电容器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种电容器及其制造方法。所述电容器包括：包括多个开口的结构，所述多个开口从所述结构的第一表面贯通到与所述第一表面相对的第二表面；电容器层，设置在所述结构的所述第二表面上和所述多个开口中并且包括介电层以及第一电极和第二电极，所述介电层介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一连接层，设置在所述结构的所述第一表面上并且连接到所述第一电极；第二连接层，设置在位于所述第二表面上的所述电容器层上并且连接到所述结构的所述第二电极；以及第一端子和第二端子，设置在所述结构的相对的侧表面上并且分别连接到所述第一连接层和所述第二连接层。

Capacitor and Its Manufacturing Method

The invention provides a capacitor and a manufacturing method thereof. The capacitor comprises a structure comprising a plurality of openings, which run through the first surface of the structure to the second surface relative to the first surface; a capacitor layer, which is arranged on the second surface of the structure and in the plurality of openings, and includes a dielectric layer, a first electrode and a second electrode, the dielectric layer between the first electrode and the second electrode. The first connecting layer is arranged on the first surface of the structure and connected to the first electrode; the second connecting layer is arranged on the capacitor layer on the second surface and connected to the second electrode of the structure; and the first terminal and the second terminal are arranged on the relative side surface of the structure and connected to the first electrode respectively. The first connection layer and the second connection layer are described.

【技术实现步骤摘要】
电容器及其制造方法本申请要求于2017年9月28日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0126108号韩国专利申请和于2017年10月25日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0139478号韩国专利申请的的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
本公开涉及一种电容器及其制造方法。
技术介绍
随着诸如智能电话、可穿戴装置等的电子装置小型化，已经开发了能够在保持相同体积的同时显著增大电容器的电容的新技术。理论上，为了增大电容，通常有三种方法。三种方法包括使用具有高介电常数(高k)的材料作为电介质的方法、增大电极彼此面对的面积的方法以及减小电极之间的介电层的厚度的方法。现有的代表性微型电容器产品均具有通过上述的三种方法的组合来实现高电容的策略。在多层陶瓷电容器(MLCC)的情况下，通过使用具有钙钛矿结构的高介电常数的材料作为电介质、将重复沉积的多个介电层彼此并联地连接、将电极之间的距离设置得靠近以及减小介电层的厚度来增大多层陶瓷电容器(MLCC)的电容。在薄膜硅电容器的情况下，可通过利用半导体工艺蚀刻硅基板以形成三维结构、扩大电极的面积以及利用薄膜沉积工艺显著减小介电层的厚度来增大薄膜硅电容器的电容。在钽电容器的情况下，可通过形成多孔结构以显著增大表面面积以及通过电化学反应和电解聚合法形成薄膜来增大钽电容器的电容。然而，因为已经达到了基本的技术限制，所以如上所述地增大电容器的电容越来越困难。因此，尽管已经开发了用于增大电容器的电容的新技术，但是应该解决高技术约束以使这样的新技术商业化。
技术实现思路
本公开的一方面可提供一种电容器及其制造方法，该电容器能够显著提高电容器的电容。根据本公开的一方面，一种电容器可包括：包括多个开口的结构，所述多个开口从所述结构的第一表面贯通到与所述第一表面相对的第二表面；电容器层，设置在所述第二表面上和所述多个开口中并且包括介电层以及第一电极和第二电极，所述介电层介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一连接层，设置在所述第一表面上并且连接到所述第一电极；第二连接层，设置在位于所述第二表面上的所述电容器层上并且连接到所述第二电极；以及第一端子和第二端子，设置在所述结构的相对的侧表面上并且分别连接到所述第一连接层和所述第二连接层。根据本公开的另一方面，一种制造电容器的方法可包括：准备包括多个开口的结构，所述多个开口从所述结构的第一表面贯通到与所述第一表面相对的第二表面；在所述第一表面上形成第一连接层；形成电容器层，所述电容器层设置在所述第二表面上和所述多个开口中并且包括介电层以及第一电极和第二电极，所述介电层介于所述第一电极与所述第二电极之间；在所述第二表面上形成连接到所述第二电极的第二连接层；以及在所述结构的侧表面上形成连接到所述第一连接层的第一端子和连接到所述第二连接层的第二端子。附图说明通过结合附图的以下详细描述，本公开的以上和其它方面、特征以及其它优点将被更清楚地理解，在附图中：图1是示出根据本公开的示例性实施例的结构的透视图；图2是示出根据本公开的示例性实施例的电容器的透视图；图3是沿图2的I-I'线截取的截面图；图4是示出基于图3的截面图还包括绝缘层的电容器的截面图；图5是示出根据本公开中的另一示例性实施例的包括堆叠的主体的电容器的截面图；图6是示意性示出根据本公开中的示例性实施例的制造电容器的方法的流程图；以及图7至图14是示意性示出根据本公开中的示例性实施例的制造电容器的方法的各步骤的示图。具体实施方式在下文中，现将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。图1是示出根据本公开的示例性实施例的结构的透视图。根据本公开中的示例性实施例的电容器可包括结构110。结构110可包括从结构110的下表面110a贯通到与下表面110a相对的上表面110b的多个开口111。因为开口可被称为孔，所以该结构可被称为多孔结构。这种多孔结构可通过机械加工阳极氧化铝(AAO)结构来获得，其中，具有纳米尺寸(10nm至400nm)的孔通过阳极氧化法规则地布置在表面上。孔之间的间隔可以是大约几十纳米至几百纳米。可通过改变阳极氧化法的条件(诸如阳极氧化电压、电解液的类型和浓度以及温度)来对孔的尺寸、间隔和深度进行各种调节。参考文件(Banerjeeetal.,ECSTransactions,25(4)345-353，2009)中公开了使用AAO结构通过原子层沉积(ALD)工艺在晶圆上以点形式制造的电容器。图2是示出根据本公开的示例性实施例的电容器的透视图，图3是示出沿图2的线I-I'截取的电容器的YZ表面的截面图。参照图2和图3，根据本公开中的示例性实施例的电容器100可包括结构110、电容器层120、第一连接层140和第二连接层150。此外，电容器100还可包括第一端子160和第二端子170。结构110的形状不被具体限制，但是通常可以是六面体形状。此外，结构110的尺寸不被具体限制，但是可以是例如0.4mm×0.2mm或0.6mm×0.3mm的尺寸。如图1中描述的，结构110可包括从基板的一个表面贯通到基板的另一表面的多个开口。此外，结构110可具有100μm或更小的厚度。电容器层120可设置在结构110的下表面上并且位于多个开口中。电容器层120可包括第一电极121、介电层123和第二电极122。因为第一电极121、介电层123和第二电极122按顺序堆叠，所以介电层123可设置在第一电极121与第二电极122之间。第一电极121、介电层123和第二电极122可通过使用原子层沉积(ALD)工艺或原子气相沉积(AVD)工艺形成，但是不限于此。第一电极121和第二电极122设置为彼此面对，同时介电层123介于第一电极121与第二电极122之间，使得第一电极121和第二电极122在被施加不同极性的电压时可用作电容器。即，设置第一电极121和第二电极122，同时介电层123介于第一电极121与第二电极122之间，使得电容器层120可具有金属-绝缘体-金属(MIM)结构。在电容器层120设置在结构110的开口中的情况下，开口的中心的上部中可形成有空间。这样的空间可能在结构110或电容器层120中引起裂纹。因此，填充部131可设置在结构110的开口内的电容器层120上。即，在电容器层120设置在结构110的开口中之后，填充部131可填充剩余空间。填充部131可以是诸如钨(W)或多晶硅的导体，但是不限于此。在填充部131是导体的情况下，可显著减小与填充部131相邻的连接层与电极之间的电阻。在填充部131是钨(W)的情况下，与多晶硅不同，填充部131可能不需要高温热处理。例如，可使用钨(W)通过溅射工艺制造填充部131。第一连接层140可设置在结构110的第一表面(图3中的下表面)上。第一连接层140不设置在结构110的整个第一表面上，但是可设置在结构110的第一表面的除了第一区域(图3中的结构110的下表面的右侧区域)之外的区域上。即，第一连接层140可设置在第一表面的除了与其上设置有第二端子170的第二侧表面接触的部分区域之外的区域上。电容器层120的第一电极121可暴露于结构110的开口的下部，第一连接层140可连接到第一电极121。这里，金属层145可设置在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容器，包括：包括多个开口的结构，所述多个开口从所述结构的第一表面贯通到与所述第一表面相对的第二表面；电容器层，设置在所述结构的所述第二表面上和所述多个开口中并且包括介电层以及第一电极和第二电极，所述介电层介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一连接层，设置在所述结构的所述第一表面上并且连接到所述第一电极；第二连接层，设置在所述电容器层上并且连接到位于所述结构的所述第二表面上的所述第二电极；以及第一端子和第二端子，设置在所述结构的相对的侧表面上并且分别连接到所述第一连接层和所述第二连接层。

【技术特征摘要】
2017.09.28 KR 10-2017-0126108;2017.10.25 KR 10-2011.一种电容器，包括：包括多个开口的结构，所述多个开口从所述结构的第一表面贯通到与所述第一表面相对的第二表面；电容器层，设置在所述结构的所述第二表面上和所述多个开口中并且包括介电层以及第一电极和第二电极，所述介电层介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一连接层，设置在所述结构的所述第一表面上并且连接到所述第一电极；第二连接层，设置在所述电容器层上并且连接到位于所述结构的所述第二表面上的所述第二电极；以及第一端子和第二端子，设置在所述结构的相对的侧表面上并且分别连接到所述第一连接层和所述第二连接层。2.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述结构是通过阳极氧化法形成所述多个开口的阳极氧化铝结构。3.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述介电层使用Al2O3、ZrO2和HfO2中的任意一种或Al2O3、ZrO2和HfO2的任意组合或者ZrO2-Al2O3-ZrO2复合层形成。4.根据权利要求1所述的电容器，所述电容器还包括设置在所述第一连接层与所述第一电极之间的金属层。5.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述第一连接层设置在所述结构的所述第一表面的除了与设置有所述第二端子的第二侧表面接触的部分区域之外的区域上，并且所述第二连接层设置在所述结构的所述第二表面的除了与设置有所述第一端子的第一侧表面接触的部分区域之外的区域上。6.根据权利要求1所述的电容器，所述电容器还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述结构的所述第二表面的与所述侧表面中的设置有所述第二端子的一个侧表面接触的部分区域上，以使所述第二连接层与所述第一电极和所述介电层之间绝缘。7.根据权利要求1所述的电容器，所述电容器还包括填充部，所述填充部填充在设置有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：申铉浩，柳廷勳，俞东植，朴鲁逸，张昌洙，朴永贵，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR