[发明专利]一种三维立体高密度薄膜积层电容及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维立体高密度薄膜积层电容，包括一基片、绝缘薄膜、多层电容功能层薄膜、绝缘层、绝缘钝化层、金属连接层、电极板；多层电容功能层薄膜上覆盖有一绝缘钝化层，电极板分别与电容器各导电板薄膜相连接。本发明还公开了上述电容的制备方法，通过对基片进行刻蚀，沉积绝缘层、电容功能层绝缘钝化层等步骤制备三维立体高密度薄膜积层电容。本发明的工艺简单，不需多次光刻即可形成多层电容薄膜器件；对薄膜层数无限制，理想状况下，只要电容器尺寸足够大，电容功能层薄膜层数可为任意有限数，而成本不显著增加；可调节各薄膜使其多在纵向空间分布，可极大缩小电容器尺寸；器件由半导体薄膜工艺制作，环境耐受性、可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种三维电容器，尤其涉及到一种三维立体高密度薄膜沉积电容。

背景技术

现有技术中，美国公开专利US6689643A中的三维电容有单层电容功能层膜结构，并通过沟槽的形式形成。三维电容采用形成一组独立电容器的形式实现，这一组电容器共用同一个底部电极，这些独立电容器的顶部电极的区域是其他电极区域的整数倍，这样他们可以联合起来制造各种范围的电容器。

现有技术中还有采用了多层膜结构，没有沟槽的三维电容的制造过程。使用高度选择性蚀刻能力的铝和钌电极用于制造多层薄膜电容，这可以减少制造薄膜多层电容的处理步骤，导电层通过化学气相沉积的方式沉积，金属层通过溅射沉积。这个过程的有点在于所有的层首先沉积，这个过程可以很容易转移到单一系统或簇工具来沉积所有的层，这可以降低缺陷或环境污染的几率。由于可以通过多种沉积方法来制造，并且可以形成在二或者三维的基底上，这个过程的通用性认为这对于未来的多层电容的集成是一个很好的选择。

此外，中国专利CN103348443A公开了一种高密度三维集成电容器，该电容器包括四层导电板，分别在间隔开的第一位置和第二位置暴露的第一和第二电极，分别在间隔开的第三位置和第四位置暴露的第三电极和第四电极。可以看出，该三维集成点容易采用多层膜加沟槽的方式，然而该集成点容器工艺复杂，需多次光刻即可形成多层电容薄膜器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸小、结构简单、电容密度大等特点的三维高密度电容结构。

一种三维立体高密度薄膜积层电容，包括一基片、绝缘薄膜、多层电容功能层薄膜、绝缘层、绝缘钝化层、金属连接层、电极板；

所述的基片的上表面刻蚀有锥形坑，纵向延伸扩大所述基片的表面，所述锥形坑的上表面沉积有所述绝缘薄膜；在所述的绝缘薄膜的上方沉积有所述多层电容功能层薄膜，所述的多层电容功能层薄膜由多层的导电板薄膜和介电层薄膜由下而上依次叠加构成；在所述的多层电容功能薄膜的上方沉积有所述的绝缘层，所述绝缘钝化层沉积在通过化学研磨工艺使绝缘层表面平坦化后暴露出的多层电容功能层薄膜上；

所述金属连接层沉积在所述绝缘钝化层在光刻刻蚀后开孔露出的导电板薄膜上，所述电极板与所述的导电板薄膜相连；所述电极板交错连接所述金属连接层。

优选的，所述的介电层薄膜沉积在所述的导电板薄膜间隙，相邻的导电板薄膜和中间的介电层薄膜构成电容器。

优选的，所述的基片材料为半导体材料。

优选的，所述的基片材料为硅。

优选的，所述的基片材料为玻璃或陶瓷。

优选的，随着所述的锥形坑的深度D增大，所述导电板薄膜的表面积增大。

优选的，所述锥形坑的斜坡与锥底水平表面夹角为θ，随着θ的减小，所述导电板薄膜在水平方向上的暴露尺寸L增大。

本发明还提供了一种三维立体高密度薄膜积层电容的制备方法，包括以下步骤：

S1.对所述的基片进行表面清洁；

S2.将所述的基片通过湿法或干法刻蚀工艺形成锥形坑；