[發(fā)明專利]用于堆疊體沉積的增強(qiáng)的納米線結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980076768.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN113165868B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱利安·埃爾薩巴希;弗雷德里克·瓦龍;保羅-亨利·奧梅塞;皮埃爾·諾埃;久伊·帕拉特
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社村田制作所;原子能與替代能源委員會
• 主分類號: H01G4/30
• 分類號: H01G4/30;H01L29/92;H01L29/06;B82Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 冷永華;蔡勝有

提出了用于在其中沉積堆疊體例如電極?絕緣體?電極結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)的納米線結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電層(1308)；具有與導(dǎo)電層接觸的第一端和從導(dǎo)電層突出的第二端的導(dǎo)電線(1316)；以及橫向地連接一定數(shù)量的導(dǎo)電線以在導(dǎo)電線之間提供基本均勻的間距的橫向橋?qū)?1318)。此后，將絕緣體?電極堆疊體(1802、1804)沉積到所述結(jié)構(gòu)上(參見圖18)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成領(lǐng)域，并且更特別地，涉及電子產(chǎn)品、相關(guān)的半導(dǎo)體產(chǎn)品、以及它們的制造方法。

背景技術(shù)

如今，硅無源集成技術(shù)可用于工業(yè)設(shè)計。例如，由Murata?Integrated?PassiveSolutions開發(fā)的PICS技術(shù)允許將高密度電容組件集成到硅基底中。根據(jù)該技術(shù)，可以將數(shù)十個或者甚至數(shù)百個無源組件有效地集成到硅模中。

例如，在P.Banerjee等的題為“Nanotubular?metal-insulator-metal?capacitorarrays?for?energy?storage”(發(fā)表于Natural?technology，2009年5月)的工作中，他們描述了在多孔陽極材料例如多孔陽極氧化鋁(AAO)中形成的金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal，MIM)結(jié)構(gòu)。金屬、絕緣體、然后金屬的連續(xù)層遵循多孔材料的輪廓，使得MIM結(jié)構(gòu)嵌入在多孔材料的孔內(nèi)。然而，由于可以通過原子層沉積(Atomic?LayerDeposition，ALD)來沉積的AAO厚度，Banerjee的AAO嵌入式結(jié)構(gòu)遭受高的等效串聯(lián)電阻(Equivalent?Series?Resistance，ESR)和有限的電容密度。

國際申請公開WO?2015/063420?A1中描述了由F.Voiron等改善Banerjee的ESR和電容的結(jié)構(gòu)。Voiron的結(jié)構(gòu)得到可以用于各種應(yīng)用的高度集成的電容。在該結(jié)構(gòu)中，孔的底部是開放的并且MIM結(jié)構(gòu)的下金屬層與位于多孔區(qū)域之下的導(dǎo)電層接觸，從而提供了電接觸并降低了ESR。

通常，如上所述的AAO嵌入式結(jié)構(gòu)是由于將結(jié)構(gòu)(例如，MIM結(jié)構(gòu))嵌入在形成于基底例如硅晶片上方的多孔區(qū)域內(nèi)而產(chǎn)生的。通常，多孔區(qū)域是由于對沉積在基底上方的金屬例如鋁的薄層進(jìn)行陽極化而產(chǎn)生的。陽極化將鋁層轉(zhuǎn)化為多孔陽極氧化鋁。通常，多孔區(qū)域形成為任何形狀(如從頂部觀察的)，并且在與晶片表面垂直的方向上延伸穿過氧化鋁層。

MIM結(jié)構(gòu)(或更一般地，電極-絕緣體-電極(EIE)結(jié)構(gòu))通常使用原子層沉積(ALD)沉積在多孔區(qū)域內(nèi)。當(dāng)使用的反應(yīng)性和反應(yīng)物物質(zhì)作為氣體引入時，ALD沉積過程對多孔結(jié)構(gòu)的滲透性敏感。圖2是嵌入有MIM結(jié)構(gòu)的AAO的示例性掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。圖3是圖2的突出顯示嵌入在AAO中的MIM結(jié)構(gòu)的放大圖。

多種應(yīng)用可以受益于通過AAO嵌入式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的高度集成的電容。對于一些應(yīng)用，期望結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出非常低的等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感(ESL)以及高的等效電容密度(EPC)。例如，這是對于用于去耦處理器的電容元件的情況。在這種情況下，電容器被用作局部能量罐(并因此放置成非常接近處理器)以補(bǔ)償在大電流擺動的情況下由供電線阻抗引起的電壓降。在當(dāng)今的處理器中，這樣的電流擺動可以大至100A。在電流擺動的情況下，電容器用于在電流擺動的持續(xù)時間內(nèi)提供處理器所需的電荷(即，電流)。當(dāng)由電容器提供的電流通過電容器的內(nèi)部電容器電阻時，結(jié)構(gòu)的ESR應(yīng)盡可能低以使跨經(jīng)電容器的電壓降最小化。由于同樣的原因，電容器的ESL也應(yīng)最小化。另一方面，EPC越大，由電容器過濾的電流擺動事件就可以越大(例如，對于～nF電容器的～皮秒供應(yīng)中斷、對于μF電容器的納秒供應(yīng)中斷等)。