一种电容器结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种电容器结构及其制作方法，涉及半导体芯片封装制造领域。本发明专利技术先形成电容介质层，再形成在电容介质层上的第一电极层，然后通过混合键合形成第一电极层的电互连，最后再形成第二电极层，这样可以使得电容器的各层都得到很好的支撑，不会产生倾斜或倾倒问题，保证电容器的可靠性。保证电容器的可靠性。保证电容器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片封装制造领域，具体涉及一种电容器结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]为了增加电容值，现有的半导体电容器往往设置为多个U型的起伏结构。具体可以参见图1，功能衬底1上设置一电连接层2，电连接层2上设置电容器，电容器包括多个分立的U型第一电极层3、覆盖第一电极层3且呈起伏结构的电容介质层4以及覆盖所述电容介质层4上的第二电极层5，这种由U型的第一电极层3所带来的起伏结构，可以增加电容器的电容值。但是在制造该电容器时，U型的第一电极层3依附于牺牲介质层的通孔结构形成，后续去除牺牲介质层时，独立的U型第一电极层3会发生倾斜或者倾倒，具体参见图2，后续形成的电容器会失效，导致电容器的功能不可靠。

技术实现思路

[0003]基于解决上述问题，本专利技术提供了一种电容器结构的制作方法，其包括以下步骤：（1）提供临时衬底，在所述临时衬底上设置一层解离层；（2）在所述解离层上形成一牺牲介质层，并蚀刻所述牺牲介质层形成阵列排布的多个介质柱；（3）沉积电容介质层，所述电容介质层覆盖所述介质柱的顶面和侧壁以及所述介质柱之间露出的解离层；（4）在所述电容介质层上沉积第一电极层，所述第一电极层覆盖所述电容介质层，并通过蚀刻工艺去除多个介质柱之间的第一电极层以使得第一电极层形成为多个倒V型的分立图案结构；（5）在所述第一电极层上覆盖支撑介质层，并进行平坦化；（6）形成与所述第一电极层电连接的第一接触图案，所述第一接触图案与所述支撑介质层共面形成第一键合面；（7）提供功能衬底，所述功能衬底上包括一电连接层，所述电连接层的上表面构成为第二键合面，并将所述第一键合面与第二键合进行键合，以使得第一接触图案电连接所述电连接层；（8）通过所述解离层移除所述临时衬底，以使得所述电容介质层的一部分外露；（9）去除多个介质柱，以完全露出所述电容介质层；（10）在所述电容介质层上沉积第二电极层。
[0004]作为优选的实施例，还包括步骤（11），在所述第二电极层上形成一层间介质层，并通过蚀刻和填充工艺，在所述层间介质层中形成电连接所述第二电极层的第二接触图案。
[0005]作为优选的实施例，所述多个介质柱为圆台形状，且在步骤（3）中，所述电容介质层在所述多个介质柱之间的部分与所述解离层直接接触。
[0006]作为优选的实施例，所述牺牲介质层与所述电容介质层的材质完全不同，所述牺
牲介质层与所述层间介质层的材质完全不同。
[0007]作为优选的实施例，在步骤（7）中，将所述第一键合面与第二键合进行键合的方式为混合键合，具体的，所述电连接层包括与第一接触图案对应设置的电连接图案以及在电连接图案之间的顶层介质层，其中所述顶层介质层与所述层间介质层直接热压键合，所述第一接触图案与所述电连接图案之间热压键合。
[0008]作为优选的实施例，所述功能衬底内包括存储器阵列，该存储器阵列与所述电容器结构通过所述第一接触图案和所述电连接图案电连接。
[0009]本专利技术还提供了一种电容器结构，其由上述的电容器结构的制作方法形成，具体包括：功能衬底；电连接层，设置于所述功能衬底上；第一接触图案，电连接于所述电连接层；支撑介质层，设置于所述电连接层上，且具有多个通孔，多个通孔的底部露出所述第一接触图案；第一电极层，包括设置于所述多个通孔中的多个分立图案结构，多个分立图案结构共形于所述多个通孔的侧壁和底部；电容介质层，覆盖于所述第一电极层上；以及第二电极层，覆盖于所述电容介质层上。其中，所述第一接触图案与所述电连接层键合接合于一体。
[0010]作为优选的实施例，还包括层间介质层，覆盖于所述第二电极层上；第二接触图案，形成于所述层间介质层中且电连接所述第二电极层。
[0011]作为优选的实施例，所述多个介质柱为圆台形状，且所述功能衬底内包括存储器阵列，该存储器阵列与所述电容器结构通过所述第一接触图案和所述电连接图案电连接。
[0012]作为优选的实施例，所述牺牲介质层与所述电容介质层的材质完全不同，所述牺牲介质层与所述层间介质层的材质完全不同。
[0013]本专利技术的有益效果在于：本专利技术先形成电容介质层，再形成在电容介质层上的第一电极层，然后通过混合键合形成第一电极层的电互连，最后再形成第二电极层，这样可以使得电容器的各层都得到很好的支撑，不会产生倾斜或倾倒问题，保证电容器的可靠性。
附图说明
[0014]图1为现有的电容器结构的剖面图；图2为现有的第一电极层的缺陷结构；图3为临时衬底的示意图；图4为在临时衬底上形成牺牲介质层的示意图；图5为形成第一电极和电容介质层的示意图；图6为形成支撑介质层后的示意图；图7为形成第一接触图案后的示意图；图8为键合电连接图案之前的示意图；图9为键合电连接图案之后的示意图；图10为移除临时载体之后的示意图；图11为去除牺牲介质层之后的示意图；图12为形成第二接触图案之后的示意图。
具体实施方式
[0015]本专利技术将通过参考实施例中的附图进行描述，可以理解的是，本技术可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。当然，提供这些实施例，为的是使本公开彻底且全面，并且将该技术充分地传达给本领域技术人员。的确，该技术旨在涵盖这些实施例的替代、修改和等同物，其包含在由所附权利要求所限定的技术的范围和精神内。此外，在本技术的以下具体描述中，大量特定的细节被提出，以便提供对本技术彻底的理解。但是，对本领域技术人员显而易见的是，本技术在没有这些特定的细节时是可以实现的。
[0016]本文所用的术语“顶部的”和“底部的”，上部的”和“下部的”以及“垂直的”和“水平的”和它们的各种形式，只作示例和说明的目的，并不意味着限定本技术的描述，因为提及的项目可以在位置和方向上交换。并且，这里所用的术语“大体上”和/或“大约”的意思是，指定的尺寸或参数在给定应用的可接受制造公差内是可以变化的。
[0017]本专利技术提供了一种电容器结构的制作方法，其通过先形成电容介质层和第一电极层，再键合至功能衬底，最后形成第二电极层的方式，实现电容器的制作；这样可以使得电容器的各层都得到很好的支撑，不会产生倾斜或倾倒问题，保证电容器的可靠性。该方法具体包括以下步骤：（1）提供临时衬底，在所述临时衬底上设置一层解离层；（2）在所述解离层上形成一牺牲介质层，并蚀刻所述牺牲介质层形成阵列排布的多个介质柱；（3）沉积电容介质层，所述电容介质层覆盖所述介质柱的顶面和侧壁以及所述介质柱之间露出的解离层；（4）在所述电容介质层上沉积第一电极层，所述第一电极层覆盖所述电容介质层，并通过蚀刻工艺去除多个介质柱之间的第一电极层以使得第一电极层形成为多个倒V型的分立图案结构；（5）在所述第一电极层上覆盖支撑介质层，并进行平坦化；（6）形成与所述第一电极层电连接的第一接触图案，所述第一接触图案与所述支撑介质层共面形成第一键合面；（7）提供功能衬底，所述功能衬底上包括一电连接层，所述电连接层的上表面构成为第二键合面，并将所述第一键合面与第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）提供临时衬底，在所述临时衬底上设置一层解离层；（2）在所述解离层上形成一牺牲介质层，并蚀刻所述牺牲介质层形成阵列排布的多个介质柱；（3）沉积电容介质层，所述电容介质层覆盖所述介质柱的顶面和侧壁以及所述介质柱之间露出的解离层；（4）在所述电容介质层上沉积第一电极层，所述第一电极层覆盖所述电容介质层，并通过蚀刻工艺去除多个介质柱之间的第一电极层以使得第一电极层形成为多个倒V型的分立图案结构；（5）在所述第一电极层上覆盖支撑介质层，并进行平坦化；（6）形成与所述第一电极层电连接的第一接触图案，所述第一接触图案与所述支撑介质层共面形成第一键合面；（7）提供功能衬底，所述功能衬底上包括一电连接层，所述电连接层的上表面构成为第二键合面，并将所述第一键合面与第二键合进行键合，以使得第一接触图案电连接所述电连接层；（8）通过所述解离层移除所述临时衬底，以使得所述电容介质层的一部分外露；（9）去除多个介质柱，以完全露出所述电容介质层；（10）在所述电容介质层上沉积第二电极层。2.根据权利要求1所述的电容器结构的制作方法，其特征在于：还包括步骤（11），在所述第二电极层上形成一层间介质层，并通过蚀刻和填充工艺，在所述层间介质层中形成电连接所述第二电极层的第二接触图案。3.根据权利要求1所述的电容器结构的制作方法，其特征在于：所述多个介质柱为圆台形状，且在步骤（3）中，所述电容介质层在所述多个介质柱之间的部分与所述解离层直接接触。4.根据权利要求2所述的电容器结构的制作方法，其特征在于：所述牺牲介质层与所述电容介质层的材质完全不同，所述牺牲介质层与所述支撑介质层的材质完全不同。5.根据权利要求2所述的电容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文晓，
申请(专利权)人：威海嘉瑞光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：