[发明专利]高密度嵌入式电容器及其制作方法

权利要求书

1.一种高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括本体层和位于所述本体层表面上的刻蚀阻挡层；

在所述刻蚀阻挡层表面内形成多个沟槽图形；

以具有所述沟槽图形的刻蚀阻挡层为掩膜，在所述本体层表面内形成多个沟槽，所述沟槽垂直度良好且具有高深宽比；

去除相邻沟槽之间的刻蚀阻挡层材料，以在所述刻蚀阻挡层表面上形成该电容器的掺杂区图形；

以具有所述掺杂区图形的刻蚀阻挡层为掩膜，对所述沟槽的底部、侧壁以及相邻沟槽间的本体层材料进行掺杂，得到该电容器的掺杂区，以在所述本体层与所述掺杂区接触区域形成三维PN结；

保留紧邻所述掺杂区边缘的部分刻蚀阻挡层材料，去除所述掺杂区两侧或四周的部分刻蚀阻挡层材料，暴露出部分本体层材料，作为该电容器的第一电极区；

在所述本体层表面上形成第一金属层，所述第一金属层与所述掺杂区材料及所述第一金属层与所述本体层材料间均形成欧姆接触，所述第一金属层覆盖所述第一电极区以及所述沟槽的底部、侧壁以及相邻沟槽间的掺杂区材料；

去除部分第一金属层材料，形成该电容器的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极的极性相反，且二者之间电学绝缘，所述第一电极位于所述掺杂区的两侧或四周，所述第二电极位于所述掺杂区表面上，其中，去除的部分第一金属层材料位于紧邻所述掺杂区边缘的部分刻蚀阻挡层表面上。

2.根据权利要求1所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，形成第一电极和第二电极之后还包括，在所述第一电极和第二电极表面上形成第二金属层，以引出所述第一电极和第二电极。

3.根据权利要求1所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述沟槽的深宽比在1∶1-10∶1之间。

4.根据权利要求3所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述沟槽的深度在2μm-100μm之间。

5.根据权利要求3所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述相邻沟槽间的本体层材料的厚度大于所述掺杂区的厚度的2倍，且小于20μm。

6.根据权利要求5所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述掺杂区的厚度在0.1μm-3μm之间。

7.根据权利要求6所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，形成所述掺杂区的方法为，采用高温扩散工艺形成所述掺杂区，该过程具体为，在1000℃-1200℃以内的高温下，进行1min-10min的预扩散，以使扩散源的浓度稳定的保持在预设浓度下，之后保持所述高温及预设浓度，进行连续扩散，包括所述预扩散时间在内的所述高温扩散的总体时间在10min-90min以内。

8.根据权利要求7所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述本体层材料为P型硅衬底，所述掺杂区为N型掺杂，所述掺杂区的扩散源为POCl₃，所述预设浓度为8×10²⁰cm^-3，所述高温扩散的总体时间为80min。

9.根据权利要求8所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述P型硅衬底的电阻率在0.01Ω·cm-0.5Ω·cm之间。

10.根据权利要求1所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述多个沟槽呈阵列式分布于所述本体层表面内。

11.根据权利要求10所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述沟槽的横截面形状为正六边形、圆形或正方形。

12.根据权利要求2所述的高密度嵌入式电容器制作方法，其特征在于，所述第一金属层材料为铝，所述第二金属层材料为金。