[发明专利]一种采用硅通孔构成的三维集成电容器及其制造方法

摘要

本发明属于涉及一种采用硅通孔构成的三维集成电容器及其制造方法。一种采用硅通孔构成的三维集成电容器，包括顶层介质层、外层金属环极板、内层金属极板、顶层层间介质层、外层互连金属环、内层互连金属柱、中间层互连金属环、半导体衬底、第一介质层、第一金属环层、第二介质层、第二金属环层、第三介质层、第三金属环层、第四介质层、金属柱层、底层层间介质、外层金属环、内层金属环、底层介质、底层互连金属。本发明公开的三维电容器的制作均采用硅通孔制造工艺，工艺兼容性高，制造成本低；占用芯片面积小；该三维集成电容器具有较大的电容密度；而其与地接触面积仅限于外围金属层，因此对地寄生电容减小到fF量级。

主权项

一种采用硅通孔构成的三维集成电容器，其特征在于，包括顶层介质层(101)、外层金属环极板(102)、内层金属极板(103)、顶层层间介质层(201)、外层互连金属环(202)、内层互连金属柱(203)、中间层互连金属环(204)、半导体衬底(301)、第一介质层(302)、第一金属环层(303)、第二介质层(304)、第二金属环层(305)、第三介质层(306)、第三金属环层(307)、第四介质层(308)、金属柱层(309)、底层层间介质(401)、外层金属环(402)、内层金属环(403)、底层介质(501)、底层互连金属(502)；所述半导体衬底(301)为硅衬底；三维电容器的从上往下依次为顶层介质层(101)、顶层层间介质层(201)、半导体衬底(301)、底层层间介质(401)和底层介质(501)，所述顶层介质层(101)设有外层金属环极板(102)和内层金属极板(103)，所述顶层层间介质层(201)设有外层互连金属环(202)、内层互连金属柱(203)和中间层互连金属环(204)，外层互连金属环(202)、内层互连金属柱(203)、中间层互连金属环(204)为层间互连金属，所述半导体衬底(301)从外到内依次为第一介质层(302)、第一金属环层(303)、第二介质层(304)、第二金属环层(305)、第三介质层(306)、第三金属环层(307)、第四介质层(308)和金属柱层(309)，所述底层层间介质(401)设有外层金属环(402)和内层金属环(403)，所述外层金属环(402)、所述内层金属环(403)为层间互连金属，所述底层介质(501)设有底层互连金属(502)，所述半导体衬底(301)将第一介质层(302)完全包裹；所述第一介质层(302)将第一金属环层(303)完全包裹；所述第二介质层(304)将第二金属环层(305)完全包裹；所述第三介质层(306)将第三金属环层(307)完全包裹；所述第四介质层(308)将金属柱层(309)完全包裹；所述第一金属环层(303)和第三金属环层(307)通过顶层介质层(101)连接，作为三维集成电容器的上极板；所述第二金属环层(305)和金属柱层通过底层介质(501)连接，作为三维集成电容器的下极板。