[发明专利]双层结构的硅电容器及其制造方法

权利要求书

1.一种双层结构的硅电容器，包括P型衬底（1），其特征是：在所述P型衬底（1）上表面形成多个硅槽（2），硅槽（2）从P型衬底（1）的上表面向下表面方向延伸；在所述P型衬底（1）的上表面和硅槽（2）的表面掺杂N型杂质推结形成N型导电层，作为第一层电容的内部电极，在P型衬底（1）和硅槽（2）的N型导电层上依次设置第一层介质层（3）、第一层多晶（4）、第二层介质层（5）和第二层多晶（6），第一层多晶（4）作为第一层电容和第二层电容的公共内部电极，第二层多晶（6）作为第二层电容的内部电极；在所述第二层多晶（6）上设置绝缘介质层（7），绝缘介质层（7）覆盖住下方的第一层介质层（3）、第一层多晶（4）、第二层介质层（5）和第二层多晶（6）；在所述绝缘介质层（7）上设置第一接触孔（8）、第二接触孔（10）和第三接触孔（11），第一接触孔（8）的底部与N型导电层接触，第二接触孔（10）的底部与第一层多晶（4）接触，第三接触孔（11）的底部与第二层多晶（6）接触；在所述第一接触孔（8）和第三接触孔（11）处设置第一外电极金属（9），在第三接触孔（11）处设置第二外电极金属（12），第一外电极金属（9）和N型导电层和第二层多晶（6）接触，第二外电极金属（12）和第一层多晶（4）接触，第一外电极金属（9）和第二外电极金属（12）之间由绝缘介质层（7）相隔离。

2.如权利要求1所述的双层结构的硅电容器，其特征是：所述第一层介质层（3）和第二层介质层（5）的厚度为20nm~100nm。

3.如权利要求1所述的双层结构的硅电容器，其特征是：所述第一层多晶（4）的厚度为500nm~600nm，第二层多晶（6）的厚度为700nm~800nm。

4.一种双层结构的硅电容器的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）提供P型衬底（1），在P型衬底（1）的上表面刻蚀出多个硅槽（2），硅槽（2）从P型衬底（1）的上表面向下表面方向延伸；

（2）在P型衬底（1）的上表面和硅槽（2）进行N型杂质的掺杂和推结，得到N型导电层；

（3）在P型衬底（1）和硅槽（2）的N型导电层表面依次生长第一层介质层（3）、第一层多晶（4）、第二层介质层（5）和第二层多晶（6）；

（4）依次刻蚀第二层多晶（6）、第二层介质层（5）、第一层多晶（4），得到与第二层介质层（5）连接的第一种连接孔（13）和与P型衬底（1）连接的第二种连接孔（14）；

（5）淀积一层绝缘介质层（7）；

（6）对绝缘介质层（7）进行刻蚀形成第一接触孔（8）、第二接触孔（10）和第三接触孔（11），第一接触孔（8）位于第二种连接孔（14）处，第二接触孔（10）位于第一种连接孔（13）处；所述第一接触孔（8）的底部与N型导电层接触，第二接触孔（10）的底部与第一层多晶（4）接触，第三接触孔（11）的底部与第二层多晶（6）接触；

（7）在绝缘层介质层（7）上进行金属溅射，得到金属层；对金属层进行光刻，保留第一接触孔（8）、第二接触孔（10）和第三接触孔（11）处的第一外电极金属（9）和第二外电极金属（12）；所述第一外电极金属（9）和N型导电层和第二层多晶（6）接触，第二外电极金属（12）和第一层多晶（4）接触，第一外电极金属（9）和第二外电极金属（12）之间由绝缘介质层（7）相隔离。

5.如权利要求4所述的双层结构的硅电容器的制造方法，其特征是：所述步骤（1）中首先在P型衬底（1）的上表面淀积600nm的SiO₂掩膜，选择性地掩蔽和刻蚀掩膜，在P型衬底（1）的上表面光刻和等离子刻蚀出多个硅槽（2），硅槽（2）深度为30~100um，硅槽（2）宽度为2-3um；再采用BOE全漂去除P型衬底（1）上的SiO₂掩膜。

6.如权利要求4所述的双层结构的硅电容器的制造方法，其特征是：所述步骤（2）中通过POCl₃进行N型杂质的掺杂和推结，得到N型导电层；在进行掺杂和推结的过程中会产生厚度50nm~80nm 的SiO₂，采用BOE全漂去除形成的SiO₂。