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一种集成电容器及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 18:46:07


一种集成电容器及其制备方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造领域,涉及一种集成电容器及其制备方法。

背景技术

随着集成电路制造技术的发展,集成电路的集成度越来越高,集成电路中电子元件的尺寸也越来越小,对集成电路中各电子器件的要求越来越高,集成电容器作为集成电路中常用的一种元器件,其尺寸对其击穿电压的影响明显。

用于集成电路的集成电容器通常是由下极板层、SiN

因此,急需寻找一种高温形成电容介质层的同时避免炉管污染及下极板层融化的集成电容器的制备方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种集成电容器及其制备方法,用于解决现有技术中高温工艺形成电容介质层的同时,造成炉管污染及下极板层的有效极板面积变化的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供了一种集成电容器的制备方法,包括以下步骤:

提供一衬底,于所述衬底的上表面形成介电层;

于所述介电层的上表面形成预设厚度的下极板层,所述下极板层在X方向的长度小于所述介电层在X方向上的长度;

形成覆盖所述下极板层显露表面及所述介电层显露的上表面的第一介质层,于所述第一介质层的上表面形成第二介质层,所述第一介质层通过不高于350℃的低温工艺形成,所述第二介质层通过不低于650℃的高温工艺形成;

于所述下极板层上方的所述第二介质层中形成接触孔,所述接触孔贯穿所述第二介质层及所述第一介质层以显露出所述下极板层的上表面;

形成覆盖所述接触孔内壁及底面并与所述下极板层电连接的焊垫,形成位于所述下极板层上方的所述第二介质层上表面的上极板层,所述上极板层与所述焊垫之间间隔预设距离。

可选地,形成所述第一介质层的方法包括等离子增强化学气相沉积;形成所述第二介质层的方法包括低压力化学气相沉积。

可选地,形成所述第一介质层之后,形成所述第二介质层之前,还包括对所述第一介质层上表面进行平坦化的步骤。

可选地,所述第一介质层的材质包括SiN

可选地,形成所述第二介质层的温度范围为700℃~900℃。

可选地,形成所述焊垫及所述上极板层之前还包括形成隔离介质层的步骤。

可选地,所述隔离介质层的材质包括聚酰亚胺、二氧化硅中的一种。

可选地,所述隔离介质层覆盖所述第二介质层的上表面,所述隔离介质层中设有间隔设置的第一开口与第二开口,所述第一开口位于所述接触孔上方的所述隔离介质层中,所述第一开口与所述接触孔连通,所述第二开口位于所述下极板层上方的所述隔离介质层中,所述第二开口的底面显露出所述下极板层上方的所述第二介质层的上表面。

可选地,采用空气桥工艺形成所述上极板层。

本发明还提供了一种集成电容器,包括:

衬底;

介电层,覆盖所述衬底的上表面;

下极板层,位于所述介电层的上表面,所述下极板层在X方向的长度小于所述介电层在X方向上的长度;

第一介质层,覆盖所述下极板层的显露表面及所述介电层的上表面,所述第一介质层是采用不高于350℃的低温工艺形成;

第二介质层,覆盖所述第一介质层的上表面,所述第二介质层是采用不低于650℃的高温工艺形成;

接触孔,位于所述下极板层上方的所述第二介质层中,所述接触孔贯穿所述第二介质层及所述第一介质层以显露出所述下极板层的上表面;

焊垫及上极板层,所述焊垫覆盖所述接触孔内壁及底面并与所述下极板层电连接,所述上极板层位于所述下极板层上方的所述第二介质层的上表面,所述上极板层与所述焊垫之间间隔预设距离。

如上所述,本发明技术方案的集成电容器及其制备方法通过于形成高温的所述第二介质层之前,形成覆盖所述下极板层显露表面的所述第一介质层,且采用低温工艺形成所述第一介质层,以防止形成所述第一介质层的过程中,所述下极板层汽化造成炉管污染,同时避免所述下极板层融化,影响所述下极板层的导电性;所述第一介质层的材质与所述第二介质层的材质相同,所述第一介质层覆盖所述下极板层,以避免采用高温工艺形成所述第二介质层的过程造成炉管污染及所述下极板层的有效极板面积变化,保证了器件的击穿电压,降低了维护形成所述第二介质层的炉管频率,从而降低了维护成本。此外,于所述第二介质层的上表面形成包括所述第一开口及所述第二开口的所述隔离介质层,并于所述第二开口的底面形成所述上极板层,或采用空气桥工艺形成所述上极板层,防止集成电容器的极板边缘发生边缘提前击穿,保证了集成电容器的耐压值,具有高度产业利用价值。

附图说明

图1显示为集成电容器的剖面结构示意图。

图2显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的工艺流程图。

图3显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成介电层后的剖面结构示意图。

图4显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成下极板层后的剖面结构示意图。

图5显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第一介质层后的剖面结构示意图。

图6显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第二介质层后的剖面结构示意图。

图7显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成接触孔后的剖面结构示意图。

图8显示为本发明实施例一和实施例二的集成电容器的制备方法的形成第一开口及第二开口后的剖面结构示意图。

图9显示为本发明实施例一的集成电容器的制备方法的于第二开口的底面形成上极板层后的剖面结构示意图。

图10显示为本发明实施例二的集成电容器的制备方法的形成底层导电层后的剖面结构示意图。

图11显示为本发明实施例二的集成电容器的制备方法的形成导电支柱后的剖面结构示意图。

图12显示为本发明实施例二的集成电容器的制备方法的形成顶层导电层后的剖面结构示意图。

图13显示为本发明实施例二的集成电容器的制备方法的去除第一遮蔽层及第二遮蔽层后的剖面结构示意图。

附图标号说明

01 衬底

02 介电层

03 下极板层

04 电容介质层

05 焊垫

06 上极板层

1 衬底

2 介电层

3 下极板层

4 第一介质层

5 第二介质层

51 接触孔

6 焊垫

7 上极板层

71 底层导电层

72 导电支柱

73 顶层导电层

74 第一遮蔽层

741 第三开口

75 第二遮蔽层

751 第四开口

8 隔离介质层

81 第一开口

82 第二开口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2至图13。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种集成电容器的制备方法,如图2-9所示,为所述集成电容器的制备方法的工艺流程图,包括以下步骤:

S1:提供一衬底1,于所述衬底1的上表面形成介电层2;

具体的,如图3所示,为形成所述介电层2后的剖面结构示意图,所述介电层2的材质包括氮化硅、氧化硅或者其他适合的介电材料。本实施例中,采用SiN

具体的,所述衬底1用于提供形成集成电容器的工艺平台,所述衬底1的材质包括硅、硅锗、锗、碳化硅或者其他适合的材料。

具体的,形成所述介电层2的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

S2:于所述介电层2的上表面形成预设厚度的下极板层3,所述下极板层3在X方向的长度小于所述介电层2在X方向上的长度;

具体的,如图4所示,为形成所述下极板层3后的剖面结构示意图,所述下极板层3材质包括钛、氮化钛、银、金、铜、铝、钨及重掺多晶硅中的一种,也可以是其他适合的导电材料。本实施例中,采用钛薄膜层作为所述下极板层3,由于钛的熔点较高(约1668℃),避免了形成所述第一介质层4的过程中产生炉管污染。

具体的,形成所述下极板层3的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法、蒸镀、电镀、化学镀或者其他适合的方法。

S3:形成覆盖所述下极板层3显露表面及所述介电层2显露的上表面的第一介质层4,于所述第一介质层4的上表面形成第二介质层5,所述第一介质层4通过不高于350℃的低温工艺形成,所述第二介质层5通过不低于650℃的高温工艺形成;

作为示例,如图5所示,为形成所述第一介质层4后的剖面结构示意图,形成所述第一介质层4的方法包括等离子增强化学气相沉积或者其他适合的低温沉积工艺。本实施例中,采用低温沉积工艺中等离子增强化学气相沉积的方法形成所述第一介质层4。

具体的,采用不高于350℃的低温沉积工艺形成所述第一介质层4,以防止形成所述第一介质层4的过程中,所述下极板层3的材质在较高的温度下发生部分汽化,污染炉管。

具体的,所述第一介质层4的材质包括SiN

作为示例,形成所述第一介质层4之后,形成所述第二介质层5之前,还包括对所述第一介质层4上表面进行平坦化的步骤。

具体的,对所述第一介质层4的上表面进行平坦化,以降低所述第一介质层4表面的缺陷,使所述第一介质层4的表面平整,便于后续形成所述第二介质层5。

具体的,对所述第一介质层4的上表面进行平坦化的方法包括化学机械研磨(CMP)或者其他适合的平坦化方法。

作为示例,如图6所示,为形成所述第二介质层5后的剖面结构示意图,形成所述第二介质层5的方法包括低压化学气相沉积或者其他适合的方法。本实施例中,采用高温沉积工艺中的低压化学气相沉积形成所述第二介质层5。

作为示例,形成所述第二介质层5的温度范围为700℃~900℃。本实施例中,在800℃的高温环境下形成所述第二介质层5。

具体的,在高温环境下采用低压化学气相沉积形成的所述第二介质层5的介电性能更好。

作为示例,所述第二介质层5的材质包括SiN

具体的,利用高温环境下低压化学气相沉积形成的所述第二介质层5作为集成电容器的电容介质层,可以使集成电容器的击穿场强达到15MV/cm,便于制作高耐压的集成电容器。

具体的,由于所述第一介质层4覆盖所述下极板层3的显露表面,利用所述第一介质层4及所述介电层2共同包裹所述下极板层3,防止高温环境下,形成所述第二介质层5的过程中,所述下极板层3受温度影响融化变形,导致所述下极板3的有效面积变化,影响器件的性能,同时防止所述下极板层3发生部分汽化,导致形成所述第二介质层5的炉管被污染,降低了形成所述第二介质层5的炉管的维护频率,节省了维护成本,避免了由于工艺炉管的污染,影响后续批量化沉积所述第二介质层5的质量的问题,保证了形成的所述第二介质层5的质量。

S4:于所述下极板层3上方的所述第二介质层5中形成接触孔51,所述接触孔51贯穿所述第二介质层5及所述第一介质层4以显露出所述下极板层3的上表面;

具体的,如图7所示,为形成所述接触孔51后的剖面结构示意图,形成所述接触孔51的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的刻蚀方法。本实施例中,为了得到更好的孔型,采用等离子体刻蚀(干法刻蚀的一种)的方法形成所述接触孔51。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述接触孔51的开口尺寸可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

S5:形成覆盖所述接触孔51内壁及底面并与所述下极板层3电连接的焊垫6,形成位于所述下极板层3上方的所述第二介质层5上表面的上极板层7,所述上极板层7与所述焊垫6之间间隔预设距离。

作为优先方案,形成所述焊垫6及所述上极板层7之前还包括形成隔离介质层8的步骤。

具体的,如图8所示,为形成所述第一开口81及所述第二开口82后的剖面结构示意图,所述隔离介质层8覆盖所述第二介质层5的上表面,所述隔离介质层8中设有间隔设置的第一开口81与第二开口82,所述第一开口81位于所述接触孔51上方的所述隔离介质层8中,所述第一开口81与所述接触孔51连通,所述第二开口82位于所述下极板层3上方的所述隔离介质层8中,所述第二开口82的底面显露出所述下极板层3上方的所述第二介质层5的上表面。

具体的,形成所述隔离介质层8的方法包括旋涂、物理气相沉积、化学气相沉积或者其他适合的方法。

作为示例,所述隔离介质层8的材质包括聚酰亚胺(Polyimide,也称PI)、二氧化硅中的一种,也可以是其他适合的介电材料。本实施例中,采用旋涂的方法形成PI层,并将PI层作为所述隔离介质层8。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述隔离介质层8的厚度可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,形成所述第一开口81的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法;形成所述第二开口82的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的,如图9所示,为形成所述焊垫6及所述上极板层7后的剖面结构示意图,所述焊垫6覆盖所述接触孔51内壁及底面、第一开口81侧壁并与所述下极板层3电连接,所述上极板层7位于所述下极板层3上方的所述第二介质层5上表面(即第二开孔82的底面)。

具体的,形成所述焊垫6的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法、蒸镀、电镀、化学镀或者其他适合的方法。本实施例中,采用蒸镀的方法形成所述焊垫6。

具体的,所述焊垫6的材质包括钛、氮化钛、银、金、铜、铝、钨及重掺多晶硅中的一种,也可以是其他适合的导电材料。

具体的,所述焊垫6还覆盖所述接触孔51外围的所述第二介质层5的上表面。

具体的,在保证器件耐压值的情况下,所述焊垫6沿X方向的边缘自所述接触孔51的开口边缘朝向负X方向及X方向延伸的距离可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,形成所述上极板层7的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法、蒸镀、电镀、化学镀或者其他适合的方法。本实施例中,采用蒸镀的方法同步形成所述上极板层7与所述焊垫6。

具体的,所述上极板层7覆盖所述第二开口82的底面,以与所述下极板层3及所述下极板层3上方的所述第一介质层4和所述第二介质层5组成电容器。

具体的,所述上极板层7远离所述焊垫6的一侧沿X方向延伸,且所述上极板层7覆盖所述第二开口82远离所述焊垫6的内壁及所述第二开口82外围的所述第二介质层5的上表面,在保证器件性能的情况下,所述上极板层7远离所述焊垫6的一侧沿X方向延伸的距离可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,所述焊垫6与所述上极板层7作为所述集成电容器两电极,分别与外电路电连接。

具体的,采用所述隔离介质层8作为隔离层,并于所述隔离介质层中的所述第二开口中形成所述上极板层7,以该隔离工艺形成所述集成电容器的电极,避免了所述集成电容器的边缘发生提前击穿,保证了电容器的耐压值。

本实施例的集成电容器的制备方法通过于形成所述下极板层3之后,采用低温工艺形成较低介电常数的所述第一介质层4,以避免形成所述第一介质层4的过程中,所述下极板层3受较高的温度影响产生部分汽化,导致形成所述第一介质层4的工艺炉管污染,同时避免所述下极板层3受温度影响融化变形,导致所述下极板3的有效面积变化;于形成覆盖所述下极板层3的显露表面的所述第一介质层4之后,采用高温工艺形成高介电常数的所述第二介质层5,采用高温形成的第二介质层可以提高器件的击穿电压场强,由于所述第一介质层4的保护,避免了所述下极板层3受高温变形及汽化,避免了形成所述第二介质层3的工艺炉管的污染,同时保证了所述下极板层3的有效极板面积不变,提升了所述集成电容器的耐压值,工艺简单,降低了维护炉管的频率,降低了维护成本。同时所述上极板层7采用隔离工艺避免了所述集成电容器的边缘发生提前击穿,保证了电容器的耐压值。

实施例二

本实施例提供一种集成电容器的制备方法,如图2-8、10-13所示,为所述集成电容器的制备方法的工艺流程图,包括以下步骤:

S1:提供一衬底1,于所述衬底1的上表面形成介电层2;

具体的,如图3所示,为形成所述介电层2后的剖面结构示意图,所述介电层2的材质包括氮化硅、氧化硅或者其他适合的介电材料。本实施例中,采用SiN

具体的,所述衬底1用于提供形成集成电容器的工艺平台,所述衬底1的材质包括硅、硅锗、锗、碳化硅或者其他适合的材料。

具体的,形成所述介电层2的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

S2:于所述介电层2的上表面形成预设厚度的下极板层3,所述下极板层3在X方向的长度小于所述介电层2在X方向上的长度;

具体的,如图4所示,为形成所述下极板层3后的剖面结构示意图,所述下极板层3材质包括钛、氮化钛、银、金、铜、铝、钨及重掺多晶硅中的一种,也可以是其他适合的导电材料。本实施例中,采用钛薄膜层作为所述下极板层3,由于钛的熔点较高(约1668℃),避免了形成所述第一介质层4的过程中产生炉管污染。

具体的,形成所述下极板层3的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法、蒸镀、电镀、化学镀或者其他适合的方法。

S3:形成覆盖所述下极板层3显露表面及所述介电层2显露的上表面的第一介质层4,于所述第一介质层4的上表面形成第二介质层5,所述第一介质层4通过不高于350℃的低温工艺形成,所述第二介质层5通过不低于650℃的高温工艺形成;

作为示例,如图5所示,为形成所述第一介质层4后的剖面结构示意图,形成所述第一介质层4的方法包括等离子增强化学气相沉积或者其他适合的低温沉积工艺。本实施例中,采用低温沉积工艺中等离子增强化学气相沉积的方法形成所述第一介质层4。

具体的,采用不高于350℃的低温沉积工艺形成所述第一介质层4,以防止形成所述第一介质层4的过程中,所述下极板层3的材质在较高的温度下发生部分汽化,污染炉管。

具体的,所述第一介质层4的材质包括SiN

作为示例,形成所述第一介质层4之后,形成所述第二介质层5之前,还包括对所述第一介质层4上表面进行平坦化的步骤。

具体的,对所述第一介质层4的上表面进行平坦化,以降低所述第一介质层4表面的缺陷,使所述第一介质层4的表面平整,便于后续形成所述第二介质层5。

具体的,对所述第一介质层4的上表面进行平坦化的方法包括化学机械研磨(CMP)或者其他适合的平坦化方法。

作为示例,如图6所示,为形成所述第二介质层5后的剖面结构示意图,形成所述第二介质层5的方法包括低压化学气相沉积或者其他适合的方法。本实施例中,采用高温沉积工艺中的低压化学气相沉积形成所述第二介质层5。

作为示例,形成所述第二介质层5的温度范围为700℃~900℃。本实施例中,在800℃的高温环境下形成所述第二介质层5。

具体的,在高温环境下采用低压化学气相沉积形成的所述第二介质层5的介电性能更好。

作为示例,所述第二介质层5的材质包括SiN

具体的,利用高温环境下低压化学气相沉积形成的所述第二介质层5作为集成电容器的电容介质层,可以使集成电容器的击穿场强达到15MV/cm,便于制作高耐压的集成电容器。

具体的,由于所述第一介质层4覆盖所述下极板层3的显露表面,利用所述第一介质层4及所述介电层2共同包裹所述下极板层3,防止高温环境下,形成所述第二介质层5的过程中,所述下极板层3受温度影响融化变形,导致所述下极板3的有效面积变化,影响器件的性能,同时防止所述下极板层3发生部分汽化,导致形成所述第二介质层5的炉管被污染,降低了形成所述第二介质层5的炉管的维护频率,节省了维护成本,避免了由于工艺炉管的污染,影响后续批量化沉积所述第二介质层5的质量的问题,保证了形成的所述第二介质层5的质量。

S4:于所述下极板层3上方的所述第二介质层5中形成接触孔51,所述接触孔51贯穿所述第二介质层5及所述第一介质层4以显露出所述下极板层3的上表面;

具体的,如图7所示,为形成所述接触孔51后的剖面结构示意图,形成所述接触孔51的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的刻蚀方法。本实施例中,为了得到更好的孔型,采用等离子体刻蚀(干法刻蚀的一种)的方法形成所述接触孔51。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述接触孔51的开口尺寸可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

S5:形成覆盖所述接触孔51内壁及底面并与所述下极板层3电连接的焊垫6,形成位于所述下极板层3上方的所述第二介质层5上表面的上极板层7,所述上极板层7与所述焊垫6之间间隔预设距离。

作为示例,采用空气桥工艺形成所述上极板层7,以防止所述集成电容器的极板边缘发生提前击穿。

具体的,采用空气桥工艺形成的所述上极板层7包括多个底层导电层71、多个导电支柱72及顶层导电层73,所述底层导电层71位于所述第二介质层5的上表面,且至少一个所述底层导电层71位于所述下极板层3的上方,一个所述导电支柱72的底端与一个所述底层导电层71的上表面接触,所述导电支柱72的顶端均与所述顶层导电层73电连接。

具体的,如图10、图11、图12及图13所示,分别为形成所述底层导电层71后的剖面结构示意图、形成所述导电支柱72后的剖面结构示意图及形成所述顶层导电层73后的剖面结构示意图,采用空气工艺形成所述上极板层7包括以下步骤:于所述第二介质层5的上表面形成图案化的第一遮蔽层74,以得到多个显露出所述第二介质层5的上表面的第三开口741;于所述第三开口741中形成填充所述第三开口741的底层导电层71;形成覆盖所述第一遮蔽层74及所述底层导电层71上表面的第二遮蔽层75,并图案化所述第二遮蔽层75以得到底面显露出所述底层导电层71上表面的第四开口751,形成填充所述第四开口751的导电支柱72;于所述第二遮蔽层75的上表面形成顶层导电层73,所述顶层导电层73的底面与所述导电支柱72的顶端接触。本实施例中,采用蒸镀的方法依次形成所述底层导电层71、所述导电支柱72及所述顶层导电层73。

具体的,所述第一遮蔽层74的材质包括光刻胶或者其他适合的遮蔽材料;所述第二遮蔽层75的材质包括光刻胶或者其他适合的遮蔽材料。

具体的,形成所述底层导电层71的同时可以形成所述焊垫6,以简化工艺步骤,降低制作成本。

具体的,如图13所示,为去除所述第一遮蔽层74及所述第二遮蔽层75后的剖面结构示意图,采用空气桥工艺形成所述上极板层7后,还包括去除所述第一遮蔽层74及所述第二遮蔽层75的步骤,以释放出截面呈桥状的所述上极板层7。

具体的,由于在所述第二介质层5的上表面形成包括所述第一开口81及所述第二开口82的所述隔离介质层8,并采用空气桥工艺形成与所述焊垫6间隔预设距离的所述上极板层7,避免了所述集成电容器的边缘发生提前击穿,保证了电容器的耐压值。

本实施例的集成电容器的制备方法通过于形成所述下极板层3之后,采用低温工艺形成较低介电常数的所述第一介质层4,以避免形成所述第一介质层4的过程中,所述下极板层3受较高的温度影响产生部分汽化,导致形成所述第一介质层4的工艺炉管污染,同时避免所述下极板层3受温度影响融化变形,导致所述下极板3的有效面积变化;于形成覆盖所述下极板层3的显露表面的所述第一介质层4之后,采用高温工艺形成高介电常数的所述第二介质层5,采用高温形成的第二介质层可以提高器件的击穿电压场强,由于所述第一介质层4的保护,避免了所述下极板层3受高温变形及汽化,避免了形成所述第二介质层3的工艺炉管的污染,同时保证了所述下极板层3的有效极板面积不变,提升了所述集成电容器的耐压值,工艺简单,降低了维护炉管的频率,降低了维护成本。同时上极板层7采用空气桥工艺避免了所述集成电容器的边缘发生提前击穿,保证了电容器的耐压值。

实施例三

本实施例提供一种集成电容器,如图9及图13所示,分别为基于实施例一和实施例二形成的一种所述集成电容器及另一种所述集成电容器,包括衬底1、介电层2、下极板层3、第一介质层4、第二介质层5、接触孔51、焊垫6及上极板层7,其中,所述介电层2覆盖所述衬底1的上表面;所述下极板层3位于所述介电层2的上表面,所述下极板层3在X方向的长度小于所述介电层2在X方向上的长度;所述第一介质层4覆盖所述下极板层3的显露表面及所述介电层2的上表面,所述第一介质层4是低介电材料采用不高于350℃的低温工艺形成;所述第二介质层5覆盖所述第一介质层4的上表面,所述第二介质层5是采用不低于650℃的高温工艺形成;所述接触孔51位于所述下极板层3上方的所述第二介质层5中,所述接触孔51贯穿所述第二介质层5及所述第一介质层4以显露出所述下极板层3的上表面;所述焊垫6覆盖所述接触孔5内壁及底面并与所述下极板层3电连接,所述上极板层7位于所述下极板层3上方的所述第二介质层5的上表面,所述上极板层7与所述焊垫6之间间隔预设距离。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述衬底1的厚度可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述介电层2的厚度可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述下极板层3的尺寸及厚度可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述第一介质层4的厚度可以根据实际情况进行设置,这里不再限制。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述第二介质层5的厚度可以根据实际情况进行选择,这里不再限制。

具体的,所述焊垫6沿X方向的边缘延伸至所述第二介质层5的上方并覆盖所述第二介质层5的上表面。

具体的,所述第二介质层5的上表面还设有隔离介质层8,所述隔离介质层8中设有第一开口81及第二开口82,所述第一开口81与所述接触孔51连通,所述第二开口位于所述下极板层3的上方,所述第二开口82的底面显露出所述第二介质层5的上表面。

具体的,所述上极板层7的远离所述焊垫7的一侧延伸至所述第二开口82外围的所述隔离介质层8的上方,并覆盖所述隔离介质层8的上表面。

具体的,在保证器件耐压性能的情况下,所述上极板层7与所述焊垫6之间的间距可以根据实际情况进行设置,这里不再限制;所述上极板层7远离所述焊垫6的一侧沿X方向延伸的距离可以根据实际情况进行设置,这里不再限制。

具体的,为了防止所述集成电容器的极板边缘发生边缘击穿,保证电容器的耐压值,采用空气桥工艺形成所述上极板层7。

具体的,采用空气桥工艺形成的所述上极板层7包括多个底层导电层71、多个导电支柱72及顶层导电层73,所述底层导电层71位于所述第二介质层5的上表面,且至少一个所述底层导电层71位于所述下极板层3的上方,与所述下极板层3及位于所述下极板层上方的所述第一介质层4和所述第二介质层5组成所述集成电容器,一个所述导电支柱72的底端与一个所述底层导电层71的上表面接触,所述导电支柱72的顶端均与所述顶层导电层73电连接,所述导电支柱72用于支撑所述顶层导电层73。本实施例中,所述底层导电层71的个数为两个,所述导电支柱72的数量为两个。

具体的,在保证器件性能的情况下,所述底层导电层71的厚度及尺寸可以根据实际情况进行设置,这里不再限制;所述顶层导电层73的厚度及尺寸可以根据实际情况进行设置,这里不再限制。

具体的,在保证所述导电支柱72能够支撑所述顶层导电层73的情况下,所述导电支柱72的高度及尺寸可以根据实际情况进行设置,这里不再限制。

具体的,由于所述上极板层7覆盖所述隔离介质层8中的所述第二开口82底面并与所述焊垫6间隔预设距离,避免了所述集成电容器的边缘发生提前击穿,保证了电容器的耐压值。

本实施例的集成电容器通过于所述下极板层3的上方设置覆盖所述下极板层3显露表面的低介电常数的所述第一介质层4,并所述第一介质层4的上表面设置高介电常数的所述第二介质层5,提升了所述集成电容器的电容值,同时通过于所述第二介质层5的上表面设置所述隔离介质层8,并于所述隔离介质层8中的所述第二开口82的底面形成覆盖所述第二开口82底面的所述上极板层7,或者采用空气桥工艺形成所述上极板层7,保证了电容器的耐压值,防止电容器的极板的边缘发生提前击穿。

综上所述,本发明的集成电容器及其制备方法通过于形成下极板层之后,采用低温工艺形成覆盖下极板层显露表面的低介电常数的第一介质层,再采用高温工艺形成位于第一介质层上表面的高介电常数的第二介质层,避免了高温工艺时造成的下极板层的汽化及融化变形,保证了下极板层的有效极板面积不变,防止形成第二介质层的过程中污染炉管,降低了炉管的维护频率,继而降低了维护成本。此外,由于高介电常数的第二介质层的使用,提升了集成电容器的电容值及电容器的耐压值,同时,于第二介质层的上表面设置包括第一开口及第二开口的隔离介质层,并于第二开口的底面形成上极板层,或采用空气桥工艺形成上极板层,防止集成电容器的极板边缘发生边缘提前击穿,保证了集成电容器的耐压值。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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