【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子电器，尤其涉及一种三维结构和制备方法。
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。同时，多层周期性材料的图形化往往需要多次曝光才能完成，大大增加了工艺难度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种三维结构和制备方法，以在保证电容器稳定的前提下，有效提升电容器的容量，同时降低工艺难度
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、至少一个台阶型结构、周期性材料层、隔离层、第一电极和第二电极；其中，
4、所述台阶型结构形成于所述基底上，从远离所述基底的方向来看，所述台阶型结构与所述基底围设成一个下小上大的凹槽；
5、所述周期性材料层形成于所述基底和所述台阶型结构之上，所述周期性材料层的形貌与所述凹槽匹配，以填充所述凹槽、并与所述台阶型结构形成一个平面；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之上；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
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与所述奇数级电极层连接；
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、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：
10、通过刻蚀工艺或刻蚀加修剪工艺，在基底上形成至少一个台阶型结构；其中，从远离所述基底的方向来看，所述台阶型结构与所述基底围设成一个下小上大的凹槽；
11、在所述基底和所述台阶型结构上交替沉积电极层和介电层，以在所述基底和所述台阶型结构之上形成由交替层叠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；
12、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；
13、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台阶型结构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，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。
14、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；
15、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；
16、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。
17、本申请第三方面提供另一种三维结构的制备方法，所述方法包括
18、通过纳米压印工艺，在基底上形成至少一个台阶型结构；其中，从远离所述基底的方向来看，所述台阶型结构与所述基底围设成一个下小上大的凹槽；
19、在所述基底和所述台阶型结构上交替沉积电极层和介电层，以在所述基底和所述台阶型结构之上形成由交替层叠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；
20、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；
21、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台阶型结构之上的第一层电极层暴露的位置；其中，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，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；
22、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；
23、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；
24、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。
25、本申请提供的三维结构，通过台阶型结构形成向下凹陷的台阶形貌，与平面基底相比可以极大限定提高台阶的表面积。当形成电容的周期性材料共形地，依次铺设在其上方时，可以借由台阶的形貌，提高周期性材料的面积，进而获得非常高的电容密度。本专利技术中通过增加形成电容的周期性材料的表面积，而不必选择高介电常数的材料作为介电层，避免高介电常数材料易形变的问题，在获取高密度电容结构的基础上，可以保证器件整体的稳定性。
26、同时，本专利技术提供的三维结构在基底的上方形成绝缘性的台阶型结构，该台阶型结构整体上呈现向基底方向延伸的形貌，与传统的在基底表面形成堆叠的周期性材料而形成的凸起型三维结构相比，至少具有以下优点：
27、1、传统的凸起型三维结构的周期性材料中的单元结构，其实质上与基底平行设置，各单元结构的面积与其覆盖的向基底方向上的投影面积一致；而本专利技术提供的周期性材料，因共形地铺设在向下凹陷的台阶上，因此其单元结构的面积实际上远大于其实际覆盖的向基底方向上的投影面积，可以有效提高同等投影面积的周期性材料的表面积；
28、2、通过纳米压印是方便制造本专利技术所需的台阶型结构的典型方法，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，而方便获得所需的台阶形貌。进一步，在基底上包含多个台阶型结构时，多个台阶型结构的形貌和高度可以不同。当周期性材料覆盖在基底上方时，同时覆盖在多个台阶型结构上，可以通过具有高低落差的、以及形貌不同的多个台阶型结构来进一步提高其表面积。特别地，可以通过纳米压印的印章一次性获得多个形貌以及高度不同的多个台阶型结构。多个台阶型结构可以是非垂直的台阶形貌，以便于周期性材料的沉积。
29、进一步，在形成的向下凹陷的台阶型结构中位于底部的平坦表面上，额外增加若干正向金字塔型的台阶结构，以在周围设置的台阶形貌的基础上，获得在底面上另外加增的台阶，使得用以铺设周期性材料的台阶表面积进一步增大。进一步，正向金字塔的台阶高度可以低于外围的台阶高度，以增加后续周期性材料的叠加数量，提高器件的密度和性能。特别地本文档来自技高网...
【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、至少一个台阶型结构、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，所述台阶型结构的台阶的宽度大于第一指定值，所述台阶型结构除最上层台阶之外的其他台阶的高度等于第二指定值的正数倍；其中，所述最上层台阶为所述隔离层下的第一个台阶；所述第二指定值为所述周期性材料层中交替层叠的单层电极层和单层介电层的厚度之和。
3.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述奇数级电极层和所述偶数级电极层位于所述周期性材料层的同一侧。
4.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述基底和所述台阶型结构的材料相同；
5.根据权利要求1或2所述的三维结构，其特征在于，所述三维结构包括一个台阶型结构；其中，
6.根据权利要求5所述的三维结构，其特征在于，在所述三维结构包括两个台阶型结构或所述三维结构包括四个台阶型结构，相对的两个台阶型结构中处于同一层的台阶的高度相同。
7.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述台阶型结构沿高度方向的侧面
8.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。
9.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述介电层由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化铪、氧化钽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，所述方法包括：
11.一种三维结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
...【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、至少一个台阶型结构、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，所述台阶型结构的台阶的宽度大于第一指定值，所述台阶型结构除最上层台阶之外的其他台阶的高度等于第二指定值的正数倍；其中，所述最上层台阶为所述隔离层下的第一个台阶；所述第二指定值为所述周期性材料层中交替层叠的单层电极层和单层介电层的厚度之和。
3.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述奇数级电极层和所述偶数级电极层位于所述周期性材料层的同一侧。
4.根据权利要求1所述的三维结构，其特征在于，所述基底和所述台阶型结构的材料相同；
5.根据权利要求1或2所述的三维结构，其特征在于，所述三维结构包括一个台阶型结构；其中，
6.根据权利要求5所述的三维结构，其特征在于，...
【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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