片上电容器及其组装方法技术

一种片上电容器，在后端金属化体之上的无源层中制造有半导电衬底。在片上电容器中配置有至少三个电极，电源通孔和接地通孔与至少三个电极中的至少两个耦合。第一通孔具有到第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第一耦合配置，第二通孔具有到第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第二耦合配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】片上电容器及其组装方法
所公开的实施例涉及片上电容器。附图说明为了理解获得实施例的方式，将通过参考附图对以上简略描述的各个实施例的更具体描述进行呈现。这些附图描绘了实施例，其不必按比例绘制并且不被认为限制范围。将通过使用附图利用额外的特异性和细节来描述和解释一些实施例，其中：图1是根据示例性实施例的片上电容器的截面正视图；图1xy是根据示例性实施例的图1所示的电容器结构的剖视俯视图；图1a是根据示例性实施例的在处理过程中的片上电容器的截面正视图；图1b是根据示例性实施例的图1a所示的片上电容器在进一步处理之后的截面正视图；图1c是根据示例性实施例的图1b所示的片上电容器在进一步处理之后的截面正视图；图1d是根据示例性实施例的图1c所示的片上电容器在进一步处理之后的截面正视图；图2-8是根据若干示例性实施例的片上电容器的截面正视图；图9是根据示例性实施例的过程和方法流程图；以及图10是根据示例性实施例的计算机系统的示意图。具体实施方式公开了一种组装偏移插入器并将其与微电子设备耦合为芯片封装的过程。偏移插入器实施例允许芯片封装设计者解耦在封装过程中例如在逻辑设备和存储器设备之间的接口挑战。现在将参考附图，其中相似的结构将设置相似的后缀参考编号。为了更清楚地示出各个实施例的结构，本文所包含的附图是组装到偏移插入器实施例中的集成电路芯片的图解表示。因此，例如在显微照片中，所制造的单独的或是芯片封装内的芯片衬底的实际样子例如在显微照片中看起来可能不同，但是仍合并了图示实施例的要求保护的结构。此外，附图仅示出了对于理解图示实施例有用的结构。为了维持附图的清晰性，没有包括本领域中已知的额外结构。图1是根据示例性实施例的片上电容器100的截面正视图。半导电衬底110包括有源表面112和背部表面114以及后端(BE)金属化体(metallization)116。在实施例中，半导电衬底110是一种半导体材料，例如但是不限于硅(Si)、硅锗(SiGe)、锗(Ge)或者III-V化合物半导体。半导电衬底110可以是单晶的、外延结晶、或者多晶的。在实施例中，半导电衬底110是一种半导体异质结构，例如但不限于绝缘体上硅(SOI)衬底、或者包括硅、硅锗、锗、III-V化合物半导体及其任意组合的多层衬底。有源设备位于有源表面112处，并且它们指的是例如但不限于门、晶体管、整流器、以及形成集成电路的部分的绝缘结构的部件。有源设备由BE金属化体116耦合作为功能电路。BE金属化体116还可以称作BE互连堆栈。在实施例中，半导电衬底110是例如由加利福尼亚州的圣克拉拉市的英特尔公司制造的处理器管芯。BE金属化体116可以包括例如从金属-1(M1)直到金属-n(Mn)118的金属层，例如M11，但是并不限于M11。在实施例中，上金属化体轨迹118是M11金属化体118。BE金属化体116被以简化的形式示出，但是它包括由多层层间介电(ILD)材料彼此隔离开的多级互连。片上电容器结构120布置在BE金属化体116的上面。在实施例中，通孔蚀刻停止第一层122形成在上金属化体轨迹118上，就像它通过BE金属化体116而被暴露。之后，第一通孔层间介电层(VILD)124布置在上金属化体轨迹118之上。在该实施例中，第一VILD124布置在通孔蚀刻停止第一层122的上面。在实施例中，通孔蚀刻停止第一层122由例如碳化硅的材料制成。可依赖于所公开实施例的给定的有用应用来选择用于通孔蚀刻停止第一层122的其它材料。在实施例中，片上电容器结构120是一种在BE金属化体116上组装的无源化结构。无源化结构包括与其集成的片上电容器结构120。在实施例中，底部无源化结构是第一VILD124，而顶部无源化结构是第二VILD136。图案化第一电极126布置在第一VILD124上。电容器第一介电层128共形地布置在图案化第一电极126之上。可以看出，拓扑图开始于电容器第一介电层128，其完全覆盖图案化第一电极126以及第一VILD124的暴露部分。图案化第二电极130共形地布置在电容器第一介电层128之上，并且具有与图案化第一电极126基本平行平面的有效部分。电容器第二介电层132共形地布置在图案化第二电极130之上。图案化第三电极134共形地布置在电容器第二介电层132之上，并具有与图案化第二电极130基本平行平面的有效部分。在形成图案化第三电极134期间，还形成有伪第三电极135。第二VILD136布置在电容器第二介电层132以及图案化第三电极134和伪第三电极135之上。可以选择导电材料来获得有用的电容器实施例。在实施例中，电极126、130和134由金属制成。在实施例中，电极是铜组合物。在实施例中，电极是氮化钛(TixNy)组合物，其中x和y可以被选择以组成化学计量比或非化学计量比。在实施例中，电极由钛制成。在实施例中，电极由钽制成。在实施例中，第一电极126是氮化钽(TaxNy)组合物，其中x和y可以被选择组成化学计量比或非化学计量比。在实施例中，电极厚度在从20到50纳米(nm)的范围内。例如，封端电极(terminatedelectrode)的厚度可以不同于浮子电极(floaterelectrode)的厚度。可以选择介电材料来获得有用的电容器实施例。在实施例中，使用高k介电质(k>6)。在实施例中，电容器介电材料是氧化物。在实施例中，电容器介电材料是二氧化硅(SiO2)。在实施例中，电容器介电材料是氧化铪(HfxOy)，其中x和y可以被选择以组成化学计量比或非化学计量比。在实施例中，电容器介电材料是氧化铝(AlxOy)，其中x和y可以被选择以组成化学计量比或非化学计量比。在实施例中，电容器介电材料是使用锆钛酸铅(PZT)材料。在实施例中，电容器介电材料是使用钛酸锶钡(BST)材料。在实施例中，使用氧化物混合物，例如一种氧化物用于电容器第一介电层128，而不同的氧化物用于电容器第二介电层132。在实施例中，给定的电容器介电层是两种或更多氧化物的混合物。在示例性实施例中，电容器第一介电层128是氧化铪，而电容器第二介电层132是氧化铝。通过这些例子，现在可以理解的是，电容器第一介电层128可以是如氧化铪的第一组合物，而电容器第二介电层132可以是如氧化铝的第二组合物。一层可以与另一层“相同”，例如化学性质相同。一层可以与另一层“不同”，例如相同的定性化学特性反应但是不同的化学计量。一层可以与另一层“不同”，例如不同的定性化学特性，如在一个中是氧化铪，而在另一个中是氧化铝。一层可以与另一层“不同”，例如不同的定性化学特性，如在一个中是氧化铪，而在另一个中是氧化铝和氧化铪的混合物。一层可以与另一层“不同”，例如不同的定性化学特性，如在一个中是氧化铝，而在另一个中是氧化铝和氧化铪的混合物。通过这些实施例，应该理解的是，在若干电极之间不同的电容是有用的时，可以混合和匹配其它介电材料。在半导电衬底110和外部世界之间电耦合电容器结构120是通过电源通孔138和接地通孔140完成的。如该实施例中所示，电源通孔138与图案化第一电极126和图案化第三电极134接触。在该实施例中，接地是通过在接地通孔140和图案化第二电极130之间直接接触完成的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片上电容器，包括：半导电衬底，其包括有源表面和背部表面；布置在所述有源表面上的后端金属化体；布置在所述后端金属化体上的无源结构，其中所述无源结构包括：平行平面的至少第一电极、第二电极和第三电极；第一通孔，其具有到所述第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第一耦合配置；以及第二通孔，其具有到所述第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第二耦合配置，其中所述第一耦合配置不同于所述第二耦合配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种片上电容器，包括：半导电衬底，其包括有源表面和背部表面；布置在所述有源表面上的后端金属化体；布置在所述后端金属化体上的无源结构，其中所述无源结构包括：平行平面的至少第一电极、第二电极和第三电极；第一通孔，其具有到所述第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第一耦合配置；以及第二通孔，其具有到所述第一电极、第二电极和第三电极中的至少一个的第二耦合配置，其中所述第一耦合配置不同于所述第二耦合配置，其中所述第一电极接触所述第一通孔，其中第一后续电极与所述第一电极共面并且接触所述第二通孔，其中所述第二电极是浮子，其中所述第三电极接触所述第一通孔，并且其中第三后续电极与所述第三电极共面且接触所述第二通孔，或者其中所述第一电极和所述第三电极接触所述第一通孔，其中所述第二电极接触所述第二通孔，所述片上电容器还包括布置在所述第三电极之上并由电容器后续介电层分离的后续电极，其中所述后续电极接触所述第二通孔，并且其中所述第二电极和所述后续电极通过所述第三电极分离。2.如权利要求1所述的片上电容器，其中所述第一电极和所述第三电极接触所述第一通孔，并且其中所述第二电极接触所述第二通孔。3.一种片上电容器，包括：第一通孔层间介电层(VILD)，其布置在于半导电衬底上制造的后端(BE)金属化体的上金属化体之上；布置在所述第一通孔层间介电层上的图案化第一电极；共形地布置在所述图案化第一电极之上的电容器第一介电层；共形地布置在所述电容器第一介电层之上的图案化第二电极；共形地布置在所述图案化第二电极之上的电容器第二介电层；共形地布置在所述电容器第二介电层之上的图案化第三电极；布置在所述电容器第二介电层和所述图案化第三电极之上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·蔡尔兹，K·J·费希尔，S·S·纳塔拉詹，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US