高电压去耦电容器和集成方法技术

本发明专利技术涉及高电压去耦电容器和集成方法。提供了一种电容器。该电容器包括位于衬底中的第一隔离区中的第一导电层和位于第一隔离区上方的多个电介质层。该多个电介质层可以包括层间电介质(ILD)层和金属间电介质(IMD)层。第一导电层为电容器的底板。第二导电层布置在多个电介质层上方，其中第二导电层是电容器的顶板并且与第一导电层至少部分地重叠。板并且与第一导电层至少部分地重叠。板并且与第一导电层至少部分地重叠。

【技术实现步骤摘要】
高电压去耦电容器和集成方法


[0001]所公开的实施例一般地涉及半导体器件中的隔离结构，更具体地涉及能够在高电压下工作的去耦电容器及其制造方法。

技术介绍

[0002]电气系统通常包含若干个电路，这些电路可以彼此通信但在不同的电压下工作。例如，以110V/220V交流电(AC)工作的微波炉可以在其内部产生高达2800V。高电压必须与用户或系统内的其他电路隔离，同时仍允许在不同电路之间交换信息。电流隔离可用于防止直流电流在不同电路之间流动，同时仍允许交换信号或能量以实现不同电路之间的通信。
[0003]去耦电容器可用于对电气系统的不同电路进行电流隔离以防止杂散电流流动。物理空间限制可能使得难以在集成电路中实现具有足够高击穿电压的去耦电容器。例如，去耦电容器可以在集成电路的金属化层或后段制程(BEOL)层中制造。然而，由于被隔离的电路之间会出现可能在数千伏量级的大电压差，因此需要具有比使用该技术制造的击穿电压更高的击穿电压的去耦电容器。因此，需要一种改进的去耦电容器来克服上述挑战。

技术实现思路

[0004]在本公开的一方面，提供了一种电容器。所述电容器包括第一导电层，其位于衬底中的第一隔离区中。多个电介质层布置在所述第一隔离区上方。第二导电层布置在所述多个电介质层上方，其中所述第二导电层与所述第一导电层至少部分地重叠。
[0005]在本公开的另一方面，提供了一种半导体器件。所述半导体器件包括衬底，其包括绝缘层和位于所述绝缘层上方的有源层。第一隔离区布置在所述有源层和所述绝缘层中。第二隔离区布置在所述有源层中，与所述第一隔离区横向相邻。设置电容器。所述电容器包括位于所述第一隔离区中的第一导电层。所述第一导电层是所述电容器的底板。多个电介质层布置在所述第一隔离区上方。第二导电层布置在所述多个电介质层上方。所述第二导电层是所述电容器的顶板，并且所述第二导电层与所述第一导电层至少部分地重叠。
[0006]在本公开的又一方面，提供了一种制造半导体器件的方法。所述方法包括提供包括绝缘层和位于所述绝缘层上方的有源层的衬底。在所述绝缘层和所述有源层中设置第一隔离区。在所述有源层中设置第二隔离区，其中所述第二隔离区与所述第一隔离区的上部横向相邻。设置电容器。所述电容器包括布置在所述第一隔离区中的第一导电层。多个电介质层布置在所述第一隔离区上方。第二导电层布置在所述多个电介质层上方，其中所述第二导电层与所述第一导电层至少部分地重叠。
[0007]以下描述的实施例中提供了许多优点。实施例提供了能够高电压工作的去耦电容器。该去耦电容器可以用现有的衬底和金属化堆叠制造，不需要额外的金属化层。该去耦电容器的第一导电层可以集成到衬底层中的隔离区中，从而释放用于上覆金属化堆叠的空间。第一隔离区的上部位于有源层的浅沟槽隔离(STI)层内。因此，不会在器件布局中占用
额外的横向空间。
附图说明
[0008]通过阅读以下结合附图进行的详细描述，将更好地理解所公开的实施例：
[0009]图1是根据本公开的实施例的具有去耦电容器的半导体器件。
[0010]图2至图11示出了根据本公开的一些实施例的用于图1所示的半导体器件的制造工艺流程。
[0011]为了图示的简单和清楚，附图图示了一般的构造方式，并且可以省略公知的特征和技术的特定描述和细节，以避免不必要地使所描述的器件的实施例的讨论模糊。另外，附图中的元素不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元素的尺寸可能相对于其他元素被放大，以帮助提高对器件的实施例的理解。不同附图中的相同参考标号表示相同的元素，而相似的参考标号可以但不一定表示相似的元素。
具体实施方式
[0012]以下详细描述本质上是示例性的，并非旨在限制器件或者器件的应用和用途。此外，不旨在受到这些器件的先前背景或以下详细描述中提出的任何理论的束缚。
[0013]图1是根据本公开的实施例的具有去耦电容器300的半导体器件100。参考图1，半导体器件100可以包括具有绝缘层106和位于绝缘层106上方的有源层108的衬底186。第一隔离区112可以布置在绝缘层106和有源层108中。去耦电容器300可以包括第一导电层110、第一隔离区112、多个电介质层126、128和132，以及第二导电层162。在一个实施例中，第一导电层110可以位于第一隔离区112中，并且在优选实施例中，可以位于第一隔离区112的下部中。多个电介质层126、128和132可以位于第一隔离区112上方。第二导电层162可以位于多个电介质层126、128和132上方。在一个实施例中，第二导电层162可以与第一导电层110至少部分地重叠。在另一实施例中，第二导电层162可以与第一导电层110完全重叠。去耦电容器300由虚线轮廓包围。第一导电层110可以作为去耦电容器300的底板，第二导电层162可以作为去耦电容器300的顶板。第一隔离区112和多个电介质层126、128和132可以作为第一导电层110与第二导电层162之间的去耦电容器300的电介质层。
[0014]第一隔离区112的顶表面可以至少与有源层108的顶表面齐平。第二隔离区118可以布置为与第一隔离区112的上部横向相邻，由此第二隔离区118的宽度x可以大于第一隔离区112。在一个实施例中，第二隔离区118可以比第一隔离区112浅。在一个实施例中，第一隔离区112可以是深沟槽隔离(DTI)，第二隔离区118可以是浅沟槽隔离(STI)。由于第一隔离区112的上部可以布置在第二隔离区118中，因此去耦电容器300不在半导体器件100中占用额外的横向空间。在一个实施例中，第二隔离区118可以至少部分地围绕第一隔离区112的上部。在另一实施例中，第二隔离区118可以完全围绕第一隔离区112的上部。第一隔离区112可以由合适的电介质材料制成，例如高密度等离子体(HDP)二氧化硅(SiO2)或任何其他合适的电介质材料。第二隔离区118可以由合适的电介质材料制成，例如硼磷硅玻璃(BPSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)或任何其他合适的电介质材料。在一个实施例中，第一隔离区112和第二隔离区118可以由相同的电介质材料制成。在另一实施例中，第一隔离区112和第二隔离区118可以由不同的电介质材料制成。
[0015]在一个实施例中，电介质层126可以是层间电介质(ILD)层。电介质层128和132可以分别是第一金属化层150和第二金属化层156的金属间电介质(IMD)层。电介质层126可以由合适的电介质材料制成，例如二氧化硅(SiO2)、高密度等离子体(HDP)未掺杂硅酸盐玻璃(USG)、原硅酸四乙酯(TEOS)或任何其他合适的电介质材料。电介质层128和132可以由合适的电介质材料制成，例如二氧化硅、未掺杂硅酸盐玻璃(USG)、氟化硅酸盐玻璃(FSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)或任何其他合适的电介质材料。
[0016]第一隔离区112可以延伸穿过有源层108和绝缘层106的上部。第一隔离区112可以布置在绝缘层106的下部上方。在一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器，包括：第一导电层，其位于衬底中的第一隔离区中；多个电介质层，其位于所述第一隔离区上方；以及第二导电层，其位于所述多个电介质层上方，其中所述第二导电层与所述第一导电层至少部分地重叠。2.根据权利要求1所述的电容器，其中所述衬底包括绝缘层和位于所述绝缘层上方的有源层，并且所述第一隔离区延伸穿过所述绝缘层的上部和所述有源层。3.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一导电层布置在所述第一隔离区的下部中。4.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一导电层布置在所述第一隔离区的底表面上方。5.根据权利要求1所述的电容器，其中所述多个电介质层包括层间电介质(ILD)层和金属间电介质(IMD)层。6.根据权利要求5所述的电容器，还包括：位于所述第一导电层上方的第一互连，其中所述第一互连延伸穿过所述第一导电层上方的所述第一隔离区的一部分并穿过所述多个电介质层以耦接到第一接合衬垫。7.根据权利要求6所述的电容器，还包括：位于所述第二导电层上方的第二互连，其中所述第二互连延伸穿过电介质层以耦接到第二接合衬垫。8.根据权利要求6所述的电容器，其中所述第一互连包括多个接触柱和金属化层。9.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第二导电层与所述第一导电层完全重叠。10.根据权利要求7所述的电容器，其中所述第二互连包括接触柱。11.一种半导体器件，包括：衬底，其包括绝缘层和位于所述绝缘层上方的有源层；第一隔离区，其位于所述有源层和所述绝缘层中；第二隔离区，其位于所述有源层中，与所述第一隔离区的上部横向相邻；以及电容器，其具有：位于所述第一隔离区中的第一导电层，其中所述第一导电层是所述电容器的底板；位于所述第一隔离区上方的多个电介质层；位于所述多个电介质层上方的第二导电层，其中所述第二导电层是所述电容器的顶板，并且所述第二导电层与所述第一导电层至少部分地重叠。12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述第二隔离区比所述第一隔离区浅。13.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述电容器还包括：位于所述第一导电层上方的第一互连，其中所述第一互连延伸穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：文凤雄，具正谋，
申请(专利权)人：格芯新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：