[发明专利]三维电容器结构及其制作方法

权利要求书

1.一种三维电容器结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：

1)提供一导电基底，于所述导电基底上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括交替层叠的导电层及牺牲层；

2)于所述导电基底及堆叠结构中形成导电支撑柱，所述导电支撑柱连接所述导电层及所述导电基底；

3)于所述堆叠结构刻蚀沟槽，所述沟槽将所述堆叠结构隔离成多个鳍形堆叠单元，每个所述鳍形堆叠单元至少包含一根所述导电支撑柱；

4)选择性刻蚀去除所述鳍形堆叠单元中的牺牲层以形成空腔层，所述空腔层显露所述鳍形堆叠单元中的导电层表面，且所述导电层由所述导电支撑柱支撑；

5)于所述导电层表面及所述沟槽底部形成电容介质层；

6)于所述空腔层及所述沟槽中填充导电材料，以形成三维电容器结构的第一电极，所述导电层由所述导电支撑柱电性引出至所述导电基底，以形成三维电容器的第二电极。

2.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述牺牲层和所述导电层的厚度比介于0.5～2之间。

3.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述牺牲层的材料包括SiOx、SiNx、SiON及非晶碳中的一种。

4.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述导电层的电阻率小于10ohm*m，所述导电层包括掺杂的多晶硅、W、Ti、TiN、Ta、TaN及Al中的一种。

5.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述鳍形堆叠单元呈周期性阵列排布。

6.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：步骤4)采用各向同性选择性蚀刻去除所述牺牲层。

7.根据权利要求6所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述各向同性选择性刻蚀对所述牺牲层及所述导电层的刻蚀速率比不小于20:1。

8.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：步骤5)采用原子层沉积工艺于所述导电层表面形成电容介质层。

9.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述电容介质层包括SiOx、HfOx、TaOx、SiNx及AlOx中的一种或两种以上组成的叠层。

10.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：步骤4)去除所述导电层后，所述导电支撑柱的表面裸露于所述空腔层，步骤5)所述电容介质层同时形成于所述导电支撑柱的表面。

11.根据权利要求1所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：所述堆叠结构还包括周边区域，所述周边区域中形成有贯穿所述堆叠结构的导电柱，以将所述导电基底电性引出至所述堆叠结构的上表面，其中，所述导电柱与所述堆叠结构之间具有绝缘层。

12.根据权利要求11所述的三维电容器结构的制作方法，其特征在于：还包括步骤：于所述导电材料表面制作第一焊盘，于所述周边区域的堆叠结构上形成第二焊盘，所述第二焊盘与所述导电柱连接。

13.一种三维电容器结构，其特征在于，包括：

导电基底；

叠层结构，形成于所述导电基底上，所述叠层结构包括交替层叠的导电层及空腔层，所述叠层结构内具有沟槽，所述沟槽将所述叠层结构隔离成多个鳍形叠层单元；

导电支撑柱，穿过所述鳍形叠层单元，所述导电支撑柱连接所述导电层及所述导电基底；

电容介质层，形成于所述导电层表面、导电支撑柱表面及所述沟槽底部；

导电材料，填充于所述空腔层及所述沟槽中，以形成三维电容器结构的第一电极，所述导电层由所述导电支撑柱电性引出至所述导电基底，以形成三维电容器的第二电极。