[發明專利]雙層結構的硅電容器及其制造方法

在審

• 申請號: 201710208021.6
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106997878A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 陳杰;蔣大為;陳正才;高向東;王濤;楊顏寧
• 申請（專利權）人: 無錫中微晶園電子有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;B82Y40/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,劉海

1.一種雙層結構的硅電容器，包括P型襯底（1），其特征是：在所述P型襯底（1）上表面形成多個硅槽（2），硅槽（2）從P型襯底（1）的上表面向下表面方向延伸；在所述P型襯底（1）的上表面和硅槽（2）的表面摻雜N型雜質推結形成N型導電層，作為第一層電容的內部電極，在P型襯底（1）和硅槽（2）的N型導電層上依次設置第一層介質層（3）、第一層多晶（4）、第二層介質層（5）和第二層多晶（6），第一層多晶（4）作為第一層電容和第二層電容的公共內部電極，第二層多晶（6）作為第二層電容的內部電極；在所述第二層多晶（6）上設置絕緣介質層（7），絕緣介質層（7）覆蓋住下方的第一層介質層（3）、第一層多晶（4）、第二層介質層（5）和第二層多晶（6）；在所述絕緣介質層（7）上設置第一接觸孔（8）、第二接觸孔（10）和第三接觸孔（11），第一接觸孔（8）的底部與N型導電層接觸，第二接觸孔（10）的底部與第一層多晶（4）接觸，第三接觸孔（11）的底部與第二層多晶（6）接觸；在所述第一接觸孔（8）和第三接觸孔（11）處設置第一外電極金屬（9），在第三接觸孔（11）處設置第二外電極金屬（12），第一外電極金屬（9）和N型導電層和第二層多晶（6）接觸，第二外電極金屬（12）和第一層多晶（4）接觸，第一外電極金屬（9）和第二外電極金屬（12）之間由絕緣介質層（7）相隔離。

2.如權利要求1所述的雙層結構的硅電容器，其特征是：所述第一層介質層（3）和第二層介質層（5）的厚度為20nm~100nm。

3.如權利要求1所述的雙層結構的硅電容器，其特征是：所述第一層多晶（4）的厚度為500nm~600nm，第二層多晶（6）的厚度為700nm~800nm。

4.一種雙層結構的硅電容器的制造方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）提供P型襯底（1），在P型襯底（1）的上表面刻蝕出多個硅槽（2），硅槽（2）從P型襯底（1）的上表面向下表面方向延伸；

（2）在P型襯底（1）的上表面和硅槽（2）進行N型雜質的摻雜和推結，得到N型導電層；

（3）在P型襯底（1）和硅槽（2）的N型導電層表面依次生長第一層介質層（3）、第一層多晶（4）、第二層介質層（5）和第二層多晶（6）；

（4）依次刻蝕第二層多晶（6）、第二層介質層（5）、第一層多晶（4），得到與第二層介質層（5）連接的第一種連接孔（13）和與P型襯底（1）連接的第二種連接孔（14）；

（5）淀積一層絕緣介質層（7）；

（6）對絕緣介質層（7）進行刻蝕形成第一接觸孔（8）、第二接觸孔（10）和第三接觸孔（11），第一接觸孔（8）位于第二種連接孔（14）處，第二接觸孔（10）位于第一種連接孔（13）處；所述第一接觸孔（8）的底部與N型導電層接觸，第二接觸孔（10）的底部與第一層多晶（4）接觸，第三接觸孔（11）的底部與第二層多晶（6）接觸；

（7）在絕緣層介質層（7）上進行金屬濺射，得到金屬層；對金屬層進行光刻，保留第一接觸孔（8）、第二接觸孔（10）和第三接觸孔（11）處的第一外電極金屬（9）和第二外電極金屬（12）；所述第一外電極金屬（9）和N型導電層和第二層多晶（6）接觸，第二外電極金屬（12）和第一層多晶（4）接觸，第一外電極金屬（9）和第二外電極金屬（12）之間由絕緣介質層（7）相隔離。

5.如權利要求4所述的雙層結構的硅電容器的制造方法，其特征是：所述步驟（1）中首先在P型襯底（1）的上表面淀積600nm的SiO₂掩膜，選擇性地掩蔽和刻蝕掩膜，在P型襯底（1）的上表面光刻和等離子刻蝕出多個硅槽（2），硅槽（2）深度為30~100um，硅槽（2）寬度為2-3um；再采用BOE全漂去除P型襯底（1）上的SiO₂掩膜。

6.如權利要求4所述的雙層結構的硅電容器的制造方法，其特征是：所述步驟（2）中通過POCl₃進行N型雜質的摻雜和推結，得到N型導電層；在進行摻雜和推結的過程中會產生厚度50nm~80nm 的SiO₂，采用BOE全漂去除形成的SiO₂。