[发明专利]高密度电容器及其电极引出方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器及其电极引出方法，尤其是一种高密度电容器及其电极引出方法，属于高密度电容的技术领域。

背景技术

目前市场上常用的电容器是铝电解电容器、钽电解电容器、多层陶瓷电容器、电双层电容器等。液态电解电容器具有价格低、容量大的优点，但因其含有液态电解液，往往有体积大、等效串联电阻大、高频性能差、耐高温性差、使用寿命短、对环境有污染等缺点；双电层电容器同样采用液态电解液，也存在体积大、工作温度局限、等效串联电阻大、对环境污染等缺点。固态高分子聚合物电容器虽然大大改善了液态电解电容器的高频性能、耐高温性、使用寿命短的缺点，但仍然存在体积大、等效串联电感大的缺点，同时产生工作电压低的缺点；近年来，多层陶瓷电容器技术虽然有很多进展，但受其加工工艺限制，其等效电感数值、电容量仍然难以满足电子线路日益发展的大容量、高频化需求，且其厚度较厚、与半导体工艺不兼容等因素造成难以与集成电路集成封装。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高密度电容器及其电极引出方法，其电容量大，高频性能好，能与集成电路集成封装，体积小，使用寿命长，环保，可广泛应用于去耦、降噪、储能电路中，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述高密度电容器，包括衬底；所述衬底上生长若干局部电极层，所述局部电极层包括偶数局部电极层及与所述偶数局部电极层相匹配的奇数局部电极层，所述奇数局部电极层与偶数局部电极层间设有高介电常数介质层；所述衬底的上方设有互连电极层，所述互连电极层包括用于与偶数局部电极层电连接的偶数互连电极及用于与奇数局部电极层电连接的奇数互连电极，所述奇数互连电极与偶数互连电极间绝缘隔离。

所述衬底上设有用于增大表面积的扩张区域，所述局部电极层及高介电常数介质层生长于所述扩张区域内及衬底对应的表面上。

所述扩张区域为若干凹设于衬底的微槽或凸设于衬底上的微柱，微槽或微柱在衬底上呈阵列分布。

所述局部电极层的材料为选自铜、铝、铂、钽、钨、钼、钌、钛、镍、重掺杂多晶硅、导电性氧化物、导电性氮化物中的一种或几种。

所述偶数局部电极层上方设有第一偶数接触孔，奇数局部电极层上方设有第一奇数接触孔，偶数互连电极填充于第一偶数接触孔内，并与偶数局部电极层电连接，奇数互连电极填充于第一奇数接触孔内，并与奇数局部电极层电连接；偶数互连电极与奇数互连电极通过局部电极层上的绝缘介质层及绝缘保护层相绝缘隔离。

一种高密度电容器的电极引出方法，所述电极引出方法包括如下步骤：

a、提供衬底，并在所述衬底上设置扩张区域；

b、在上述衬底的表面上及扩张区域内反复生长奇数局部电极层、高介电常数介质层及偶数局部电极层，得到所需的局部电极层，高介电常数介质层位于相应奇数局部电极层及偶数局部电极层之间；

c、在上述局部电极层的表面上淀积绝缘介质层，并对所述绝缘介质层进行平整性处理，所述绝缘介质层覆盖于局部电极层上；

d、沿绝缘介质层指向衬底的方向逐层刻蚀绝缘介质层、偶数局部电极层、高介电常数介质层及奇数局部电极层，使得刻蚀后得到奇数局部电极层及偶数局部电极层相应的端部边缘在衬底的表面上方逐层分开，相邻奇数局部电极层与偶数局部电极层间形成台阶，且覆盖对应台阶表面的高介电常数介质层裸露；

e、在上述衬底的表面上方淀积第一绝缘保护层，所述第一绝缘保护层覆盖于绝缘介质层上，并覆盖奇数局部电极层及偶数局部电极层上对应高介电常数介质层的裸露表面；

f、刻蚀上述覆盖偶数局部电极层、奇数局部电极层表面的第一绝缘保护层及高介电常数介质层，得到位于所述衬底上方所需的第一偶数接触孔与第一奇数接触孔；

g、在上述得到的第一偶数接触孔、第一奇数接触孔内填充互连电极材料，刻蚀所述互连电极材料后得到所需的偶数互连电极、奇数互连电极。

所述衬底为半导体或导体时，在衬底上形成绝缘隔离层，衬底通过绝缘隔离层与对应的局部电极层绝缘隔离。

当所述步骤f同时得到第一偶数接触孔、第一奇数接触孔，且第一偶数接触孔及第一奇数接触孔位于衬底上方的四周区域及中心区域内时，还包括步骤h、在上述衬底的表面淀积第二绝缘保护层，所述第二绝缘保护层覆盖于相应的第一绝缘保护层、奇数互连电极及偶数互连电极；

步骤i、刻蚀上述第二绝缘保护层，使得所需的奇数互连电极、偶数互连电极对应的表面裸露，以形成所需的第二奇数接触孔及第二偶数接触孔。