[实用新型]多层硅基电容器电极连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连接结构，尤其是一种多层硅基电容器电极连接结构，属于高密度硅基电容器的技术领域。

背景技术

电容器应用范围很广，从节能灯、手机到其它几乎所有的电子产品上，都可见到电容器被大量地广泛地使用，常见的传统电容器有MLCC（Multi-layer ceramic capacitors）、铝电解电容、钽电容、超级电容等，随着电子产品微型化、高性能、低成本的发展趋势，将被动元件集成到硅片上或进行集成封装的研发越来越受到重视。高密度硅基电容器解决了传统电容器容量与性能不能兼顾的问题，目前已经在DC/DC转换、超小型去耦、特殊环境、高可靠性领域得到应用。

相对传统电容器，硅基电容器具有高电容密度、高精度和高可靠性的优势。MLCC采用K值几千以上的铁电材料和多层结构来提高电容密度，硅基电容器采用高深宽比3D结构和非铁电的介质材料来实现高电容密度，铁电高K材料的温度稳定性比非铁电介质材料的差，因而硅基电容器在具有高电容密度的同时也具备高精度、小温度系数。同时，硅基电容器采用半导体工艺制作，具有极低的漏电流、极高的可靠性，产品特性一致性好，适合应用在对节能、可靠性要求较高的场合。硅基电容器可靠性是普通MLCC的10倍以上，产品可耐250℃高温度，在高温环境下产品可靠性高于MLCC产品1000倍以上；最薄的硅基电容器产品厚度可以做到80um，而目前最先进的MLCC厚度仅能做到220um，超薄的外形适合进行集成封装以及对产品尺寸要求较小的应用场合。

但相对于传统电容器，硅基电容器制造成本较高，制约了其推广使用。同集成电路一样，降低成本可通过进一步提高电容密度，增加单位晶圆的芯片产出数来实现。除提高3D结构的深宽比来提高电容密度外，还可采用在衬底上制作多层电容进行并联连接。但现有的电极连接结构及连接方法，随着电容层数的增多，需要相应增加光刻次数，造成单位电容容量制造成本的降低效果减弱。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多层硅基电容器电极连接结构，其结构紧凑，减少工艺所需光刻次数，降低制作成本。

按照本实用新型提供的技术方案，所述多层硅基电容器电极连接结构，包括衬底；所述衬底内设置若干槽型的面积扩张区域；在所述衬底的面积扩张区域内设置若干内部电极层；所述内部电极层包括奇数内部电极层及与所述奇数内部电极层交替分布的偶数内部电极层，所述偶数内部电极层与奇数内部电极层间设置介质层；衬底的上表面上设置互连电极层，所述互连电极层包括用于与偶数内部电极层电连接的偶数互连电极及用于与奇数内部电极层电连接的奇数互连电极，所述偶数互连电极与奇数互连电极间绝缘隔离。

所述偶数互连电极通过衬底上的第一绝缘层及钝化保护层与奇数互连电极绝缘隔离。

所述偶数互连电极通过所述偶数互连电极下方的第二绝缘层与奇数内部电极层电绝缘；奇数互连电极通过所述奇数互连电极下方的第二绝缘层与偶数内部电极层电绝缘。

所述衬底的材料包括硅。所述奇数内部电极层与偶数内部电极层分别由两种具有不同选择性刻蚀的材料制成。

本实用新型的优点：采用本实用新型方法制作得到的多层硅基电容器，内部电极结构形成需要3次光刻，即内部电极与互连电极接触区域光刻、偶数内部电极与互联电极接触区域光刻、奇数内部电极与互联电极接触区域光刻，2次减薄工艺，工艺步骤与电容的层数无关，当电容层数较多时，可显著降低制造成本。

附图说明

图1是现有技术的电极连接结构。

图2~图13为形成本实用新型电极连接结构的具体实施工艺步骤，其中：

图2为本实用新型在衬底上形成凸起的内部电极与互连电极接触区域和面积扩张区域后的剖视图。

图3为本实用新型得到多层交替分布的奇数内部电极层、偶数内部电极层、介质层后的剖视图。

图4为本实用新型表面上形成第一绝缘层后的剖视图。

图5为本实用新型进行减薄处理后得到裸露内部电极后的剖视图。

图6为本实用新型选择性地掩蔽和光刻内部电极与互连电极接触区域，裸露偶数内部电极与互连电极接触区域后的剖面图。

图7为本实用新型选择性刻蚀奇数内部电极后的剖视图。

图8为本实用新型选择性地掩蔽和光刻内部电极与互连电极接触区域，裸露奇数内部电极与互连电极接触区域后的剖面图。

图9为本实用新型选择性刻蚀偶数内部电极后的剖视图。

图10为本实用新型形成第二绝缘层后的剖视图。