[發(fā)明專利]硅電容器內(nèi)部多層電極連接結(jié)構(gòu)及連接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210165420.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102683318A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳杰;唐劍平;雷鳴;陳立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫納能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/522
• 分類號(hào): H01L23/522;H01L21/768
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多層電極連接結(jié)構(gòu)及連接方法，尤其是一種硅電容器內(nèi)部多層電極連接結(jié)構(gòu)及連接方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硅電容器在目前市場(chǎng)上是新穎的產(chǎn)品，硅電容由多個(gè)內(nèi)部小電容通過(guò)內(nèi)部多層電極并聯(lián)而成，內(nèi)部電極材料是原位摻雜多晶硅。眾所周知，電子技術(shù)常用的電容器有電解電容器、多層陶瓷電容器、薄膜電容器等。這些電容器有的使用壽命短，有的耐高溫性差，有的等效串聯(lián)電阻大，有的高頻性能差、有的體積大，應(yīng)用范圍各有限制。硅電容采用成熟的半導(dǎo)體技術(shù)，同時(shí)克服了上述缺點(diǎn)，但電容量小。增加電容量就必須增加內(nèi)部小電容的數(shù)量，也就是增加內(nèi)部電極的層數(shù)，但內(nèi)部電極每增加一層，就要增加兩次光刻，這樣制造成本非常高。所以目前市場(chǎng)上多晶作為硅電容器內(nèi)部電極的只有兩層，電容密度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種硅電容器內(nèi)部多層電極連接結(jié)構(gòu)及連接方法，其電容密度高，工藝兼容，降低制造成本，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述硅電容器內(nèi)部多層電極連接結(jié)構(gòu)，包括襯底；所述襯底的表面上形成第一內(nèi)部電極層，所述第一內(nèi)部電極層的上方設(shè)有若干交替分布的奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層，且奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層在襯底上方匹配對(duì)應(yīng)；奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層間設(shè)置有介質(zhì)層，且第一內(nèi)部電極層與鄰近的奇數(shù)電極層間通過(guò)介質(zhì)層相連；所述襯底上方設(shè)有互連電極，所述互連電極包括第一金屬外電極及第二金屬外電極，所述第一金屬外電極與奇數(shù)電極層及第一內(nèi)部電極層等電位連接，第二金屬外電極與偶數(shù)電極層等電位連接，第一金屬外電極與第二金屬外電極絕緣隔離。

所述襯底上方最外層的偶數(shù)電極層上覆蓋有絕緣介質(zhì)層；襯底的上方設(shè)有奇數(shù)層連接孔及偶數(shù)層連接孔，奇數(shù)層連接孔內(nèi)填充有奇數(shù)層連接線，且奇數(shù)層連接線覆蓋于絕緣介質(zhì)層上；偶數(shù)層連接孔內(nèi)填充有偶數(shù)層連接線，且偶數(shù)層連接線覆蓋于絕緣介質(zhì)層上；第一金屬外電極與奇數(shù)層連接線歐姆接觸，以通過(guò)奇數(shù)層連接線與第一內(nèi)部電極層及奇數(shù)電極層等電位連接；第二金屬外電極與偶數(shù)層連接線歐姆接觸，以通過(guò)偶數(shù)層連接線與偶數(shù)電極層等電位連接；第一金屬外電極、奇數(shù)層連接線通過(guò)絕緣隔離層與第二金屬外電極、偶數(shù)層連接線絕緣隔離。

所述襯底采用P型導(dǎo)電類型的硅，通過(guò)在P型襯底表面摻雜N型雜質(zhì)形成第一內(nèi)部電極層。

所述襯底內(nèi)設(shè)有若干凹槽，第一內(nèi)部電極層、介質(zhì)層及奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層依次覆蓋于凹槽內(nèi)。

所述奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層均為導(dǎo)電多晶硅。

所述奇數(shù)電極層、偶數(shù)電極層的厚度為500nm~800nm。

一種硅電容內(nèi)部多層電極連接方法，所述多層電極連接方法包括如下步驟：

a、提供第一導(dǎo)電類型的襯底，并在襯底的表面上淀積掩膜層，選擇性地掩蔽和刻蝕掩膜層，以在襯底內(nèi)形成所需的凹槽；

b、去除上述襯底上的掩膜層，并在襯底及凹槽上進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的摻雜和推結(jié)，以形成第一內(nèi)部電極層；

c、去除上述襯底表面的氧化層；

d、在上述第一內(nèi)部電極層的表面上淀積交替分布的奇數(shù)電極層及偶數(shù)電極層，鄰近第一內(nèi)部電極層的奇數(shù)電極層與第一內(nèi)部電極層間通過(guò)生長(zhǎng)介質(zhì)層間隔，且奇數(shù)電極層與偶數(shù)電極層間通過(guò)生長(zhǎng)介質(zhì)層間隔，?

e、在上述最外層的偶數(shù)電極層上淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋于偶數(shù)電極層上；

f、選擇性地掩蔽和光刻絕緣介質(zhì)層，以在襯底的上方形成奇數(shù)層連接孔及偶數(shù)層連接孔，奇數(shù)層連接孔從絕緣介質(zhì)層的表面向下延伸直至襯底的表面，偶數(shù)層連接孔從絕緣介質(zhì)層的表面向下延伸直至鄰近第一內(nèi)部電極層的奇數(shù)電極層；

g、在上述襯底上原位摻雜淀積多晶硅層，所述多晶硅層填充分別填充在奇數(shù)層連接孔及偶數(shù)層連接孔內(nèi)，選擇性地掩蔽和刻蝕多晶硅層，以在襯底上方形成奇數(shù)層連接線及偶數(shù)層連接線，奇數(shù)層連接線與第一內(nèi)部電極層及奇數(shù)電極層相接觸，偶數(shù)層連接線與偶數(shù)電極層相接觸；

h、對(duì)上述奇數(shù)層連接線及偶數(shù)層連接線退火；

i、在上述絕緣介質(zhì)層上淀積絕緣隔離層，選擇性地掩蔽和刻蝕絕緣隔離層，以去除奇數(shù)層連接線及偶數(shù)層連接線裸露；

j、在上述奇數(shù)層連接線及偶數(shù)層連接線濺射金屬層，光刻和刻蝕金屬層，以形成第一金屬外電極及第二金屬外電極，并使得第一金屬外電極與奇數(shù)層連接線歐姆接觸，第二金屬外電極與偶數(shù)層連接線歐姆接觸。

所述步驟f中，形成奇數(shù)層連接孔包括如下步驟：