一种深槽结构电容及其制造方法技术

技术编号:11151160 阅读:138 留言:0更新日期:2015-03-15 17:19
本发明专利技术提供一种深槽结构电容及其制造方法,所述制造方法包括步骤:1)提供一衬底,于所述衬底中刻蚀出深槽结构;2)于所述深槽结构内表面及衬底表面形成第一金属层,作为电容的下电极;3)于所述第一金属层表面形成介质层;4)于所述介质层表面形成金属粘附层及种子层,并于所述深槽结构中填充第二金属层,作为电容的上电极;5)依次图形化所述第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层,完成电容的上电极及下电极的制备。本发明专利技术相比于传统方法制作的电容具有更小的寄生电阻和寄生电感,有效地提高了去耦电容的电性能,拓宽了电容去耦的频段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无源器件的圆片级集成领域,特别是涉及一种深槽结构电容及其制造方法
技术介绍
随着无线通信的发展,射频微波电路在无线个人通讯,无线局域网(WLAN),卫星通信,汽车电子中得到了广泛应用。越来越多的功能正持续不断的被集成到各种手持设备中,同时设备的尺寸也在不停的缩小。小型化,低成本,低耗能,高性能的需求正在持续增加。电容在电路中大量使用,尤其是去耦电容,由于其电容值较大(一般为1~1000nF),传统制作的平面电容面积很大,很难集成在芯片和封装体内。平面电容从面积到成本均已制约着集成电路的发展。集成无源高密度深槽电容以其小型化、薄膜型、寄生参数小及可靠性高的优点满足了当今电子产品低成本、重量轻、集成度高,超薄的需求,对改善芯片性能效果显著。鉴于以上所述,本专利技术提供一种深槽结构电容的制造方法,采用金属作为电容的上电极和下电极,可以有效得减小电容的寄生电阻,并且上下电极都在芯片的正面,从而可以减小电容的寄生电感,大大提高了电容的去耦能力。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种深槽结构电容及其制造方法,用以降低电容的寄生电阻,并减小电容的寄生电感,提高了电容的去耦能力。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种深槽结构电容的制造方法,所述制造方法包括步骤:1)提供一衬底,于所述衬底中刻蚀出深槽结构;2)于所述深槽结构内表面及衬底表面形成第一金属层,作为电容的下电极;3)于所述第一金属层表面形成介质层;4)于所述介质层表面形成金属粘附层及种子层,并于所述深槽结构中填充第二金属层,作为电容的上电极;5)依次图形化所述第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层,完成电容的上电极及下电极的制备。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤1)中,采用深反应离子刻蚀方法或电化学湿法腐蚀方法刻蚀出所述深槽结构。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,所述深槽结构为圆孔,孔径为1~3um,深宽比为5~15。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤2)中,采用原子层沉积或带反溅的磁控溅射方法形成所述第一金属层,所述第一金属层的材料包括TiN及TaN的一种,所述第一金属层的厚度范围为10~50nm。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,所述介质层包括采用低压化学气相沉积法沉积的SiN或SiO2材料,或采用原子层沉积法沉积的Al2O3、HfO2或Ta2O5材料,所述介质层的厚度范围为5~100nm。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤4)中,采用原子层沉积所述金属粘附层,所述金属粘附层的材料包括TiN或TaN,所述金属粘附层的厚度范围为5~30nm。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤4)中,采用原子层沉积或磁控溅射方法形成所述种子层,所述种子层的材料包括铜,所述种子层的厚度范围为5~50nm。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤4)中,采用电镀工艺于所述深槽结构中填充第二金属层,所述第二金属层的材料包括铜。作为本专利技术的深槽结构电容的制造方法的一种优选方案,步骤5)中,刻蚀去除部分的第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层以露出所述第一金属层,以形成电容的下电极引出。本专利技术还提供一种深槽结构电容,包括:衬底;深槽结构,形成于所述衬底中;第一金属层,结合于所述深槽结构内表面及衬底表面,作为电容的下电极;介质层,结合于所述第一金属层;金属粘附层,结合于所述介质层;种子层,结合于所述金属粘附层;第二金属层,结合于所述种子层,作为电容的上电极;其中,所述衬底上去除了部分的第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层以露出所述第一金属层,作为电容的下电极引出。作为本专利技术的深槽结构电容的一种优选方案,所述深槽结构为圆孔,孔径为1~3um,深宽比为5~15。作为本专利技术的深槽结构电容的一种优选方案,所述第一金属层包括TiN及TaN的一种,所述第一金属层的厚度范围为10~50nm。作为本专利技术的深槽结构电容的一种优选方案,所述介质层的材料包括SiN、SiO2、Al2O3、HfO2或Ta2O5,所述介质层的厚度范围为5~100nm。作为本专利技术的深槽结构电容的一种优选方案,所述金属粘附层的材料包括TiN或TaN,所述金属粘附层的厚度范围为5~30nm,所述种子层的材料包括铜,所述种子层的厚度范围为5~50nm。作为本专利技术的深槽结构电容的一种优选方案,所述第二金属层的材料包括铜。如上所述,本专利技术提供一种深槽结构电容及其制造方法,所述制造方法包括步骤:1)提供一衬底,于所述衬底中刻蚀出深槽结构;2)于所述深槽结构内表面及衬底表面形成第一金属层,作为电容的下电极;3)于所述第一金属层表面形成介质层;4)于所述介质层表面形成金属粘附层及种子层,并于所述深槽结构中填充第二金属层,作为电容的上电极;5)依次图形化所述第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层,完成电容的上电极及下电极的制备。本专利技术相比于传统方法制作的电容具有更小的寄生电阻和寄生电感,有效地提高了去耦电容的电性能,拓宽了电容去耦的频段。附图说明图1~图2显示为本专利技术的深槽结构电容的制造方法步骤1)所呈现的结构示意图。图3显示为本专利技术的深槽结构电容的制造方法步骤2)所呈现的结构示意图。图4显示为本专利技术的深槽结构电容的制造方法步骤3)所呈现的结构示意图。图5~图7显示为本专利技术的深槽结构电容的制造方法步骤4)所呈现的结构示意图。图8显示为本专利技术的深槽结构电容的制造方法步骤5)所呈现的结构示意图。元件标号说明101     衬底102     氧化层103     深槽结构104     第一金属层105     介质层106     金属粘附层107     种子层108     第二金属层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式,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专利技术的其他优点与功效。本专利技术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,在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1~图8。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专利技术的基本构想,遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深槽结构电容的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括步骤:1)提供一衬底,于所述衬底中刻蚀出深槽结构;2)于所述深槽结构内表面及衬底表面形成第一金属层,作为电容的下电极;3)于所述第一金属层表面形成介质层;4)于所述介质层表面形成金属粘附层及种子层,并于所述深槽结构中填充第二金属层,作为电容的上电极;5)依次图形化所述第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层,完成电容的上电极及下电极的制备。

【技术特征摘要】
1.一种深槽结构电容的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括步骤:
1)提供一衬底,于所述衬底中刻蚀出深槽结构;
2)于所述深槽结构内表面及衬底表面形成第一金属层,作为电容的下电极;
3)于所述第一金属层表面形成介质层;
4)于所述介质层表面形成金属粘附层及种子层,并于所述深槽结构中填充第二金属
层,作为电容的上电极;
5)依次图形化所述第二金属层、种子层、金属粘附层及介质层,完成电容的上电极
及下电极的制备。
2.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:步骤1)中,采用深反应
离子刻蚀方法或电化学湿法腐蚀方法刻蚀出所述深槽结构。
3.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:所述深槽结构为圆孔,孔
径为1~3um,深宽比为5~15。
4.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:步骤2)中,采用原子层
沉积或带反溅的磁控溅射方法形成所述第一金属层,所述第一金属层的材料包括TiN及
TaN的一种,所述第一金属层的厚度范围为10~50nm。
5.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:所述介质层包括采用低压
化学气相沉积法沉积的SiN或SiO2材料,或采用原子层沉积法沉积的Al2O3、HfO2或Ta2O5材料,所述介质层的厚度范围为5~100nm。
6.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:步骤4)中,采用原子层
沉积所述金属粘附层,所述金属粘附层的材料包括TiN或TaN,所述金属粘附层的厚度范
围为5~30nm。
7.根据权利要求1所述的深槽结构电容的制造方法,其特征在于:步骤4)中,采用原子层
沉积或磁控溅射方法形成所述种子层,所述种子层的材料包括铜,所述种子层的厚度范围
为5~5...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑涛罗乐徐高卫韩梅
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
类型:发明
国别省市:上海;31

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