【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体电子电器，尤其涉及一种三维结构及三维结构的制备方法。
技术介绍
1、电容器作为集成电路中的无源器件，扮演着储存电荷和调整电路性能的重要角色。为了增加电容器的容量，研究人员进行了多种尝试。一种常见的策略是使用高介电常数的材料作为电容器的介电层。但是，采用高介电常数材料虽然能够提升电容器的容量，但是，高介电常数的材料在高压下会产生明显的形变，进而影响电容器的稳定性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种三维结构及三维结构的制备方法，以在保证电容器稳定的前提下，有效提升电容器的容量。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种三维结构，所述三维结构包括基底、隔离结构、周期性材料层、隔离层、第一电极和第二电极；其中，
4、所述隔离结构形成于所述基底上，所述隔离结构具有至少一个凹槽；从远离所述基底的方向来看，所述凹槽至少在短边方向上呈现为下小上大的形貌；
5、所述周期性材料层形成于所述凹槽内，以填充所述凹槽、并与所述隔离结构形成一个平面；其中，所述周期性材料层包括交替层叠的n+1层电极层和n层介电层，所述n为正整数；
6、所述隔离层形成于所述平面上；所述隔离层内部形成有第一导线组及第二导线组，所述第一导线组连接所述周期性材料层中的奇数级电极层，所述第二导线组连接所述周期性材料层中的偶数级电极层；
7、所述第一电极，形成于对应所述第一导线组的隔离层上，以通过所述第一导线组
8、所述第二电极，形成于对应所述第二导线组的隔离层上，以通过所述第二导线组与所述偶数级电极层连接；
9、所述凹槽在所述短边方向上，呈现两侧不对称的台阶形貌，使得任一所述电极层或所述介电层位于所述平面上的两侧具有不同的尺寸。
10、本申请第二方面提供一种三维结构的制备方法，所述方法包括：
11、通过纳米压印的方式，在基底上形成隔离结构；其中，所述隔离结构具有至少一个凹槽；从远离基底的方向来看，所述凹槽至少在短边方向上呈现为下小上大的形貌；
12、在所述凹槽内交替沉积电极层和介电层，以形成由交替的电极层和介电层构成的初始周期性材料层；其中，所述初始周期性材料层的形貌与所述凹槽匹配，以填充并覆盖所述凹槽；
13、在所述初始周期性材料层之上覆盖一层研磨层，形成中间结构；
14、对所述中间结构进行化学机械研磨，研磨停止于能够使所述凹槽之上的第一层电极层暴露的位置，以在所述凹槽内形成周期性材料层；其中，所述周期性材料层与所述凹槽形成一个平面；
15、在所述平面之上覆盖一层隔离层，并在所述隔离层形成第一导线组和第二导线组；其中，所述第一导线组连接所述周期性材料层中的奇数级电极层，所述第二导线组连接所述周期性材料层中的偶数级电极层；
16、在对应所述第一导线组的隔离层上制作第一电极，以通过所述第一导线组与所述奇数级电极层连接；
17、在对应所述第二导线组的隔离层上制作第二电极，以通过所述第二导线组与所述偶数级电极层连接；
18、所述凹槽在所述短边方向上，呈现两侧不对称的台阶形貌，使得任一所述电极层或所述介电层位于所述平面上的两侧具有不同的尺寸。
19、本申请第三方面提供一种三维结构的制备方法，所述方法包括：
20、通过刻蚀工艺、刻蚀加修剪工艺，在基底上形成隔离结构；其中，所述隔离结构具有至少一个凹槽；从远离基底的方向来看，所述凹槽至少在短边方向上呈现为下小上大的形貌；
21、在所述凹槽内交替沉积电极层和介电层，以形成由交替的电极层和介电层构成的初始周期性材料层；其中，所述初始周期性材料层的形貌与所述凹槽匹配，以填充并覆盖所述凹槽；
22、在所述初始周期性材料层之上覆盖一层研磨层，形成中间结构；
23、对所述中间结构进行化学机械研磨，研磨停止于能够使所述凹槽之上的第一层电极层暴露的位置，以在所述凹槽内形成周期性材料层；其中，所述周期性材料层与所述凹槽形成一个平面；
24、在所述平面之上覆盖一层隔离层，并在所述隔离层形成第一导线组和第二导线组；其中，所述第一导线组连接所述周期性材料层中的奇数级电极层，所述第二导线组连接所述周期性材料层中的偶数级电极层；
25、在对应所述第一导线组的隔离层上制作第一电极，以通过所述第一导线组与所述奇数级电极层连接；
26、在对应所述第二导线组的隔离层上制作第二电极，以通过所述第二导线组与所述偶数级电极层连接；
27、所述凹槽在所述短边方向上，呈现两侧不对称的台阶形貌，使得任一所述电极层或所述介电层位于所述平面上的两侧具有不同的尺寸。
28、本申请提供的三维结构及三维结构的制备方法，通过在隔离结构中形成下小上大的凹槽，短边方向上呈现两侧不对称的台阶形貌，进而形成与凹槽匹配的周期性材料层，这样，可以增加介电层的面积，实现非常高的电容密度，提高电容器的电容量，且并不必须采用高介电常数的材料来做介电层，可保证电容器的稳定性。
29、进一步，隔离结构形成有台阶形貌，其两侧台阶具有不同的高度，构成不对称的两侧台阶形貌，当周期性材料层堆叠在该不对称的台阶形貌时，同层结构在两侧台阶最高层表面暴露的形貌并不相同。具体而言，当第一电极位于左侧台阶结构时，其对应接触的周期性材料层中暴露在外的结构，相较于同层结构堆叠在右侧台阶结构，具有更大的暴露在外的平面结构，方便第一电极获得更大接触面积。同样地，当第二电极位于右侧台阶结构时，其对应接触的周期性材料层中暴露在外的结构，相较于同层结构堆叠在左侧台阶结构，具有更大的暴露在外的平面结构，使得第二电极获得更大接触面积。可见，本专利技术通过设置不对称台阶形貌的隔离结构，使得铺设的周期性材料层在两侧台阶的最外侧暴露的形貌不同，特别是具有不同的暴露面积。当第一和第二电极分设在两侧台阶时，都可以与具有更大接触面积的电极层形成接触，极大提高器件的可靠性，降低工艺的复杂度。
30、进一步的，纳米压印是方便制造本专利技术所需的隔离结构的典型方法，尤其是通过选择基底为硬质材料，如高阻硅，在基底表面涂覆具有一定流动性的绝缘材料，如sog（旋涂玻璃）或soc（旋涂碳）等，通过图案化的印章对绝缘材料进行印制，其下方的高阻硅具有较大硬度，可以作为自停止层，而方便获得所需的斜坡形貌或台阶形貌。
31、特别的，可以通过设计纳米压印使用的印章形貌来改变隔离结构的台阶形貌或斜坡形貌，具体设置印章在两侧具有不对成的台阶形貌，可以方便获得本专利技术中不对称的隔离结构的台阶形貌。
32、本专利技术还通过改变斜坡形貌来进一步提高器件性能。具体选择倾斜的斜坡形貌，通过调整斜坡的倾斜角度，在微纳米尺度上调整线宽，提高制造的分辨率，使得可以制备更小尺寸的结构。此外，合适的斜坡倾斜角度可以帮助获得相对平滑的侧壁，避免尖锐的结构特征，从而减少尖角本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维结构，其特征在于，所述三维结构包括基底、隔离结构、周期性材料层、隔离层、第一电极和第二电极；其中，
2.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的斜坡，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌。
3.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的阶梯，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌。
4.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述基底和所述隔离结构的材料相同；
5.根据权利要求2或3所述的三维结构，其特征在于，在所述凹槽在长边上的两个侧面均为上升的斜坡或上升的阶梯时，所述奇数级电极层和所述偶数级电极层位于所述两个侧面的不同侧；
6.根据权利要求3所述的三维结构，其特征在于，在所述凹槽在长边上的两个侧面均为两个上升的阶梯时，所述两个上升的阶梯中各层台阶的高度不同；其中，
7.根据权利要求2所述的三维结构，其特征在于，在所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的斜坡时，所述斜坡的倾斜角等于第一指定值，以通过所述斜
8.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述基底和所述隔离结构的材料不同；其中，
9.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述电极层由掺杂多晶硅、TiN、TaN、Ti、Ta、Al、Cu、Au、Ag、W中的一种或多种组合而成；
10.一种三维结构的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-9任一项所述的三维结构，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的斜坡，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌；
12.一种三维结构的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-9任一项所述的三维结构，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述凹槽在长边的至少一个侧面为上升的阶梯，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌；
...【技术特征摘要】
1.一种三维结构，其特征在于，所述三维结构包括基底、隔离结构、周期性材料层、隔离层、第一电极和第二电极；其中，
2.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的斜坡，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌。
3.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述凹槽在长边上的至少一个侧面为上升的阶梯，以使所述凹槽在短边方向上呈现为下小上大的形貌。
4.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述基底和所述隔离结构的材料相同；
5.根据权利要求2或3所述的三维结构，其特征在于，在所述凹槽在长边上的两个侧面均为上升的斜坡或上升的阶梯时，所述奇数级电极层和所述偶数级电极层位于所述两个侧面的不同侧；
6.根据权利要求3所述的三维结构，其特征在于，在所述凹槽在长边上的两个侧面均为两个上升的阶梯时，所述两个上升的阶梯中各层台阶的高度不同；其中，
7.根据权利要求2所述的三维结构，其特征在于，在所述凹...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，陈劲中，
申请(专利权)人：苏州凌存科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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