專利名稱：高密度電容器及其電極引出方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電容器及其電極引出方法，尤其是一種高密度電容器及其電極引出方法，屬于高密度電容的技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
目前市場上常用的電容器是鋁電解電容器、鉭電解電容器、多層陶瓷電容器、電雙層電容器等。液態(tài)電解電容器具有價格低、容量大的優(yōu)點，但因其含有液態(tài)電解液，往往有體積大、等效串聯(lián)電阻大、高頻性能差、耐高溫性差、使用壽命短、對環(huán)境有污染等缺點；雙電層電容器同樣采用液態(tài)電解液，也存在體積大、工作溫度局限、等效串聯(lián)電阻大、對環(huán)境污染等缺點。固態(tài)高分子聚合物電容器雖然大大改善了液態(tài)電解電容器的高頻性能、耐高溫性、使用壽命短的缺點，但仍然存在體積大、等效串聯(lián)電感大的缺點，同時產(chǎn)生工作電壓低的缺點；近年來，多層陶瓷電容器技術(shù)雖然有很多進展，但受其加工工藝限制，其等效電感數(shù)值、電容量仍然難以滿足電子線路日益發(fā)展的大容量、高頻化需求，且其厚度較厚、與半導體工藝不兼容等因素造成難以與集成電路集成封裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高密度電容器及其電極引出方法，其電容量大，高頻性能好，能與集成電路集成封裝，體積小，使用壽命長，環(huán)保，可廣泛應用于去耦、降噪、儲能電路中，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述高密度電容器，包括襯底；所述襯底上生長若干局部電極層，所述局部電極層包括偶數(shù)局部電極層及與所述偶數(shù)局部電極層相匹配的奇數(shù)局部電極層，所述奇數(shù)局部電極層與偶數(shù)局部電極層間設有高介電常數(shù)介質(zhì)層；所述襯底的上方設有互連電極層，所述互連電極層包括用于與偶數(shù)局部電極層電連接的偶數(shù)互連電極及用于與奇數(shù)局部電極層電連接的奇數(shù)互連電極，所述奇數(shù)互連電極與偶數(shù)互連電極間絕緣隔離。所述襯底上設有用于增大表面積的擴張區(qū)域，所述局部電極層及高介電常數(shù)介質(zhì)層生長于所述擴張區(qū)域內(nèi)及襯底對應的表面上。所述擴張區(qū)域為若干凹設于襯底的微槽或凸設于襯底上的微柱，微槽或微柱在襯底上呈陣列分布。所述局部電極層的材料為選自銅、鋁、鉬、鉭、鎢、鉬、釕、鈦、鎳、重摻雜多晶硅、導電性氧化物、導電性氮化物中的一種或幾種。所述偶數(shù)局部電極層上方設有第一偶數(shù)接觸孔，奇數(shù)局部電極層上方設有第一奇數(shù)接觸孔，偶數(shù)互連電極填充于第一偶數(shù)接觸孔內(nèi)，并與偶數(shù)局部電極層電連接，奇數(shù)互連電極填充于第一奇數(shù)接觸孔內(nèi)，并與奇數(shù)局部電極層電連接；偶數(shù)互連電極與奇數(shù)互連電極通過局部電極層上的絕緣介質(zhì)層及絕緣保護層相絕緣隔離。一種高密度電容器的電極引出方法，所述電極引出方法包括如下步驟a、提供襯底，并在所述襯底上設置擴張區(qū)域；
b、在上述襯底的表面上及擴張區(qū)域內(nèi)反復生長奇數(shù)局部電極層、高介電常數(shù)介質(zhì)層及偶數(shù)局部電極層，得到所需的局部電極層，高介電常數(shù)介質(zhì)層位于相應奇數(shù)局部電極層及偶數(shù)局部電極層之間；
C、在上述局部電極層的表面上淀積絕緣介質(zhì)層，并對所述絕緣介質(zhì)層進行平整性處理，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋于局部電極層上；
d、沿絕緣介質(zhì)層指向襯底的方向逐層刻蝕絕緣介質(zhì)層、偶數(shù)局部電極層、高介電常數(shù)介質(zhì)層及奇數(shù)局部電極層，使得刻蝕后得到奇數(shù)局部電極層及偶數(shù)局部電極層相應的端部邊緣在襯底的表面上方逐層分開，相鄰奇數(shù)局部電極層與偶數(shù)局部電極層間形成臺階，且覆蓋對應臺階表面的高介電常數(shù)介質(zhì)層裸露；
e、在上述襯底的表面上方淀積第一絕緣保護層，所述第一絕緣保護層覆蓋于絕緣介質(zhì)層上，并覆蓋奇數(shù)局部電極層及偶數(shù)局部電極層上對應高介電常數(shù)介質(zhì)層的裸露表面；
f、刻蝕上述覆蓋偶數(shù)局部電極層、奇數(shù)局部電極層表面的第一絕緣保護層及高介電常數(shù)介質(zhì)層，得到位于所述襯底上方所需的第一偶數(shù)接觸孔與第一奇數(shù)接觸孔；
g、在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔、第一奇數(shù)接觸孔內(nèi)填充互連電極材料，刻蝕所述互連電極材料后得到所需的偶數(shù)互連電極、奇數(shù)互連電極。所述襯底為半導體或?qū)w時，在襯底上形成絕緣隔離層，襯底通過絕緣隔離層與對應的局部電極層絕緣隔離。當所述步驟f同時得到第一偶數(shù)接觸孔、第一奇數(shù)接觸孔，且第一偶數(shù)接觸孔及第一奇數(shù)接觸孔位于襯底上方的四周區(qū)域及中心區(qū)域內(nèi)時，還包括步驟h、在上述襯底的表面淀積第二絕緣保護層，所述第二絕緣保護層覆蓋于相應的第一絕緣保護層、奇數(shù)互連電極及偶數(shù)互連電極；
步驟i、刻蝕上述第二絕緣保護層，使得所需的奇數(shù)互連電極、偶數(shù)互連電極對應的表面裸露，以形成所需的第二奇數(shù)接觸孔及第二偶數(shù)接觸孔。當所述步驟f僅得到第一偶數(shù)接觸孔或第一奇數(shù)接觸孔，且所得到的第一偶數(shù)接觸孔或第一奇數(shù)接觸孔位于襯底上方的四周區(qū)域及中心區(qū)域內(nèi)時，所述步驟g包括步驟 gl、在所得到的第一偶數(shù)接觸孔或第一奇數(shù)接觸孔內(nèi)填充互連電極材料，刻蝕所述互連電極材料后得到所需的偶數(shù)互連電極或奇數(shù)互連電極；
步驟g2、在上述襯底的上方淀積第二絕緣保護層，所述第二絕緣保護層覆蓋于襯底上方對應的表面；
步驟g3、選擇性地掩蔽和刻蝕第二絕緣保護層、第一絕緣保護層及高介電常數(shù)介質(zhì)層， 在襯底上方得到第一奇數(shù)接觸孔或第一偶數(shù)接觸孔；
步驟g4、在上述第一奇數(shù)接觸孔或第一偶數(shù)接觸孔內(nèi)填充互連電極材料，刻蝕所述互連電極材料后得到所需的奇數(shù)互連電極及偶數(shù)互連電極；
步驟g5、在上述襯底的上方淀積第三絕緣保護層，并選擇性地掩蔽和刻蝕第三絕緣保護層及第二絕緣保護層，使得奇數(shù)互連電極、偶數(shù)互連電極對應的表面裸露，得到所需的第二奇數(shù)接觸孔及第二偶數(shù)接觸孔。當所述步驟f同時得到第一偶數(shù)接觸孔、第一奇數(shù)接觸孔，且第一偶數(shù)接觸孔及第一奇數(shù)接觸孔位于襯底上方的四周區(qū)域內(nèi)時，在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔、第一奇數(shù)接觸孔內(nèi)填充互連電極層，同時得到所需的偶數(shù)互連電極及奇數(shù)互連電極。所述高介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為選自A1203、Ta2O5, TiO2, HfO2, BST、STO中的一種或幾種。所述擴張區(qū)域為若干凹設于襯底內(nèi)的微槽或凸設于襯底上的微柱。所述高介電常數(shù)介質(zhì)層及局部電極層的奇數(shù)局部電極層、偶數(shù)局部電極層通過ALD、AVD、CVD、電鍍、化學鍍或PVD方法反復生長于襯底上。所述微槽或微柱的直徑為0.5 100μπι，相鄰微槽或微柱的間隔距離為 0. 5^100 μ m,微槽或微柱的深寬比為5 100。本發(fā)明的優(yōu)點電容器具有電容量大、等效串聯(lián)電感小、等效串聯(lián)電阻可調(diào)，電容量是同等尺寸的MLCC的幾倍到幾十倍，等效串聯(lián)電感是MLCC的幾分之一到幾十分之一，等效串聯(lián)電阻可根據(jù)電路的要求調(diào)整以達到最佳匹配；產(chǎn)品高精度、高可靠、體積小、壽命長、 環(huán)保，可廣泛應用于高頻電路去耦、降噪使用，也可用在普通儲能電路中，容易集成，可集成在IC芯片上或與IC封裝在同一封裝內(nèi)。


圖廣圖5為本發(fā)明實施例1的工藝步驟流程圖，其中，圖廣圖4為圖5的A-A向剖視后的具體工藝步驟圖
圖1為在襯底內(nèi)形成微槽后的剖視圖。圖2為得到絕緣介質(zhì)層后的剖視圖。圖3為得到第一偶數(shù)接觸孔與第二奇數(shù)接觸孔后的剖視圖。圖4為得到偶數(shù)互連電極與奇數(shù)互連電極后的剖視圖。圖5為本發(fā)明實施例1形成互連電極層后的俯視圖。圖6 10為本發(fā)明實施例2的工藝步驟流程圖，其中，圖6 圖9為圖10的B-B向剖視后的具體工藝步驟圖
圖6為襯底內(nèi)形成微槽后的剖視圖。圖7為得到絕緣介質(zhì)層后的剖視圖。圖8為得到第一偶數(shù)接觸孔與第一奇數(shù)接觸孔后的剖視圖。圖9為得到第二偶數(shù)接觸孔與第二奇數(shù)接觸孔后的剖視圖。圖10為本發(fā)明實施例2形成互連電極層后的俯視圖。圖1廣16為本發(fā)明實施例3的工藝步驟流程圖，其中，圖11 圖15為圖16的C-C 向剖視后的具體工藝步驟圖
圖11為在襯底內(nèi)形成微槽后的剖視圖。圖12為得到絕緣介質(zhì)層后的剖視圖。圖13為刻蝕第一絕緣保護層、高介電常數(shù)介質(zhì)層后得到第一奇數(shù)接觸孔的剖視圖。圖14為刻蝕第二絕緣保護層、第一絕緣保護層、高介電常數(shù)介質(zhì)層后得到第一偶數(shù)接觸孔的剖視圖。圖15為刻蝕第三絕緣保護層、第二絕緣保護層后得到第二奇數(shù)接觸孔與第二偶數(shù)接觸孔的剖視圖。
圖16為本發(fā)明實施例3形成互連電極層后的俯視圖。附圖標記說明；1-襯底、2-局部電極層、3-高介電常數(shù)介質(zhì)層、4-微槽、5-絕緣介質(zhì)層、6-第一絕緣保護層、7-奇數(shù)互連電極、8-偶數(shù)互連電極、9-第二絕緣保護層、10-偶數(shù)局部電極層、11-奇數(shù)局部電極層、12-第一偶數(shù)接觸孔、13-第一奇數(shù)接觸孔、14-第二偶數(shù)接觸孔、15-第二奇數(shù)接觸孔、16-第一隔離區(qū)、17-第二隔離區(qū)及18-第三絕緣保護層。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖4、圖9及圖15所示所述高密度電容器包括襯底1，所述襯底1內(nèi)設有用于增加表面積的擴張區(qū)域，在襯底1對應設置擴張區(qū)域的表面上生長若干局部電極層2，所述局部電極層2包括偶數(shù)局部電極層10及與所述偶數(shù)局部電極層10相匹配的奇數(shù)局部電極層11，所述偶數(shù)局部電極層10與奇數(shù)局部電極層11間通過高介電常數(shù)介質(zhì)層3相隔離，高介電常數(shù)介質(zhì)層3與相應的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11間形成電容結(jié)構(gòu)。為了能將所述電容電極引出，在襯底1上方設有用于將奇數(shù)局部電極層11引出的奇數(shù)互連電極 7及用于將偶數(shù)局部電極層10引出的偶數(shù)互連電極8，所述奇數(shù)互連電極7與奇數(shù)局部電極層11電連接，且偶數(shù)互連電極8與偶數(shù)局部電極層10電連接，奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8間絕緣隔離。所述擴張區(qū)域為若干凹設于襯底1內(nèi)的微槽4或凸設于襯底1上的微柱，本發(fā)明的實施例中擴張區(qū)域均示出了采用微槽4的擴張區(qū)域形式。微槽4可以采用光刻刻蝕、光電化學刻蝕、電化學刻蝕、光刻電鍍、自組裝、選擇性液相化學沉積等方法在襯底1內(nèi)得到。微槽4或微柱的直徑一般在0. 5^100 μ m之間，相鄰微槽4或微柱的間隔一般也在0. 5^100 μ m 之間，微槽4或微柱的深寬比可在5 100之間，微槽4或微柱在襯底表面可按四邊形或六邊形陣列分布；局部電極層2及高介電常數(shù)介質(zhì)層3均分布于微槽4內(nèi)及襯底1相對應的表面，當擴張區(qū)域采用微柱結(jié)構(gòu)時，局部電極層2及高介電常數(shù)介質(zhì)層3覆蓋于微柱及襯底1 相對應的表面。襯底1與局部電極層2間絕緣隔離。當襯底1為半導體或?qū)w材料時，需要在襯底1上熱氧化或其它方法形成一層絕緣隔離層，以使得襯底1能與局部電極層2間絕緣隔離；所述絕緣隔離層可以通過熱氧化生長，或者其他形式的形成。當襯底1上設置微槽4或微柱后，需要對微槽4或微柱的角部做圓滑處理，圓滑的方法可以是犧牲熱氧化層腐蝕、各相同性濕法腐蝕、各相同性干法腐蝕。 微槽4呈圓形。局部電極層2可以是銅、鋁、鉬、鉭、鎢、鉬、釕、鈦、鎳、重摻雜多晶硅、導電性氧化物、導電性氮化物中的一種或幾種組合，局部電極層2內(nèi)對應奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10的厚度范圍一般在KTlOOOnm之間。上述互聯(lián)電極層一般是導電性良好的金屬，且其厚度比相應局部電極層要厚。高介電常數(shù)介質(zhì)層3可以是任何高介電常數(shù)的電介質(zhì)，如Al2O3、Ta2O5, TiO2^HfO2, BST、STO中的一種等或幾種組合，高介電常數(shù)介質(zhì)層3的厚度范圍一般在l(T500nm之間。 奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8間絕緣隔離時，通過位于局部電極層2上的絕緣介質(zhì)層 5及絕緣介質(zhì)層5上的絕緣保護層，根據(jù)不同的連接形式，絕緣保護層包括第一絕緣保護層 6、第二絕緣保護層9及第三絕緣保護層18。絕緣介質(zhì)層5和第一絕緣保護層6、第二絕緣保護層9、第三絕緣保護層18可以是絕緣氧化物、絕緣氮化物的一種或絕緣氧化物與絕緣氮化物的組合。依據(jù)對所需電容器性能要求的不同，選擇不同的局部電極層2、互聯(lián)電極層和高介電常數(shù)介質(zhì)層3材料的種類以及厚度。局部電極層2與高介電常數(shù)介質(zhì)層3通過ALD (原子層沉積)、AVD (原子氣相沉積)、CVD (化學氣相沉積)、電鍍、化鍍、PVD (物理氣相沉積)等方法反復生長在襯底1及擴張區(qū)域內(nèi)。為了能夠得到所需的高密度電容器，同時能夠適應高頻要求，奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10間的連接形式可以通過實施例1、 實施例2及實施例3進行描述，并通過實施例1、實施例2和實施例3進一步描述相應電極引出方法。實施例1
如圖廣圖5所示本實施例以四層局部電極層2和三層高介電常數(shù)介質(zhì)層3為例，即局部電極層2包括兩層奇數(shù)局部電極層11及兩層偶數(shù)局部電極層10，奇數(shù)局部電極層11 在襯底1上方的奇數(shù)層位置，偶數(shù)局部電極層10在襯底1上方偶數(shù)層位置，且與奇數(shù)局部電極層11間交錯分布，奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10的層數(shù)相一致；其中互聯(lián)電極層對應的奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8交替分布于襯底1四周，且奇數(shù)互連電極 7與偶數(shù)互連電極8位于同一層內(nèi)。奇數(shù)互連電極7用于與奇數(shù)局部電極層11電連接，偶數(shù)互連電極8用于與偶數(shù)局部電極層10電連接，從而形成電容器連接的兩個電極。圖1中示出了擴張區(qū)域采用微槽4的結(jié)構(gòu)形式，其中微槽4的直徑L3為4μπι，相鄰微槽4之間間隔L2為2 μ m，微槽4的深度Ll為100 μ m。圖2為在所述襯底1表面設有 4層厚度為50nm的局部電極層2，即兩層奇數(shù)局部電極層11與兩層偶數(shù)局部電極層10，局部電極層2通過奇數(shù)局部電極層11與襯底1相接觸，且襯底1與奇數(shù)局部電極層11間絕緣隔離；間隔設置于每相鄰奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10之間厚度為50nm的3 層高介電常數(shù)介質(zhì)層3，覆蓋于遠離襯底1的偶數(shù)局部電極層10之上的厚度為2 μ m絕緣介質(zhì)層5。圖3所示為沿局部電極層2指向襯底1方向上逐層光刻刻蝕局部電極層2、高介電常數(shù)介質(zhì)層3后，再PECVD生長厚度為2 μ m的第一絕緣保護層6并光刻刻蝕。圖4中所示濺射厚度為2 μ m的互聯(lián)電極層并光刻刻蝕后得到奇數(shù)互連電極層7與偶數(shù)互連電極層 8。本實施例中，局部電極層2的材料采用TiN，高介電常數(shù)介質(zhì)層3采用HfO2，絕緣介質(zhì)層為二氧化硅，第一絕緣保護層6為二氧化硅或氮化硅。上述結(jié)構(gòu)的高密度電容器及其引出電極結(jié)構(gòu)，可以通過下述工藝步驟制造得到
a、提供襯底1，并在襯底1上形成微槽4，如圖1所示；所述微槽4可以通過光刻刻蝕、 光電化學刻蝕、電化學刻蝕、光刻電鍍、自組裝、選擇性液相化學沉積等方法加工得到，微槽 4位于襯底1的中心區(qū)域，微槽4的尺寸參數(shù)參照本實施例中提到的參數(shù)；
b、在上述襯底1的表面上及微槽4反復生長奇數(shù)局部電極層11、高介電常數(shù)介質(zhì)層3 及偶數(shù)局部電極層10，得到所需的局部電極層2，高介電常數(shù)介質(zhì)層3位于相應奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10之間；所述最底層的奇數(shù)局部電極層11與襯底1相接觸；
c、在上述局部電極層2的表面上淀積絕緣介質(zhì)層5，并對對所述絕緣介質(zhì)層5進行平整性處理，所述絕緣介質(zhì)層5覆蓋于局部電極層2上；如圖2所示；絕緣介質(zhì)層5覆蓋于遠離襯底1上的偶數(shù)局部電極層10上，且絕緣介質(zhì)層5并填充于相應的微槽4內(nèi)；絕緣介質(zhì)層 5通過CMP (化學機械拋光)進行平整化；
d、沿絕緣介質(zhì)層5指向襯底1的方向逐層刻蝕絕緣介質(zhì)層5、偶數(shù)局部電極層10、高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11，使得刻蝕后得到奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10相應的端部邊緣在襯底1的表面上方逐層分開，相鄰奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10間形成臺階，且覆蓋對應臺階表面的高介電常數(shù)介質(zhì)層3裸露；
由于本實施例采用四層局部電極層2與三層高介電常數(shù)介質(zhì)層3，因此需要通過四次光刻、八次刻蝕將局部電極層2對應的奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10的邊緣逐層分開；其中，奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10被逐層分開后，與上方對應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3、絕緣介質(zhì)層5的邊緣對齊，以能夠進行隔離或保護；形成上述臺階狀后，相鄰兩層臺階邊緣的間隔為10 μ m或5 μ m ；高介電常數(shù)介質(zhì)層3覆蓋形成臺階狀的表面，臺階表面的奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10與高介電常數(shù)介質(zhì)層3的端部邊緣對齊；
e、在上述襯底1的表面上淀積第一絕緣保護層6，所述第一絕緣保護層6覆蓋于絕緣介質(zhì)層5上，并覆蓋奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3對應裸露的表面；
當形成上述臺階狀，使得對應的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11端部裸露后， 當直接形成互連電極層時，由于對應臺階邊緣的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11勢必會同時與互連電極層電連接，不能達到所需的連接需要，因此需要通過第一絕緣保護層6 進行隔離絕緣；
f、刻蝕上述覆蓋偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11表面的第一絕緣保護層6、高介電常數(shù)介質(zhì)層3，得到位于所述襯底1上方所需的第一偶數(shù)接觸孔12與第一奇數(shù)接觸孔 13 ；
如圖3所示；所述第一奇數(shù)接觸孔13對應偶數(shù)局部電極層10與奇數(shù)局部電極層11間端部的距離L4為5μπι，第一偶數(shù)接觸孔12對應偶數(shù)局部電極層10與奇數(shù)局部電極層11 間端部的距離L5為10 μ m ；通過刻蝕第一絕緣保護層6、高介電常數(shù)介質(zhì)層3，使得將步驟d 中偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11的表面裸露，從而能夠使得奇數(shù)局部電極層11能與奇數(shù)互連電極7電連接，偶數(shù)局部電極層10能與偶數(shù)互連電極8電連接，形成電容連接的兩個電極；第一絕緣保護層6覆蓋于相應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11、 偶數(shù)局部電極層10的端部，避免奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)局部電極層10的接觸，且避免偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)局部電極層11的接觸；
g、在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔12、第一奇數(shù)接觸孔13內(nèi)填充互連電極材料，光刻刻蝕互連電極材料得到所需的偶數(shù)互連電極8、奇數(shù)互連電極7 ；如圖4和圖5所示；
在上述襯底1的上方濺射金屬，并對所述金屬層刻蝕后得到互連電極層中的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7，所述奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8位于同一層，且是同一制造層。偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7通過第一絕緣保護層6與絕緣介質(zhì)層5絕緣隔離， 奇數(shù)互連電極7與對應的偶數(shù)局部電極層10通過第一絕緣保護層6相絕緣隔離，偶數(shù)互連電極8與對應的奇數(shù)局部電極層11通過第一絕緣保護層6相絕緣隔離。從圖5中可以得到，偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7分布于襯底1的四周，環(huán)繞襯底1中心區(qū)的微槽4，偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7間交替分布；通過將對應的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7相連，能夠得到所需的高密度電容器。實施例2
如圖6 圖10所示所述襯底1、微槽4、局部電極層2、高介電常數(shù)介質(zhì)層3、絕緣介質(zhì)層5的材料種類和尺寸與實施例1相一致。其中第一絕緣保護層6為厚度為2 μ m的S^2 ； 不同之處在于襯底1上方的中部設有局部電極層2的接觸孔，接觸孔位置下部無微槽4結(jié)構(gòu)，即第一奇數(shù)接觸孔13與第一偶數(shù)接觸孔12同時位于襯底1上方的四周及中心區(qū)域內(nèi)； 最后在襯底1上的頂端表面PECVD沉積厚度為2 μ m的第二絕緣保護層9，所述第二絕緣保護層9為S^2或Si3N4，通過刻蝕第二絕緣保護層9能形成電極接觸孔。如圖6 圖10所示上述結(jié)構(gòu)的高密度電容器及其引出電極可以通過下述工藝步驟實現(xiàn)
a、提供襯底1，并在襯底1上形成微槽4，如圖6所示；所述微槽4可以通過光刻刻蝕、 光電化學刻蝕、電化學刻蝕、光刻電鍍、自組裝、選擇性液相化學沉積等方法加工得到，微槽 4位于襯底1的中心區(qū)域，微槽4的尺寸參數(shù)參照本實施例中提到的參數(shù)；
b、在上述襯底1的表面上及微槽4反復生長奇數(shù)局部電極層11、高介電常數(shù)介質(zhì)層3 及偶數(shù)局部電極層10，得到所需的局部電極層2，高介電常數(shù)介質(zhì)層3位于相應奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10之間；
所述最底層的奇數(shù)局部電極層11與襯底1相接觸；局部電極層2的奇數(shù)局部電極層11 及偶數(shù)局部電極層10與高介電常數(shù)介質(zhì)層3間通過ALD工藝反復生長于襯底1的表面及微槽4內(nèi)，并連成一體；
c、在上述局部電極層2的表面上淀積絕緣介質(zhì)層5，并對所述絕緣介質(zhì)層5進行平整性處理，所述絕緣介質(zhì)層5覆蓋于局部電極層2上；
如圖7所示；絕緣介質(zhì)層5覆蓋于遠離襯底1上的偶數(shù)局部電極層10上，且絕緣介質(zhì)層5并填充于相應的微槽4內(nèi)；絕緣介質(zhì)層5通過CMP (化學機械拋光)進行平整化；
d、沿絕緣介質(zhì)層5指向襯底1的方向逐層刻蝕絕緣介質(zhì)層5、偶數(shù)局部電極層10、高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11，使得刻蝕后得到奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10相應的端部邊緣在襯底1的表面上方逐層分開，相鄰奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10間形成臺階，且覆蓋對應臺階表面的高介電常數(shù)介質(zhì)層3裸露；
由于本實施例采用四層局部電極層2與三層高介電常數(shù)介質(zhì)層3，因此需要通過四次光刻、八次刻蝕將局部電極層2對應的奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10的邊緣逐層分開；其中，奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10被逐層分開后，與上方對應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3、絕緣介質(zhì)層5的邊緣對齊，以能夠進行隔離或保護；形成上述臺階狀后，相鄰兩層臺階邊緣的間隔為IOym或5μπι ；所述奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3表面裸露的區(qū)域包括襯底1上方的四周區(qū)域及襯底1的中心區(qū)域，所述襯底1中心區(qū)域的裸露區(qū)域下方無微槽4結(jié)構(gòu)；
本實施例中，當刻蝕偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11后，能夠在襯底1上方形成若干相對分立的偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11，即將之前同一層內(nèi)的偶數(shù)局部電極層10與奇數(shù)局部電極層11刻蝕成若干對應分立的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11 ；刻蝕后得到的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11的端部邊緣在襯底1表面上方逐層分開，形成臺階狀結(jié)構(gòu)；e、在上述襯底1的表面上淀積第一絕緣保護層6，所述第一絕緣保護層6覆蓋于絕緣介質(zhì)層5上，并覆蓋奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3對應裸露的表面；
當形成上述臺階狀，且對應的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11端部裸露后，當直接形成互連電極層時，由于對應臺階邊緣的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11沒有進行絕緣隔離，勢必會同時與互連電極層電連接，不能達到所需的連接需要，因此需要通過第一絕緣保護層6進行隔離絕緣；
f、刻蝕上述覆蓋偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11表面的第一絕緣保護層6及高介電常數(shù)介質(zhì)層3，得到位于所述襯底1上方所需的第一偶數(shù)接觸孔12與第一奇數(shù)接觸孔 13，
如圖8所示；通過刻蝕第一絕緣保護層6、高介電常數(shù)介質(zhì)層3，使得將步驟d中對應偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11的表面裸露，從而能夠使得奇數(shù)局部電極層11能與奇數(shù)互連電極7電連接，偶數(shù)局部電極層10能與偶數(shù)互連電極8電連接，形成電容連接的兩個電極；第一絕緣保護層6覆蓋于相應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10的端部，避免奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)局部電極層10的接觸，同時能避免偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)局部電極層11的接觸；第一偶數(shù)接觸孔12、第一奇數(shù)接觸孔13位于形成臺階狀的表面上方，且從第一絕緣保護層6的表面向下延伸到對應的偶數(shù)局部電極層 10、奇數(shù)局部電極層11 ；
g、在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔12、第一奇數(shù)接觸孔13內(nèi)填充互連電極材料，光刻刻蝕所述互連電極材料得到所需的偶數(shù)互連電極8、奇數(shù)互連電極7 ；如圖9和圖10所示；
在上述襯底1的上方濺射金屬，并對所述金屬層刻蝕后得到互連電極層中的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7，所述奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8位于同一層，且是同一制造層。同時奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)互連電極8在襯底1上方中心區(qū)域間設置第一隔離區(qū) 16。當?shù)玫缴鲜霾襟E后，還包括步驟h、在上述偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7上淀積第二絕緣保護層9，所述第二絕緣保護層9覆蓋于奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8及對應的第一絕緣保護層6上，并填充于第一隔離區(qū)16內(nèi)；
為了能夠?qū)⑺玫降碾娙菀觯€包括步驟i、刻蝕上述第二絕緣保護層9，在所述襯底1上方的四周區(qū)域內(nèi)得到所需的第二奇數(shù)接觸孔15及第二偶數(shù)接觸孔14，所述第二偶數(shù)接觸接觸孔14將相應的偶數(shù)互連電極8的表面裸露，第二奇數(shù)接觸孔15能將相應的奇數(shù)互連電極7的表面裸露，從而能夠?qū)㈦娙菀觥D10中，為通過一次光刻出叉指的形狀，實現(xiàn)在襯底1上方中心區(qū)域內(nèi)對應的第一奇數(shù)接觸孔13與第一偶數(shù)接觸孔12，通過在中心區(qū)域內(nèi)的第一奇數(shù)接觸孔13與第一偶數(shù)接觸孔12濺射金屬后，光刻刻蝕互連電極材料后形成中心區(qū)域的奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8 ；實現(xiàn)與襯底1上方四周區(qū)域內(nèi)對應的奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8的電連接。經(jīng)過本實施例中的電極引出后，能夠降低得到電容器的等效電感與等效電阻，從而能提高電容器的高頻性能。實施例3
如圖1廣圖16所示本實施例中互聯(lián)電極層對應的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7位于兩層內(nèi)，且偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7同時位于襯底1上方對應的四周和中心區(qū)域，本實施例中的其余部分與實施例2相一致。 如圖11至圖16所示，上述結(jié)構(gòu)的高密度電容器及其電極引出形式可以通過下述工藝步驟實現(xiàn)
a、提供襯底1，并在襯底1上形成微槽4，如圖11所示；所述微槽4可以通過光刻刻蝕、 光電化學刻蝕、電化學刻蝕、光刻電鍍、自組裝、選擇性液相化學沉積等方法加工得到，微槽 4位于襯底1的中心區(qū)域，微槽4的尺寸參數(shù)參照本實施例中提到的參數(shù)；
b、在上述襯底1的表面上及微槽4反復生長奇數(shù)局部電極層11、高介電常數(shù)介質(zhì)層3 及偶數(shù)局部電極層10，得到所需的局部電極層2，高介電常數(shù)介質(zhì)層3位于相應奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10之間；所述最底層的奇數(shù)局部電極層11與襯底1相接觸；局部電極層2的奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10與高介電常數(shù)介質(zhì)層3間通過ALD 工藝反復生長于襯底1的表面及微槽4內(nèi)，并連成一體；
c、在上述局部電極層2的表面上淀積絕緣介質(zhì)層5，并對所述絕緣介質(zhì)層5進行平整性處理，所述絕緣介質(zhì)層5覆蓋于局部電極層2上；如圖12所示；絕緣介質(zhì)層5覆蓋于遠離襯底1上的偶數(shù)局部電極層10上，且絕緣介質(zhì)層5并填充于相應的微槽4內(nèi)；絕緣介質(zhì)層 5通過CMP (化學機械拋光)進行平整化；
d、沿絕緣介質(zhì)層5指向襯底1的方向逐層刻蝕絕緣介質(zhì)層5、偶數(shù)局部電極層10、高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11，使得刻蝕后得到奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10相應的端部邊緣在襯底1的表面上方逐層分開，相鄰奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10間形成臺階，且覆蓋對應臺階表面的高介電常數(shù)介質(zhì)層3裸露；
由于本實施例采用四層局部電極層2與三層高介電常數(shù)介質(zhì)層3，因此需要通過四次光刻、八次刻蝕將局部電極層2對應的奇數(shù)局部電極層11與偶數(shù)局部電極層10的邊緣逐層分開；其中，奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10被逐層分開后，與上方對應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3、絕緣介質(zhì)層5的邊緣對齊，以能夠進行隔離或保護；所述奇數(shù)局部電極層11 與偶數(shù)局部電極層10上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3表面裸露的區(qū)域包括襯底1的四周及襯底 1的中心區(qū)域，所述襯底1中心區(qū)域的裸露區(qū)域下方無微槽4結(jié)構(gòu)；
本實施例中，當刻蝕偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11后，能夠在襯底1上方形成若干相對分立的偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11，即將之前同一層內(nèi)的偶數(shù)局部電極層10與奇數(shù)局部電極層11刻蝕成若干對應分立的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11 ；刻蝕后得到的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11的端部邊緣在襯底1表面上方逐層分開，形成臺階狀結(jié)構(gòu)；
e、在上述襯底1的表面上淀積第一絕緣保護層6，所述第一絕緣保護層6覆蓋于絕緣介質(zhì)層5上，并覆蓋奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3對應裸露的表面；
當形成上述臺階狀，且對應的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11端部裸露后，當直接形成互連電極層時，由于對應臺階邊緣的偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11沒有進行絕緣隔離，勢必會同時與互連電極層電連接，不能達到所需的連接需要，因此需要通過第一絕緣保護層6進行隔離絕緣；
f、刻蝕上述覆蓋偶數(shù)局部電極層10、奇數(shù)局部電極層11表面的第一絕緣保護層6及高介電常數(shù)介質(zhì)層3，得到位于所述襯底1上方所需的第一奇數(shù)接觸孔13，如圖13所示；
通過刻蝕第一絕緣保護層6、高介電常數(shù)介質(zhì)層3，使得將步驟d中奇數(shù)局部電極層11 的表面裸露，從而能夠使得奇數(shù)局部電極層11能與奇數(shù)互連電極7電連接，第一絕緣保護層6覆蓋于相應的高介電常數(shù)介質(zhì)層3及奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10的端部， 避免奇數(shù)互連電極7與偶數(shù)局部電極層10的接觸；在步驟d中裸露的偶數(shù)局部電極層10 上部高介電常數(shù)介質(zhì)層3表面通過第一絕緣保護層6覆蓋；第一奇數(shù)接觸孔13位于對應形成臺階奇數(shù)局部電極層11的上方；
g、填充互連電極材料，刻蝕所述互連電極材料后得到所需的偶數(shù)互連電極8、奇數(shù)互連電極7。如圖14 圖16所示具體地，當所述步驟f僅得到第一奇數(shù)接觸孔13，且所得到的第一奇數(shù)接觸孔13位于襯底1上方的四周區(qū)域及中心區(qū)域內(nèi)時，所述步驟g包括步驟 gl、在所得到的第一奇數(shù)接觸孔13內(nèi)填充互連電極材料，光刻刻蝕互連電極材料得到所需的奇數(shù)互連電極7，形成互連電極7同時在需要形成第一偶數(shù)接觸孔12的位置產(chǎn)生第二隔離區(qū)17 ；所述第二隔離區(qū)17位于襯底1上方的中心區(qū)域；
步驟g2、在上述襯底1的上方淀積第二絕緣保護層9，所述第二絕緣保護層9覆蓋于襯底1上方對應的表面，并覆蓋于相應的奇數(shù)互連電極7上，且填充于第二隔離區(qū)17內(nèi)；
步驟g3、選擇性地掩蔽和刻蝕第二絕緣保護層9、第二絕緣保護層6、高介電常數(shù)介質(zhì)層3，在襯底1上方得到第一偶數(shù)接觸孔12，如圖14所示；所述第一偶數(shù)接觸孔12位于襯底1上方的四周及中心區(qū)域內(nèi)，所述中心區(qū)域?qū)谝慌紨?shù)接觸孔12的下方?jīng)]有微槽4，并在第二隔離區(qū)17內(nèi)；
步驟g4、在上述第一偶數(shù)接觸孔12內(nèi)填充互連電極材料，光刻刻蝕互連電極材料后得到所需偶數(shù)互連電極8，偶數(shù)互連電極8也可以在需要形成第一奇數(shù)接觸孔13的位置設第二隔離區(qū)17 ；所述偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7不在同一層內(nèi)，如圖15所示；
步驟g5、在上述襯底1的上方淀積第三絕緣保護層18，并選擇性地掩蔽和刻蝕第三絕緣保護層18、第二絕緣保護層9，使得奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8對應的表面裸露，得到所需的第二奇數(shù)接觸孔15及第二偶數(shù)接觸孔14。通過第二奇數(shù)接觸孔15使得奇數(shù)互連電極7表面裸露，通過第二偶數(shù)接觸孔14 將偶數(shù)互連電極8表面裸露，能夠便于將得到的電容器向外引出。經(jīng)過本實施例中的電極引出后，能夠降低得到電容器的等效電感與等效電阻，從而能提高電容器的高頻性能。圖16是互聯(lián)電極層對應的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7分布于襯底1上方的四周區(qū)域和中心區(qū)域的示意圖，其中襯底1上方的四周區(qū)域有6對交替分布的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7，為圖示清楚，襯底1上方的中心區(qū)域只示意2對交替分布的偶數(shù)互連電極8與奇數(shù)互連電極7 (實際產(chǎn)品中芯片中部可能有十幾到幾千對交替分布的電極)。如圖廣圖16所示根據(jù)微槽4或微柱的直徑、間隔，以及局部電極層2、高介電常數(shù)介質(zhì)層3的厚度不同，上述高介電常數(shù)介質(zhì)層3可以是一到幾十層，每一高介電常數(shù)介質(zhì)層3與其相鄰的奇數(shù)局部電極層11及偶數(shù)局部電極層10間形成一個電容結(jié)構(gòu)，多高介電常數(shù)介質(zhì)層3的電容結(jié)構(gòu)并聯(lián)連接。為實現(xiàn)局部電極層2對應的奇數(shù)局部電極層11互聯(lián)，同時偶數(shù)局部電極層10間的互連，并有效降低等效串聯(lián)電感、等效串聯(lián)電阻，在奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10的上方設置接觸孔，通過濺射金屬填充在相應的接觸孔內(nèi)時，實現(xiàn)奇數(shù)互連電極7與奇數(shù)局部電極層11的電連接，偶數(shù)互連電極8與偶數(shù)局部電極層10的電連接。—般采用光刻方法逐層分離高介電常數(shù)介質(zhì)層3、偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11，將高介電常數(shù)介質(zhì)層3、偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11的邊緣在襯底 1表面上鋪展開，其中局部電極層2對應的奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10與其上鄰近的高介電常數(shù)介質(zhì)層3、絕緣介質(zhì)層5端部對齊。對于襯底1上方中心區(qū)域有接觸孔引出的情況，在接觸孔的位置同樣逐層分離高介電常數(shù)介質(zhì)層3、偶數(shù)局部電極層10及奇數(shù)局部電極層11。奇數(shù)局部電極層11、偶數(shù)局部電極層10在襯底1表面分離完成后，沉積第一絕緣保護層6，再濺射金屬層以用于形成互聯(lián)電極層。互聯(lián)電極層的偶數(shù)互連電極8、奇數(shù)互連電極7分別與偶數(shù)局部電極10和奇數(shù)局部電極層11通過接觸孔電連接連接。可通過光刻工藝開接觸孔，相應的接觸孔可以僅位于襯底1上方的四周區(qū)域內(nèi)，也可以同時位于襯底1上方的四周區(qū)域和中心區(qū)域。奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8可以位于同一工藝層內(nèi)，也可以位于被第二絕緣保護層9隔離的兩層內(nèi)；當奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8位于同一工藝層內(nèi)，且相應的接觸孔同時位于襯底1上方的四周區(qū)域和中心區(qū)域時，濺射互連金屬后，奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8可通過一次光刻出叉指的形狀。當奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8位于兩層內(nèi)時，這種情況下的接觸孔往往同時位于襯底1上方的四周區(qū)域和中心區(qū)域時，如圖14、圖15所示，奇數(shù)互連電極7與奇數(shù)局部電極層11的連接在一層內(nèi)互聯(lián)，偶數(shù)互連電極8與偶數(shù)局部電極層10的連接在另一層內(nèi)互聯(lián)。最后沉積第三絕緣保護層18，通過光刻在奇數(shù)互連電極7、偶數(shù)互連電極8與外電路連接的位置開接觸孔，以形成第二奇數(shù)接觸孔15及第二偶數(shù)接觸孔14，所述接觸孔可以只有第二奇數(shù)接觸孔15及第二偶數(shù)接觸孔14，形成一對；也可以有數(shù)個間隔分布在襯底1上方的四周區(qū)域，還也可以間隔分布于襯底1上方的中心區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明電容器具有電容量大、等效串聯(lián)電感小、等效串聯(lián)電阻可調(diào)，電容量是同等尺寸的MLCC (Multi-layer ceramic capacitors)的幾倍到幾十倍，等效串聯(lián)電感是MLCC 的幾分之一到幾十分之一，等效串聯(lián)電阻可根據(jù)電路的要求調(diào)整以達到最佳匹配；產(chǎn)品高精度、高可靠、體積小、壽命長、環(huán)保，可廣泛應用于高頻電路去耦、降噪使用，也可用在普通儲能電路中，容易集成，可集成在IC芯片上或與IC封裝在同一封裝內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高密度電容器，包括襯底(1)；其特征是所述襯底(1)上生長若干局部電極層 (2)，所述局部電極層(2)包括偶數(shù)局部電極層(10)及與所述偶數(shù)局部電極層(10)相匹配的奇數(shù)局部電極層(11)，所述奇數(shù)局部電極層(11)與偶數(shù)局部電極層(10)間設有高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)；所述襯底(1)的上方設有互連電極層，所述互連電極層包括用于與偶數(shù)局部電極層(10)電連接的偶數(shù)互連電極(8)及用于與奇數(shù)局部電極層(11)電連接的奇數(shù)互連電極(7)，所述奇數(shù)互連電極(7)與偶數(shù)互連電極(8)間絕緣隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度電容器，其特征是所述襯底(1)上設有用于增大表面積的擴張區(qū)域，所述局部電極層(2)及高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)生長于所述擴張區(qū)域內(nèi)及襯底(1)對應的表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度電容器，其特征是所述擴張區(qū)域為若干凹設于襯底(I)的微槽(4)或凸設于襯底(1)上的微柱，微槽(4)或微柱在襯底(1)上呈陣列分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度電容器，其特征是所述局部電極層(2)的材料為選自銅、鋁、鉬、鉭、鎢、鉬、釕、鈦、鎳、重摻雜多晶硅、導電性氧化物、導電性氮化物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度電容器，其特征是所述偶數(shù)局部電極層(10)上方設有第一偶數(shù)接觸孔(12)，奇數(shù)局部電極層(11)上方設有第一奇數(shù)接觸孔(13)，偶數(shù)互連電極(8)填充于第一偶數(shù)接觸孔(12)內(nèi)，并與偶數(shù)局部電極層(10)電連接，奇數(shù)互連電極(7) 填充于第一奇數(shù)接觸孔(13)內(nèi)，并與奇數(shù)局部電極層(11)電連接；偶數(shù)互連電極(8)與奇數(shù)互連電極(7)通過局部電極層(2)上的絕緣介質(zhì)層(5)及絕緣保護層相絕緣隔離。
6.一種高密度電容器的電極引出方法，其特征是，所述電極引出方法包括如下步驟(a)、提供襯底(1)，并在所述襯底(1)上設置擴張區(qū)域；(b)、在上述襯底(1)的表面上及擴張區(qū)域內(nèi)反復生長奇數(shù)局部電極層(11)、高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)及偶數(shù)局部電極層(10)，得到所需的局部電極層(2)，高介電常數(shù)介質(zhì)層(3) 位于相應奇數(shù)局部電極層(11)及偶數(shù)局部電極層(10)之間；(c )、在上述局部電極層(2 )的表面上淀積絕緣介質(zhì)層(5 )，并對所述絕緣介質(zhì)層(5 )進行平整性處理，所述絕緣介質(zhì)層(5)覆蓋于局部電極層(2)上；(d)、沿絕緣介質(zhì)層(5)指向襯底(1)的方向逐層刻蝕絕緣介質(zhì)層(5)、偶數(shù)局部電極層(10)、高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)及奇數(shù)局部電極層(11)，使得刻蝕后得到奇數(shù)局部電極層(II)及偶數(shù)局部電極層(10)相應的端部邊緣在襯底(1)的表面上方逐層分開，相鄰奇數(shù)局部電極層(11)與偶數(shù)局部電極層(10)間形成臺階，且覆蓋對應臺階表面的高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)裸露；(e)、在上述襯底(1)的表面上方淀積第一絕緣保護層(6)，所述第一絕緣保護層(6)覆蓋于絕緣介質(zhì)層(5 )上，并覆蓋奇數(shù)局部電極層(11)及偶數(shù)局部電極層(10 )上對應高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)的裸露表面；(f)、刻蝕上述覆蓋偶數(shù)局部電極層(10)、奇數(shù)局部電極層(11)表面的第一絕緣保護層(6)及高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)，得到位于所述襯底(1)上方所需的第一偶數(shù)接觸孔(12)與第一奇數(shù)接觸孔(13);(g)、在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔(12)、第一奇數(shù)接觸孔(13)內(nèi)填充互連電極材料， 刻蝕所述互連電極材料后得到所需的偶數(shù)互連電極(8)、奇數(shù)互連電極(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是所述襯底(1)為半導體或?qū)w時，在襯底(1)上形成絕緣隔離層，襯底(1)通過絕緣隔離層與對應的局部電極層 (2)絕緣隔離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是當所述步驟(f)同時得到第一偶數(shù)接觸孔(12)、第一奇數(shù)接觸孔(13)，且第一偶數(shù)接觸孔(12)及第一奇數(shù)接觸孔(13)位于襯底(1)上方的四周區(qū)域及中心區(qū)域內(nèi)時，還包括步驟(h)、在上述襯底(1) 的表面淀積第二絕緣保護層(9)，所述第二絕緣保護層(9)覆蓋于相應的第一絕緣保護層 (6)、奇數(shù)互連電極(7)及偶數(shù)互連電極(8)；步驟(i)、刻蝕上述第二絕緣保護層(9)，使得所需的奇數(shù)互連電極(7)、偶數(shù)互連電極 (8)對應的表面裸露，以形成所需的第二奇數(shù)接觸孔(15)及第二偶數(shù)接觸孔(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是當所述步驟(f)僅得到第一偶數(shù)接觸孔(12)或第一奇數(shù)接觸孔(13)，且所得到的第一偶數(shù)接觸孔(12)或第一奇數(shù)接觸孔(13)位于襯底(1)上方的四周區(qū)域及中心區(qū)域內(nèi)時，所述步驟(g)包括步驟 (gl)、在所得到的第一偶數(shù)接觸孔(12)或第一奇數(shù)接觸孔(13)內(nèi)填充互連電極材料，刻蝕所述互連電極材料后得到所需的偶數(shù)互連電極(8)或奇數(shù)互連電極(7)；步驟(g2)、在上述襯底(1)的上方淀積第二絕緣保護層(9)，所述第二絕緣保護層(9) 覆蓋于襯底(1)上方對應的表面；步驟(g3)、選擇性地掩蔽和刻蝕第二絕緣保護層(9)、第一絕緣保護層(6)及高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)，在襯底(1)上方得到第一奇數(shù)接觸孔(13)或第一偶數(shù)接觸孔(12)；步驟(g4)、在上述第一奇數(shù)接觸孔(13)或第一偶數(shù)接觸孔(12)內(nèi)填充互連電極材料， 刻蝕所述互連電極材料后得到所需的奇數(shù)互連電極(7)及偶數(shù)互連電極(8)；步驟(g5)、在上述襯底(1)的上方淀積第三絕緣保護層(18)，并選擇性地掩蔽和刻蝕第三絕緣保護層(18)及第二絕緣保護層(9)，使得奇數(shù)互連電極(7)、偶數(shù)互連電極(8)對應的表面裸露，得到所需的第二奇數(shù)接觸孔(15)及第二偶數(shù)接觸孔(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是當所述步驟(f)同時得到第一偶數(shù)接觸孔(12)、第一奇數(shù)接觸孔(13)，且第一偶數(shù)接觸孔(12)及第一奇數(shù)接觸孔(13)位于襯底(1)上方的四周區(qū)域內(nèi)時，在上述得到的第一偶數(shù)接觸孔(12)、第一奇數(shù)接觸孔(13)內(nèi)填充互連電極層，同時得到所需的偶數(shù)互連電極(8)及奇數(shù)互連電極(7)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是所述高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)的材料為選自Al203、Ta205、Ti02、Hf02、BST、ST0中的一種或幾種。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是所述擴張區(qū)域為若干凹設于襯底(1)內(nèi)的微槽(4)或凸設于襯底(1)上的微柱。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是所述高介電常數(shù)介質(zhì)層(3)及局部電極層(2)的奇數(shù)局部電極層(11)、偶數(shù)局部電極層(10)通過ALD、AVD、 CVD、電鍍、化學鍍或PVD方法反復生長于襯底(1)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述高密度電容器的電極引出方法，其特征是所述微槽(4)或微柱的直徑為0. 5 100μπι，相鄰微槽(4)或微柱的間隔距離為0. 5 100μπι，微槽(4)或微柱的深寬比為5 100。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高密度電容器及其電極引出方法，其包括襯底；襯底上生長若干局部電極層，局部電極層包括偶數(shù)局部電極層及與所述偶數(shù)局部電極層相匹配的奇數(shù)局部電極層，奇數(shù)局部電極層與偶數(shù)局部電極層間設有高介電常數(shù)介質(zhì)層，襯底的上方設有互連電極層，互連電極層包括偶數(shù)互連電極及奇數(shù)互連電極，奇數(shù)互連電極與偶數(shù)互連電極間絕緣隔離。本發(fā)明電容器具有電容量大、等效串聯(lián)電感小、等效串聯(lián)電阻可調(diào)，等效串聯(lián)電阻可根據(jù)電路的要求調(diào)整以達到最佳匹配；產(chǎn)品高精度、高可靠、體積小、壽命長、環(huán)保，可廣泛應用于高頻電路去耦、降噪使用，也可用在普通儲能電路中，容易集成，可集成在IC芯片上或與IC封裝在同一封裝內(nèi)。
文檔編號H01L23/522GK102569250SQ20121000293
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者陳杰, 陳立軍, 雷鳴 申請人:無錫納能科技有限公司