【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片，具体地涉及一种隔离电容以及隔离电容的制备方法。
技术介绍
1、随着集成电路的快速发展，数字隔离器逐渐被广泛应用于智能电网、轨道交通、汽车电子等工业领域。然而，数字隔离器在这些工业领域中将不可避免的长期处于高电压、强磁场的环境下工作，因此隔离电容器件的寿命至关重要。为了解决器件寿命问题，通常采用以下三种技术对器件进行隔离：光耦隔离、磁隔离和电容隔离。相比传统的光耦隔离，电容隔离技术在功耗、通信速率、电路集成度和使用寿命等方面具有明显优势。同时电容隔离技术与标准cmos工艺能够很好的兼容，以传输速率快、成本低、集成度高等特点而被市场快速接受并占据一定的地位，因此在电力行业同样备受关注而得到大量的研究，继而在智能电表、电力继电保护、发电控制等场景得到广泛应用。
2、现有的隔离电容通常包括上极板、下极板以及极板间的电介质层。上极板和下极板通过金属靶材溅射工艺制得，电介质层为化学气相沉积方法淀积二氧化硅。然而，现有隔离电容的上、下极板通常为矩形，在上极板承受高压时，不可避免的在金属末端形成尖端放电，此处电流经过顶层金属传导至钝化层，使钝化层界面处二氧化硅发生击穿，进而导致器件失效，寿命无法得到保障。图1为现有隔离电容的示意图。
3、因此，针对器件上极板金属末端尖端及侧边放电问题，亟需提出新型的隔离电容器件及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种隔离电容以及隔离电容的制备方法，其至少部分解决隔离电容的上极板的金属末端尖角及侧边放电
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种隔离电容，所述隔离电容包括：设于基底上的下极板；设于所述下极板上的第一绝缘介质；设于所述第一绝缘介质上的绝缘介质夹层，其中所述绝缘介质夹层包括第二绝缘介质以及位于所述第二绝缘介质上的第三绝缘介质，所述第二绝缘介质的上表面具有凸起结构，所述第一绝缘介质与所述第三绝缘介质的介电常数小于所述第二绝缘介质的介电常数；设于所述绝缘介质夹层内且位于所述凸起结构上的金属层，其中所述金属层的边缘为平滑曲面结构，所述平滑曲面结构与所述金属层的配合面为切面，以及所述金属层与其边缘的平滑曲面结构一体成型；以及设于所述绝缘介质夹层上的上极板，其中所述上极板与所述金属层经由金属通道相连。
3、优选地，所述金属层与其边缘的平滑曲面结构的材质为铜。
4、优选地，所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域，其中所述中心轴为所述上极板的中心与所述下极板的中心之间的连线，以及所述金属区域的边缘为平滑曲面结构。
5、优选地，所述下极板上的任一点到所述金属区域的边缘的平滑曲面结构上的任一点的距离大于或等于所述第一绝缘介质与所述绝缘介质夹层的厚度之和。
6、优选地，所述上极板通过所述金属通道与所述金属区域相连。
7、优选地，在所述绝缘介质夹层为多个绝缘介质夹层且所述金属层为多个金属层的情况下，任意相邻两个金属层之间经由金属通道相连。
8、优选地，在所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域的情况下，所述任意相邻两个金属层中的同侧金属区域中的上一金属区域通过金属通道与下一金属区域相连。
9、优选地，所述多个绝缘介质夹层的数目由所述第一绝缘介质与所述绝缘介质夹层的厚度之和决定。
10、优选地，所述平滑曲面结构的底部到所述第二绝缘介质的上表面的距离大于预设距离，且所述平滑曲面结构的中心位于所述第三绝缘介质的中心。
11、优选地，所述隔离电容还包括：设于所述绝缘介质夹层与所述上极板之间的第四绝缘介质，其中所述第四绝缘介质的介电常数大于所述第三绝缘介质的介电常数；所述上极板的边缘为平滑曲面结构，该平滑曲面结构与所述上极板的配合面为切面，以及所述上极板与其边缘的平滑曲面结构一体成型且材质均为铜。
12、优选地，所述隔离电容还包括：设于所述上极板上的第五绝缘介质与第六绝缘介质，其中所述第五绝缘介质的介电常数小于所述第六绝缘介质与所述第四绝缘介质的介电常数。
13、优选地，所述上极板、所述下极板、所述金属层以及所述金属通道的外层均为ta或tan。
14、优选地，所述下极板的材质为铜，所述隔离电容还包括：设于所述基底与所述下极板之间的第七绝缘介质。
15、优选地，所述平滑曲面结构包括圆柱状结构。
16、通过上述技术方案，本专利技术创造性地在所述下极板上设置第一绝缘介质；在所述第一绝缘介质上设置绝缘介质夹层，其中所述绝缘介质夹层包括第二绝缘介质以及位于所述第二绝缘介质上的第三绝缘介质，所述第二绝缘介质的上表面具有凸起结构；在所述绝缘介质夹层内且所述凸起结构上设置金属层，其中所述金属层的边缘为平滑曲面结构，以及所述金属层与其边缘的平滑曲面结构一体成型；以及在所述绝缘介质夹层上设置上极板，其中所述上极板与所述金属层经由金属通道相连，由此其至少部分解决隔离电容的上极板的金属末端尖角及侧边放电问题，同时将上极板的高电压、强电场引入到二氧化硅体内，避免不同介质层界面处（易击穿点）发生击穿导致器件失效的问题。
17、本专利技术第二方面提供一种隔离电容的制备方法，所述制备方法包括：在基底上形成下极板；在所述下极板上形成第一绝缘介质；在所述第一绝缘介质上形成绝缘介质夹层，其中所述绝缘介质夹层包括第二绝缘介质以及位于所述第二绝缘介质上的第三绝缘介质，以及所述第二绝缘介质的上表面具有凸起结构，所述第一绝缘介质与所述第三绝缘介质的介电常数小于所述第二绝缘介质的介电常数；在所述绝缘介质夹层内的所述凸起结构上形成金属层，其中所述金属层的边缘为平滑曲面结构，所述平滑曲面结构与所述金属层的配合面为切面，以及所述金属层与其边缘的所述平滑曲面结构一体成型；以及在所述绝缘介质夹层上形成上极板，其中所述上极板与所述金属层经由金属通道相连。
18、优选地，在所述第一绝缘介质上形成绝缘介质夹层，以及所述第二绝缘介质的上表面具有凸起结构；在所述绝缘介质夹层内的所述凸起结构上形成金属层；以及在所述绝缘介质夹层上形成上极板，包括：通过以下方式形成所述绝缘介质夹层以及所述绝缘介质夹层内的金属层，其中所述第一绝缘介质为第一层第一绝缘介质，以及所述第三绝缘介质为第一层第三绝缘介质：在所述第一层第一绝缘介质上依次形成所述第二绝缘介质与所述第一层第三绝缘介质，其中所述第二绝缘介质的上表面具有两个凸起结构，其中所述两个凸起结构关于中心轴对称且利用掩膜板形成，以及所述中心轴为所述上极板的中心与所述下极板的中心之间的连线；利用所述掩膜板从所述第一层第三绝缘介质的上表面向下形成分别连通至所述两个凸起结构的两个第一通孔，分别向所述两个第一通孔内填充铜以形成包括所述平滑曲面结构的填充区域，且对该填充区域进行研磨以使两个金属区域与所述平滑曲面结构的顶部相齐平，以形成相应的金属层；在所述两个金属区域上形成第二层第三绝缘介质；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔离电容，其特征在于，所述隔离电容包括：
2.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述金属层与其边缘的平滑曲面结构的材质为铜。
3.根据权利要求2所述的隔离电容，其特征在于，所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域，
4.根据权利要求3所述的隔离电容，其特征在于，所述下极板上的任一点到所述金属区域的边缘的平滑曲面结构上的任一点的距离大于或等于所述第一绝缘介质与所述绝缘介质夹层的厚度之和。
5.根据权利要求3所述的隔离电容，其特征在于，所述上极板通过所述金属通道与所述金属区域相连。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的隔离电容，其特征在于，在所述绝缘介质夹层为多个绝缘介质夹层且所述金属层为多个金属层的情况下，任意相邻两个金属层之间经由金属通道相连。
7.根据权利要求6所述的隔离电容，其特征在于，在所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域的情况下，所述任意相邻两个金属层中的同侧金属区域中的上一金属区域通过金属通道与下一金属区域相连。
8.根据权利要求6所述的隔离电容，其特征在于，所述
9.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述平滑曲面结构的底部到所述第二绝缘介质的上表面的距离大于预设距离，且所述平滑曲面结构的中心位于所述第三绝缘介质的中心。
10.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述隔离电容还包括：设于所述绝缘介质夹层与所述上极板之间的第四绝缘介质，其中所述第四绝缘介质的介电常数大于所述第三绝缘介质的介电常数；
11.根据权利要求10所述的隔离电容，其特征在于，所述隔离电容还包括：设于所述上极板上的第五绝缘介质与第六绝缘介质，其中所述第五绝缘介质的介电常数小于所述第六绝缘介质与所述第四绝缘介质的介电常数。
12.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述上极板、所述下极板、所述金属层以及所述金属通道的外层均为Ta或TaN。
13.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述下极板的材质为铜，所述隔离电容还包括：设于所述基底与所述下极板之间的第七绝缘介质。
14.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述平滑曲面结构包括圆柱状结构。
15.一种隔离电容的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，在所述第一绝缘介质上形成绝缘介质夹层，以及所述第二绝缘介质的上表面具有凸起结构；在所述绝缘介质夹层内的所述凸起结构上形成金属层；以及在所述绝缘介质夹层上形成上极板，包括：
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述利用所述掩膜板从所述第一层第三绝缘介质的上表面向下形成分别连通至所述两个凸起结构的两个第一通孔，分别向所述两个第一通孔内填充铜以形成包括所述平滑曲面结构的填充区域，包括：
18.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，在所述上极板的材质为铜的情况下，在所述第二层第三绝缘介质上形成覆盖所述两个金属通道的所述上极板，包括：
19.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，在所述绝缘介质夹层为多个绝缘介质夹层且所述金属层为多个金属层的情况下，在所述第一绝缘介质上形成绝缘介质夹层；在所述绝缘介质夹层内的所述凸起结构上形成金属层；以及在所述绝缘介质夹层上形成上极板，其中所述上极板与所述金属层经由金属通道相连，包括：
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，利用所述掩膜板从所述第一绝缘介质夹层或所述第二层第二绝缘介质的上表面向下形成分别连通至所述两个凸起结构的两个第一通孔，分别向所述两个第一通孔内填充铜以形成包括所述平滑曲面结构的填充区域，包括：
21.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，在所述最后一层第三绝缘介质上形成覆盖所述两个金属通道的所述上极板，包括：
22.根据权利要求18或21所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
23.一种芯片，其特征在于，该芯片包括权利要求1-14中任一项所述的隔离电容。
...【技术特征摘要】
1.一种隔离电容，其特征在于，所述隔离电容包括：
2.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述金属层与其边缘的平滑曲面结构的材质为铜。
3.根据权利要求2所述的隔离电容，其特征在于，所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域，
4.根据权利要求3所述的隔离电容，其特征在于，所述下极板上的任一点到所述金属区域的边缘的平滑曲面结构上的任一点的距离大于或等于所述第一绝缘介质与所述绝缘介质夹层的厚度之和。
5.根据权利要求3所述的隔离电容，其特征在于，所述上极板通过所述金属通道与所述金属区域相连。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的隔离电容，其特征在于，在所述绝缘介质夹层为多个绝缘介质夹层且所述金属层为多个金属层的情况下，任意相邻两个金属层之间经由金属通道相连。
7.根据权利要求6所述的隔离电容，其特征在于，在所述金属层包括关于中心轴对称的两个金属区域的情况下，所述任意相邻两个金属层中的同侧金属区域中的上一金属区域通过金属通道与下一金属区域相连。
8.根据权利要求6所述的隔离电容，其特征在于，所述多个绝缘介质夹层的数目由所述第一绝缘介质与所述绝缘介质夹层的厚度之和决定。
9.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述平滑曲面结构的底部到所述第二绝缘介质的上表面的距离大于预设距离，且所述平滑曲面结构的中心位于所述第三绝缘介质的中心。
10.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述隔离电容还包括：设于所述绝缘介质夹层与所述上极板之间的第四绝缘介质，其中所述第四绝缘介质的介电常数大于所述第三绝缘介质的介电常数；
11.根据权利要求10所述的隔离电容，其特征在于，所述隔离电容还包括：设于所述上极板上的第五绝缘介质与第六绝缘介质，其中所述第五绝缘介质的介电常数小于所述第六绝缘介质与所述第四绝缘介质的介电常数。
12.根据权利要求1所述的隔离电容，其特征在于，所述上极板、所述下极板、所述金属层以及所述金属通道的外层均为ta或tan。
13.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕宁，邓永峰，赵东艳，吴波，刘芳，王凯，李君建，郁文，张同，吴祖谋，章明瑞，董子斌，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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