具有减少的机械应力的沟槽电容器制造技术

本申请公开了具有减少的机械应力的沟槽电容器。一种沟槽电容器(100)，包括以2D重复图案被布置在衬底(101)中的多个单位沟槽电容器(110)。单位沟槽电容器(110)被这些单位沟槽电容器之间的细长的沟槽或细长的壁(103)分开。此外，沟槽电容器包括多个应力补偿元件(120)。每个单位沟槽电容器(110)包括一个或多个闭合沟槽(102)，每个沟槽进一步包括底部电极(111)、顶部电极(113)、以及该底部电极(111)与该顶部电极(113)之间的电介质(112)。单位沟槽电容器并联连接，并且应力补偿元件(120)被布置在单位沟槽电容器(110)之间，使得这些应力补偿元件(120)中断细长的壁或细长的沟槽。补偿元件(120)中断细长的壁或细长的沟槽。补偿元件(120)中断细长的壁或细长的沟槽。

【技术实现步骤摘要】
具有减少的机械应力的沟槽电容器


[0001]本专利技术涉及在衬底中形成的电容器的领域。更具体地，它涉及在衬底中按沟槽形成的电容器以便增加电容器的表面积。

技术介绍

[0002]为了增加电容器的表面，沟槽在衬底中被形成。衬底可以例如是硅衬底，并且沟槽壁可以用电介质覆盖。晶片翘曲是由电介质与硅基底的界面处的应力引起的，并且与该界面的面积成比例。因此，利用沟槽增加电容面积将增加晶片翘曲。诱导应力随着沟槽深度的增加而增加。
[0003]图1的左侧示出了具有被电介质层12覆盖的硅基底11的结构。由于电介质以均匀的方式在晶片上延伸，y方向14上的应力基本上与x方向15上的应力相同。因此，结构在x方向上将与在y方向上弯曲得一样多。
[0004]图1的中部示出了具有其中沟槽17在y方向上被蚀刻的硅基底11的结构。用电介质12覆盖该硅基底11随后得到在侧面处用电介质12覆盖的硅壁16。现在，由于表面被沟槽中断，因此在x方向15上建立的应力小于左侧结构中的应力。然而，由于应力不仅在壁16的顶部和沟槽的底部被建立，而且在沟槽17的侧壁处被建立，因此在y方向14上建立的应力大于左侧结构的应力。因此，图1中的中部结构在y方向上将比在x方向上弯曲得更多。
[0005]图1的右侧示出了具有圆角硅壁16的结构，该圆角硅壁16用在壁上创建应力的电介质覆盖。沿着壁建立的应力现在将在壁上产生弯曲力13。由壁的弯曲所吸收的应力将不贡献于结构的翘曲。事实上，沟槽越深或者壁越高，则沟槽壁上的电介质的应力将被壁的弯曲吸收得越多。因此，在沟槽方向上，右侧结构的基底将比中部结构弯曲得小得多，因为对于右侧结构，壁可以垂直于沟槽方向弯曲以吸收壁上的应力。
[0006]因此，相比于具有平行沟槽或孔的单位单元(unit cell)，具有同心沟槽的单位单元将示出更少的衬底弯曲，因为沟槽上的电介质的应力将引起沟槽之间的壁的偏转，并且该偏转将吸收由电介质在具有更平坦整体结构的壁上引起的应力。
[0007]衬底中的应力的减少引起衬底的弯曲减少并且还可以引起应力诱发故障减少。尽管创建具有封闭沟槽的单位单元已经引起衬底中的应力减少，但仍然存在对于包括多个单位沟槽电容器的沟槽电容器的需要，该沟槽电容器被设计成使得衬底中的应力甚至可以被减少得更多。

技术实现思路

[0008]本专利技术的实施例的目的在于提供一种良好的沟槽电容器，该沟槽电容器包括多个单位沟槽电容器。
[0009]以上目的由根据本专利技术的方法和设备来实现。
[0010]在第一方面中，本专利技术的实施例涉及一种沟槽电容器，该沟槽电容器包括多个单位沟槽电容器，该多个单位沟槽电容器以2D重复图案被布置在衬底中，使得这些单位沟槽
电容器被这些单位沟槽电容器之间的细长的沟槽或细长的壁分开。此外，沟槽电容器包括多个应力补偿元件。每个单位沟槽电容器包括一个或多个闭合沟槽，每个沟槽进一步包括底部电极、顶部电极、以及该底部电极与该顶部电极之间的电介质。单位沟槽电容器并联连接，并且应力补偿元件被布置在单位沟槽电容器之间，使得这些应力补偿元件中断细长的壁或沟槽。
[0011]本专利技术的实施例的优点在于可以获得具有高电容的沟槽电容器。这是通过以2D重复图案布置多个单位沟槽电容器以及将它们并联连接来实现的。在本专利技术的实施例中，底部电极在单位沟槽电容器之间被共享，并且顶部电极在单位沟槽电容器之间被共享。在此类实施例中，单位沟槽电容器通过共享电极而并联连接。在一些实施例中，单位沟槽电容器的底部电极也被共享用作应力补偿元件的底部电极，并且单位沟槽电容器的顶部电极也被共享用作应力补偿元件的顶部电极。
[0012]本专利技术的实施例的优点在于，与具有平行沟槽或孔的单位单元相比，具有封闭沟槽的单位单元表现出更少的衬底弯曲，因为沟槽上的电介质的应力将导致沟槽之间的壁的偏转，并且该偏转将吸收由电介质在具有更平坦整体结构的壁上引起的应力。此外，本专利技术的实施例的优点在于，通过提供中断细长的壁或沟槽的应力补偿元件，避免了在单位沟槽电容器之间的细长的沟槽或壁上被创建的应力。
[0013]在本专利技术的实施例中，每个应力补偿元件是与单位沟槽电容器并联连接的沟槽电容器。
[0014]本专利技术的实施例的优点在于，当应力补偿元件是与单位沟槽电容器并联连接的电容器时，沟槽电容器的总电容甚至被增加得更多。
[0015]在本专利技术的实施例中，应力补偿元件是包括闭合沟槽的沟槽电容器。
[0016]在本专利技术的实施例中，应力补偿元件被布置在细长的壁或细长的沟槽的交叉点处。
[0017]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器被细长的壁分开，并且应力补偿元件是与单位沟槽电容器并联连接的沟槽电容器。在本专利技术的实施例中，应力补偿元件的沟槽基本上处于细长的壁的中间。
[0018]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器中的至少一些单位沟槽电容器包括同心布置的两个或更多个闭合沟槽。
[0019]本专利技术的实施例的优点在于，可以通过添加同心沟槽来增加单位沟槽电容器的电容，并且这可以在不显著地增加衬底弯曲的情况下完成。
[0020]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器的一个或多个闭合沟槽具有圆角。圆角可以具有相同的半径。
[0021]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器包括类似的至少两个闭合沟槽。
[0022]类似的沟槽具有相同的形状但不同的大小。在那种情况下，同一单位沟槽电容器的相邻沟槽将彼此平行。
[0023]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器的一个或多个沟槽和/或应力补偿元件的一个或多个沟槽的深度在5μm与100μm之间。
[0024]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器的一个或多个沟槽和/或应力补偿元件的一个或多个沟槽的宽度在1μm与10μm之间。
[0025]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器包括至少两个沟槽，其中相邻沟槽之间的节距在2μm与20μm之间。
[0026]在本专利技术的实施例中，单位沟槽电容器的闭合沟槽具有方形或矩形或菱形、或六边形、或圆形、或椭圆形的形状。
[0027]在第二方面中，本专利技术的实施例涉及一种用于抑制电气系统中的瞬变的RC缓冲器设备。RC缓冲器设备包括与根据本专利技术的实施例的沟槽电容器串联连接的电阻器。
[0028]在第三方面中，本专利技术的实施例涉及一种用于制造沟槽电容器的方法。该方法包括：
[0029]‑
提供衬底，
[0030]‑
制造多个单位沟槽电容器，其中，每个单位沟槽电容器包括一个或多个闭合沟槽，每个沟槽进一步包括底部电极、顶部电极、以及该底部电极与该顶部电极之间的电介质，并且其中，单位沟槽电容器以2D重复图案被布置在衬底中，使得这些单位沟槽电容器被这些单位沟槽电容器之间的细长的沟槽或细长的壁分开，并且该方法还包括在单位沟槽电容器之间制造应力补偿元件，使得这些应力补偿元件中断细长的壁或沟槽,
[0031]‑
并联连接单位沟槽电容器。后者可以通过在不同的单位沟槽电容器之间共享顶部电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟槽电容器(100)，所述沟槽电容器(100)包括多个单位沟槽电容器(110)，所述多个单位沟槽电容器(110)以2D重复图案被布置在衬底(101)中，使得所述单位沟槽电容器(110)被所述单位沟槽电容器之间的细长的沟槽或细长的壁(103)分开，并且所述沟槽电容器(100)包括多个应力补偿元件(120)，其中每个单位沟槽电容器(110)包括一个或多个闭合沟槽(102)，每个沟槽进一步包括底部电极(111)、顶部电极(113)、以及所述底部电极(111)与所述顶部电极(113)之间的电介质(112)，其中，所述单位沟槽电容器并联连接，并且其中，所述应力补偿元件(120)被布置在所述单位沟槽电容器(110)之间，使得所述应力补偿元件(120)中断所述细长的壁或所述细长的沟槽。2.根据权利要求1所述的沟槽电容器(100)，其中，每个应力补偿元件(120)是与所述单位沟槽电容器(110)并联连接的沟槽电容器。3.根据权利要求2所述的沟槽电容器(100)，其中，所述应力补偿元件(120)是包括闭合沟槽的沟槽电容器。4.根据前述权利要求中的任一项所述的沟槽电容器(100)，其中，所述应力补偿元件(120)被布置在细长的壁或细长的沟槽的交叉点上。5.根据权利要求4的沟槽电容器(100)，其中，所述单位沟槽电容器(110)被细长的壁分开，其中，所述应力补偿元件(120)是与所述单位沟槽电容器(110)并联连接的沟槽电容器，并且其中，所述应力补偿元件的沟槽基本上处于所述细长的壁的中间。6.根据权利要求1所述的沟槽电容器(100)，其中，所述单位沟槽电容器中的至少一些单位沟槽电容器包括同心布置的两个或更多个闭合沟槽。7.根据权利要求1所述的沟槽电容器(100)，其中，所述单位沟槽电容器(110)的一个或多个闭合沟槽具有圆角。8.根据权利要求7所述的沟槽电容器(100)，其中，所述圆角具有相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：迈来芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：