一种包括形成薄膜电容器的方法技术

本申请涉及用于薄膜电容器制作的溶胶-凝胶及掩模图案化，由此制作的薄膜电容器，以及含有薄膜电容器的系统，提供了一种形成薄膜电容器的工艺，包括：在第一电极上对介电薄膜的溶胶-凝胶图案化，剥离去除不需要的介电薄膜，以及给介电薄膜配上第二电极。薄膜电容器沿着其特征尺寸定义的线呈现出基本上均匀的热变形态。还公开了包括该薄膜电容器的计算系统。

【技术实现步骤摘要】
一种包括形成薄膜电容器的方法本申请是分案申请，其母案申请的专利技术名称是：“用于薄膜电容器制作的溶胶-凝胶及掩模图案化，由此制作的薄膜电容器，以及含有薄膜电容器的系统”；其母案申请的申请日是2007年3月31日；其母案申请的优先权日是2006年3月31日；其母案申请的国际申请号是：PCT／US2007／007710。相关申请本专利申请要求2006年3月31日提交的美国申请No.11／396386的优先权权益，将该美国申请通过引用结合于此。
公开的实施例涉及平行极板电容器组件。
技术介绍
处理器管芯通常需要电容式电源来响应运行时产生的瞬时负载。提供电容器来响应管芯的瞬时负载要求。薄膜电容器(TFC)通常是在两个电极之问设置的电介质，而且通过激光钻孔(drilling)来制作。激光钻孔成本高且耗时，而且使TFC的结构承受较大的不均匀热瞬变。高介电常数(高k)薄膜电容器(TFC)必须在烧结之后经过激光钻孔或者化学蚀刻以提供电接触。这些工艺会影响已烧结的高k电介质的化学性质。激光钻孔会产生不均匀的激光热区，或者蚀刻化学会改变蚀刻边缘处及其附近的高k电介质。在穿过已烧结的薄膜电容器(TFC)介电层以形成接触通道的传统激光钻孔加工过程中，激光束的极大的热瞬变在激光钻孔的切割边缘产生热变区。激光钻孔边缘由于激光钻孔工艺的原因会承受极大的热瞬变，但是与切割边缘相反，已烧结的TFC电介质会在烧结工艺中保持不变。传统的激光钻孔工艺可能会造成激光钻孔边缘与远离激光钻孔边缘的区域相比，发生物理上的或化学上的变化。例如，激光钻孔边缘与远离激光钻孔边缘的区域相比会脆化。因此，激光钻孔边缘的热变形态会呈现出在烧结电介质中引起的脆化迹象。脆化可以通过物理探测或其他技术来确定。激光钻孔边缘还可能由于极大热瞬变导致材料损失或者变化，从而改变了化学质量。因此，激光钻孔边缘的热变形态可能会呈现出在已烧结的电介质中化学损耗迹象。改变的化学质量可以通过诸如扫描电子显微镜方法(SEM)或者离子耦合等离子体(ICP)分析之类的显微技术来确定。而且，由于激光钻孔工艺的极大热瞬变，激光钻孔边缘与远离区域相比，甚至会把挥发的杂散材料引入到TFC电介质的基体中。因此，激光钻孔边缘的热变形态会呈现出在已烧结的电介质中的化学添加迹象。改变的化学质量可以由诸如SEM或ICP分析之类的显微技术来确定。附图说明为了理解获得实施例的方法，下面参照附图对上面简要说明的各种实施例作更具体的说明。要理解，这些图仅描绘了典型的实施例，不一定按比例绘制，因此不能认为是对专利技术范围的限定，下面将通过使用附图以附加特征和细节来描述和说明一些实施例，其中：图1A是根据实施例的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；图1B是根据实施例的图1A中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；图1C是根据实施例的图1B中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；图1D是根据实施例的图1C中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；图2是根据实施例处理后的薄膜电容器组件的断面俯视图；图3是包括根据实施例形成的薄膜电容器组件的封装的横截面正视图；图4是根据各种实施例的工艺流程图；图5是描绘根据实施例的计算系统的剖开透视图；以及图6是根据实施例的电子系统的示意图。具体实施方式以下描述包含了诸如上面、下面、第一、第二等的术语，这些术语只是为了描述而被使用，不能被视为限定。这里描述的装置或者物品的实施例可以多个位置和方位被制造、使用或者载运。术语“管芯”和“芯片”一般指的是作为通过各种工艺操作转变成想要的集成电路器件的基础工件的物理对象。管芯通常是从晶圆上单个地分离而来，晶圆可由半导体材料、非半导体材料或者半导体与非半导体材料的组合制成。基板一般是指作为管芯的安装衬底的填充有树脂的玻璃纤维结构。下面参照附图，图中同样的结构配有同样的参考标记。为了最清楚地展示结构和工艺的实施例，这里包含的图是实施例的图示。因此，制作的结构虽然仍包含实施例的基本结构，但是其例如在显微照片中的实际外观可能看起来不同。此外，这些图仅示出了对理解实施例有必要的结构，为了保证图的清晰性，本领域都知道的其他结构没有包含在图中。图1A是根据实施例的薄膜电容器(TFC)组件100在处理过程中的横截面正视图。在此处理时刻的TFC组件100包括具有上表面112和下表面114的第一电极110。在第一电极110上方在上表面112上图案化形成掩模116。在一个实施例中，掩模116在处理过程中易于溶胀和剥离。在一个实施例中，掩模116为液体可溶的，使得采用剥离工艺可将其去除。在一个实施例中，掩模116为蒸汽可溶胀的，使得可采用剥离工艺将其去除。图1B是根据实施例的图1A中描绘的薄膜电容器组件在进一步处理之后的横截面正视图。TFC组件101呈现出设置在第一电极110的上表面112和掩模116之上的绿色介电膜118。在一个实施例中，绿色介电膜118为铺在上表面112上的陶瓷粉末悬浮膜116。在一个实施例中，掩模116具有第一厚度120，绿色介电膜118具有第二厚度122。在一个实施例中，第一厚度120大于第二厚度122。在此实施例中，由于掩模第一厚度120大于绿色介电膜第二厚度122，因此掩模116呈现出暴露的侧面124，暴露的侧面124在剥离工艺中容易受到液体或者蒸汽渗入。在一个实施例中，第一厚度120与第二厚度122大约相同。在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸盐化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸钡化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸锶化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括作为首要成分的钛酸锶钡(BST)化合物的溶胶-凝胶溶液。“首要成分”可意味着，绿色介电膜118在烧结之后含有大约100％的钛酸盐陶瓷。它还可意味着，绿色介电膜118的大部分成分为BST。它还可意味着，如果例如还存在至少两种其他电介质，则绿色介电膜118中该介电材料低于50％，却是含量最多的介电材料，从大约34％BST至大约49％BST。在一个实施例中，任何其他适合于用作TFC电介质的陶瓷电介质被用作绿色介电膜118。在一个实施例中，第二次热处理适合称作退火，而不是烧结。在此实施例中，初步固化的介电膜118被加热，使得只去除了流体，其化学性质在材料上没有改变。由于特定的应用可能会使用所定义的烧结或者所定义的退火，为了所公开和保护的实施例的目的，同义地使用术语“烧结”和“退火”。根据一个实施例的溶胶-凝胶薄膜118的制备包括：将烷氧基钛和锶无机盐与甲氧基乙醇(methoxyelthan01)和1，2-亚乙基二醇混合。在一个实施例中，根据一个实施例的溶胶-凝胶膜118的制备包括：将烷氧基钛和钡无机盐与甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇混合。在一个实施例中，根据一个实施例的溶胶-凝胶膜118的制备包括：将烷氧基钛与钡无机盐和锶无机盐混合，再与甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇混合。在一个实施例中，通过正交喷涂至暴露表面上来实现将绿色介电膜118施用至第一电极110和掩模116。在一个实施例中，通过旋涂溶胶-凝胶液体实现该施用。在一个实施例中，通过将第一电极110浸入电介质前驱液的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括形成薄膜电容器的方法，包括：在第一电极上图案化掩模；在所述第一电极和所述掩模上形成绿色介电膜，绿色介电膜的厚度在0.5微米至30微米的范围内；剥离所述掩模以获得正图案绿色介电膜；以及在剥离所述掩膜后，烧结所述正图案绿色介电膜以获得已烧结的电介质。

【技术特征摘要】
2006.03.31 US 11/3963861.一种包括形成薄膜电容器的方法，包括：在第一电极上图案化掩模；在所述第一电极和所述掩模上形成绿色介电膜，绿色介电膜的厚度在0.5微米至30微米的范围内；剥离所述掩模以获得正图案绿色介电膜；以及在剥离所述掩模后，烧结所述正图案绿色介电膜以获得已烧结的电介质。2.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，在剥离所述掩模之前，所述方法包括初步固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动。3.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，在剥离所述掩模之前，所述方法包括初步固化所述绿色介电膜，其中所述绿色介电膜通过溶胶-凝胶工艺形成，以及其中初步固化在从50℃至150℃的范围内的温度下进行。4.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，剥离所述掩模包括一种方法，该方法选自由湿法溶解所述掩模和蒸汽溶胀所述掩模组成的组中。5.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，烧结在从700℃至900℃的温度范围内进行。6.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，还包括：在剥离所述掩模之前，初步固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动，其中初步固化在从50℃至150℃的温度范围内进行；其中烧结在从700℃至900℃的温度范围内并且在无反应性气氛中进行，其中所述无反应性气氛是无反应性气体、气氛减压的气体或真空；以及给已烧结的介电膜配上第二电极。7.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。8.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。9.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。10.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，进一步包括：在已烧结的电介质上形成第二电极，其中，已烧结的电介质设置在第一电极和第二电极之间且与第一电极和第二电极邻接；放置下介电层，与第一电极接触；放置上介电层，与第二电极接触形成第一电极接触，其与第一电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层；形成第二电极接触，其与第二电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层；其中，所述形成第一电极接触及所述形成第二电极接触在不用激光钻孔穿过已烧结的电介质的情况下进行。11.一种包括形成薄膜电容器的方法，包括：在第一电极上提供图案化的掩模，图案化的掩模包括暴露第一电极的开孔；在第一电极上及在掩模上形成绿色介电膜；初步将绿色介电膜加热至第一温度，从而固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动；在所述初步加热绿色介电膜之后，清除所述掩模，以获得正图案绿色介电膜；以及在所述清除所述掩模之后，第二将固化的绿色介电膜加热来获得已烧结的电介质，其中所述第二加热是在比初步加热的更高的温度下进行的；在已烧结的电介质上形成第二电极，其中，已烧结的电介质被放置在第一电极和第二电极之间；放置下介电层，与第一电极接触；放置上介电层，与第二电极接触；形成第一电极接触，其与第一电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层；以及形成第二电极接触，其与第二电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层；其中，所述形成第一电极接触及所述形成第二电极接触在不用激光钻孔穿过已烧结的电介质的情况下进行。12.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成固化的绿色介电膜，使其具有在0.5微米至30微米的范围内的厚度。13.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。14.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。15.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·佘，Y·闵，C·A·帕拉杜斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：