【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成无源元件，尤其涉及一种深槽电容器及其制造方法。
技术介绍
1、在集成电路领域，研究人员和设计、生产人员对于复杂电路内耦合噪声的关注与日俱增。尤其在集成电路规模更大、互连密度更高、性能更强、工作频率更高的应用中，如果不能有效地应对噪声，集成电路芯片系统往往无法正确运行，甚至无法运行。去耦电容是应对耦合噪声最有效的手段之一，也是集成电路中最常见的集成无源元件。电容的特性为对低频信号接近开路，而对高频信号导通，因此在高频应用中，去耦电容可以被看做具有变化阻抗的导通电路，将电源或信号波形中的高频噪声滤除；同时由于电容元件具有储能特性，将电容合适地应用在电源分配网络中可以使工作电压更为稳定，减少由于电压波动造成的运行出错或失效。
2、目前常用于集成电路去耦的电容元件有分立型和集成型两类：分立型电容以陶瓷电容为主如常见的0402、0201电容等；集成电容有mos电容、mim电容等。陶瓷电容单位电容密度高，但是由于是分立器件，安装摆放会受到较大限制，易引入较大的回路电感，同时难以在小型化电路系统中与作用对象摆放得足够近，影响去耦效果；集成电容通常与标准cmos工艺兼容，设计上较为灵活，但是由于结构和原理限制，难以获得电容密度足够高同时电容值稳定、精确的元件。而深槽型集成电容可以同时解决高电容密度、设计灵活度和集成兼容性等若干重要问题。
3、深槽型电容器最早提出时是由衬底和填充物分别作为两层电极板、槽内均匀分布的氧化物绝缘层作为电介质层，但此种结构对电容密度的提升有限，同时会向衬底引入较大的电磁噪声，影
4、改进的深槽型电容器会将两层电极板与之间的电介质层在槽内通过薄膜工艺制备出来，并与衬底通过氧化层绝缘。这解决了衬底的电磁噪声干扰问题，但是仍旧对电容密度的提升有限，同时电容阻抗较高，等效电阻(esr)和等效电感(esl)较难控制到较低水平。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种深槽电容器及其制造方法，以解决上述提及的至少一个问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下方案：
3、根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施例提供了一种深槽电容器的制造方法，所述方法包括：
4、步骤a、在硅片上进行深硅刻蚀，制作出横截面为正六角形的深槽结构；
5、步骤b、完成硅片表面及槽内绝缘层的制备；
6、步骤c、分别利用导电材料和绝缘材料在所述绝缘层上依次交叠地完成电极板层和介质层的制备，形成电极板层和介质层交错的多层结构，且最外面一层为电极板层；
7、步骤d、由最外面一层电极板开始向内依次进行电极板图形化，直至完成最里面电极板的图形化；
8、步骤e、进行ild层制备及cmp平坦化；
9、步骤f、通过光刻、显影、刻蚀所述ild层来制备各层电极板的接触孔阵列；
10、步骤g、溅射金属钨来填充所述接触孔阵列，并进行cmp去除表面多余金属钨；
11、步骤h、使用大马士革工艺制造布线层来实现电容器正负极的引出，其中与正极电极板层连接的接触孔在xy平面上的排布方式为沿同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；与负极电极板层连接的接触孔在xy平面上的排布方式同样为沿同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖，且与正极恰好错开；正极或负极引出线的每个“十字形”交点处均可引出对应的正极或负极引出端口，并按需接入功能电路。
12、优选的，本专利技术上述方法中步骤a中的深槽结构在硅片上呈六角密堆积的蜂巢结构排列。
13、优选的，本专利技术上述方法中导电材料包括：氮化钛tin、氮化钽tan或钛ti，所述绝缘材料包括：氮氧化硅sionx、氧化铝al2o3、二氧化铪hfo2、二氧化锆zro2或二氧化钛tio2。
14、优选的，本专利技术上述方法中步骤c中的多层结构中包含四层电极板层和三层介质层，所述四层电极板层由外到内分别为第一电极板层、第二电极板层、第三电极板层和第四电极板层，所述三层介质层由外到内分别为第一介质层、第二介质层和第三介质层。
15、优选的，本专利技术上述方法中由所述第一电极板层及所述第三电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；由所述第二电极板层及所述第四电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖。。
16、根据本专利技术的第二方面，本专利技术实施例提供了一种深槽电容器，包括：横截面为正六角形的深槽结构；覆盖于硅片表面及深槽内表面的绝缘层；依次交叠地设置在所述绝缘层上的电极板层和介质层，电极板层和介质层构成交错的多层结构，且最外面一层为电极板层，所述电极板层由导电材料制备得到，所述介质层由绝缘材料制备得到；设置在各层电极板的接触孔阵列，其中与正极电极板层连接的接触孔在xy平面上的排布方式为沿同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；与负极电极板层连接的接触孔在xy平面上的排布方式同样为沿同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖，且与正极恰好错开；正极或负极引出线的每个“十字形”交点处均可引出对应的正极或负极引出端口，并按需接入功能电路。
17、优选的，本专利技术实施例中上述深槽结构在硅片上呈六角密堆积的蜂巢结构排列。
18、优选的，本专利技术实施例中上述氮化钛tin、氮化钽tan或钛ti，所述绝缘材料包括：氮氧化硅sionx、氧化铝al2o3、二氧化铪hfo2、二氧化锆zro2或二氧化钛tio2。
19、优选的，本专利技术实施例中上述多层结构中包含四层电极板层和三层介质层，所述四层电极板层由外到内分别为第一电极板层、第二电极板层、第三电极板层和第四电极板层，所述三层介质层由外到内分别为第一介质层、第二介质层和第三介质层。
20、优选的，本专利技术实施例中由所述第一电极板层及所述第三电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；由所述第二电极板层及所述第四电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖。
21、本专利技术所提出的深槽电容器及其制造方法，可以实现同类设计中最高的电容密度，同时具备优秀的等效电阻(esr)、等效电感(esl)表现，可以实现最小的外形参数，和极高的工作频率以及超宽的去耦带宽，能够有效应对集成电路对去耦电容元件提出的越来越高的工作频率的要求。设计灵活度极高、工艺稳定性强，可以轻易实现不同容值要求的电容的精确制造，与通用cmos半导体制造工艺兼容，一方面代表产品特性各批次间均一、稳定，另一方面允许作为片上集成无源器件应用，非常适合大规模生产，同时由于深槽自带的三维属性，电容占据硅上面积小，可以有效减少未来量产中的生产成本。
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1.一种深槽电容器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，步骤a中的深槽结构在硅片上呈六角密堆积的蜂巢结构排列。
3.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，所述导电材料包括：氮化钛TiN、氮化钽TaN或钛Ti，所述绝缘材料包括：氮氧化硅SiONx、氧化铝Al2O3、二氧化铪HfO2、二氧化锆ZrO2或二氧化钛TiO2。
4.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，步骤c中的多层结构中包含四层电极板层和三层介质层，所述四层电极板层由外到内分别为第一电极板层、第二电极板层、第三电极板层和第四电极板层，所述三层介质层由外到内分别为第一介质层、第二介质层和第三介质层。
5.如权利要求4所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，由所述第一电极板层及所述第三电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；由所述第二电极板层及所述第四电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖。
6.一种深槽电容器，其特征在于
7.如权利要求6所述的深槽电容器，其特征在于，所述深槽结构在硅片上呈六角密堆积的蜂巢结构排列。
8.如权利要求6所述的深槽电容器，其特征在于，所述导电材料包括：氮化钛TiN、氮化钽TaN或钛Ti，所述绝缘材料包括：氮氧化硅SiONx、氧化铝Al2O3、二氧化铪HfO2、二氧化锆ZrO2或二氧化钛TiO2。
9.如权利要求6所述的深槽电容器，其特征在于，所述多层结构中包含四层电极板层和三层介质层，所述四层电极板层由外到内分别为第一电极板层、第二电极板层、第三电极板层和第四电极板层，所述三层介质层由外到内分别为第一介质层、第二介质层和第三介质层。
10.如权利要求9所述的深槽电容器，其特征在于，由所述第一电极板层及所述第三电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；由所述第二电极板层及所述第四电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被负极引出线同形覆盖。
...【技术特征摘要】
1.一种深槽电容器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，步骤a中的深槽结构在硅片上呈六角密堆积的蜂巢结构排列。
3.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，所述导电材料包括：氮化钛tin、氮化钽tan或钛ti，所述绝缘材料包括：氮氧化硅sionx、氧化铝al2o3、二氧化铪hfo2、二氧化锆zro2或二氧化钛tio2。
4.如权利要求1所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，步骤c中的多层结构中包含四层电极板层和三层介质层，所述四层电极板层由外到内分别为第一电极板层、第二电极板层、第三电极板层和第四电极板层，所述三层介质层由外到内分别为第一介质层、第二介质层和第三介质层。
5.如权利要求4所述的深槽电容器的制造方法，其特征在于，由所述第一电极板层及所述第三电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”，并被正极引出线同形覆盖；由所述第二电极板层及所述第四电极板层的接触孔构成同向连接的若干“十字形”...
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