合的钽颗粒和所述合金层并进入所述衬底的沟槽以在所述衬底内形成凹陷表面；以及
在所述衬底的第二主表面上设置阳极电极。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述粘合的钽颗粒上设置介电层。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将电解质阴极层设置在所述介电层上、在所述钽材料上方并进入所述沟槽中。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述电解质阴极层上设置阴极电极。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括设置穿过所述阴极电极、所述电解质阴极层和所述沟槽并进入所述衬底的第二沟槽以在所述衬底内形成第二凹陷表面。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第二沟槽中设置电介质。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在设置所述阳极电极之前去除所述衬底的所述第二主表面的一部分以暴露所述电介质。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括切穿所述电介质和所述阳极电极。
20.根据权利要求12所述的方法，其中形成所述合金层包括烧结所述衬底和所述粘附层。
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