一种硅基高压电容器制作方法及硅基高压电容器

本发明涉及硅基高压电容器，尤其涉及一种硅基高压电容器制作方法及硅基高压电容器。

背景技术：

1、电容器作为一种基础的电子元件，在电路系统中起着重要作用。为了适应更高的电容密度和容值要求，出现了一种基于硅通孔(tsv)技术的硅基高压电容器，其制作过程为将双抛低阻硅热氧化生长二氧化硅层，利用反应离子刻蚀刻出通孔，然后再次使用热氧化法在通孔侧壁生长二氧化硅层作为介质层，再双面溅射金属种子层并采用光刻工艺图形化电镀加厚金属层，最后采用金属离子铣工艺，去除电容器表面的种子层，获得金属焊盘，即可实现tsv电容器结构。但是，上述的电容器在制作过程中，利用热氧化生长的介质层对通孔侧壁不能完全覆盖，导致发生击穿电压达不到电容器设计要求的问题。

2、因此，如何确保硅基高压电容器的击穿电压达到电容器的设计要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅基高压电容器制作方法及硅基高压电容器，本发明提供的硅基高压电容器制作方法确保了硅基高压电容器的击穿电压可达到电容器的设计要求。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种硅基高压电容器制作方法，包括：

4、提供一硅衬底，所述硅衬底具有相对的两面；

5、在所述硅衬底上加工贯穿所述硅衬底的两面的通孔；

6、通过原子层吸附反应外延技术在所述硅衬底上生长出高k介质层，所述高k介质层覆盖所述硅衬底的两面，以及所述通孔的内壁；

7、去除位于所述硅衬底至少一面上的部分所述高k介质层，露出所述硅衬底的表面，以形成第一图形区；

8、在所述硅衬底的两面、所述第一图形区，以及所述通孔的内壁均覆盖金属层；

9、去除位于所述硅衬底的两面上的部分所述金属层，露出所述高k介质层，以形成隔断区；

10、将位于所述第一图形区上方所述金属层刻蚀部分厚度，以形成凹槽结构的沟槽区，所述沟槽区作为金属焊盘。

11、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述硅衬底由两面抛光处理且低电阻的硅片制备而成。

12、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，在所述硅衬底上加工贯穿所述硅衬底的两面的通孔包括：

13、在所述硅衬底的一面涂敷光刻胶形成光刻胶层；

14、在所述光刻胶层覆盖掩膜版，经过曝光和显影处理后，在所述光刻胶层刻蚀出贯穿至所述硅衬底表面的窗口区，以形成第一光刻胶掩膜；

15、通过所述窗口区在所述硅衬底上刻蚀出贯通所述硅衬底的两面的所述通孔；

16、去除所述第一光刻胶掩膜。

17、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述通孔的半径小于所述硅衬底的厚度。

18、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述高k介质层为氧化铝层或者二氧化铪层；

19、在所述高k介质层为氧化铝层时，应用于所述原子层吸附反应外延技术中的前驱体中的金属源为三甲基铝，氧源为去离子水；

20、在所述高k介质层为二氧化铪层时，应用于所述原子层吸附反应外延技术中的前驱体中的金属源为四双(乙基甲基氨)铪，氧源为高纯水或臭氧。

21、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述去除位于所述硅衬底至少一面上的部分所述高k介质层包括：

22、通过反应离子刻蚀方式去除位于所述硅衬底至少一面上的部分所述高k介质层。

23、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，在所述硅衬底的两面、所述第一图形区，以及所述通孔的内壁均覆盖金属层包括：

24、通过磁控溅射在所述硅衬底的两面、所述第一图形区，以及所述通孔的内壁溅射形成金属种子层；

25、利用电镀方式加厚所述金属种子层形成所述金属层。

26、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述去除位于所述硅衬底的两面上的部分所述金属层，露出所述高k介质层，以形成隔断区包括：部分所述金属层通过湿法刻蚀进行去除。

27、可选地，在上述硅基高压电容器制作方法中，所述将位于所述第一图形区上方所述金属层刻蚀部分厚度，以形成凹槽结构的沟槽区，所述沟槽区作为金属焊盘包括：

28、通过金属离子铣工艺去除所述金属层的部分厚度，制备出所述沟槽区。

29、本发明提供的硅基高压电容器制作方法中，在硅衬底加工出贯穿衬底两面的通孔，通过原子层吸附反应外延技术在硅衬底上生长出高k介质层，高k介质层覆盖硅衬底的两面，以及通孔的内壁上，然后去除位于硅衬底至少一面上的部分高k介质层，使得硅衬底的部分表面露出形成了第一图形区，再在硅衬底的两面、第一图形区，以及通孔的内壁均覆盖金属层，再次去除位于硅衬底的两面上的部分金属层，使得部分高k介质层露出形成了隔断区，最后将位于第一图形区上方金属层刻蚀部分厚度形成了凹槽结构的沟槽区，该沟槽区则作为金属焊盘。与现有技术相比，本发明提供的硅基高压电容器制作方法采用了原子层吸附反应外延技术沉积制备高k介质层，可精确控制高k介电层的厚度，降低了高k介电层薄膜表面粗糙度，使得高k介质层厚度均匀，具有较好的保形性，并可以对电容器表面进行全覆盖包绕，有效解决了现有中电容器通过热氧化生长的二氧化硅无法全覆盖，而导致击穿电压不达标的问题。

30、另一方面，本发明还提供了一种硅基高压电容器，通过如上任一项所述的硅基高压电容器制作方法制备而成。本发明提供的硅基高压电容器，由于通过上述的硅基高压电容器制作方法制备而成，因此兼具上述硅基高压电容器制作方法的所有技术效果，本文在此不再赘述。

1.一种硅基高压电容器制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述硅衬底由两面抛光处理且低电阻的硅片制备而成。

3.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，在所述硅衬底上加工贯穿所述硅衬底的两面的通孔包括：

4.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述通孔的半径小于所述硅衬底的厚度。

5.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述高k介质层为氧化铝层或者二氧化铪层；

6.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述去除位于所述硅衬底至少一面上的部分所述高k介质层包括：

7.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，在所述硅衬底的两面、所述第一图形区以及所述通孔的内壁均形成金属层包括：

8.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述去除位于包括：通过湿法刻蚀去除所述硅衬底的两面上的部分所述金属层。

9.根据权利要求1所述的硅基高压电容器制作方法，其特征在于，所述将位于所述第一图形区上方的所述金属层刻蚀掉部分厚度包括：

10.一种硅基高压电容器，其特征在于，通过如权利要求1-9任一项所述的硅基高压电容器制作方法制备而成。