本發(fā)明涉及電容器，具體的，涉及一種硅電容器。

背景技術(shù)：

1、隨著通信技術(shù)飛速發(fā)展，帶寬頻率和損耗等有著越來(lái)越高的要求，硅電容器已廣泛應(yīng)用于各類(lèi)射頻、光通信產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景。

2、硅電容器是利用半導(dǎo)體技術(shù)，重?fù)诫s硅襯底作為電容器的下電極，常用二氧化硅、氮化硅作為電容器的介質(zhì)，重?fù)诫s多晶硅為電容器的上電極。為增加電容值，最常用的方法是通過(guò)對(duì)基板進(jìn)行狹深形狀的蝕刻處理即使用溝槽(trench)結(jié)構(gòu)的方法。通常，溝槽結(jié)構(gòu)的截面與“u”字形類(lèi)似，另外，為了增加靜電容量，將溝槽在硅基板上以一定間隔重復(fù)形成陣列(array)。

3、而在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上由于u形深槽刻蝕均勻性差，孔的深度不能保證一致，造成電容值較大的偏差。并且u形深槽一面開(kāi)口，造成電容器制備過(guò)程應(yīng)力大而導(dǎo)致破碎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種硅電容器，目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中u形深槽刻蝕均勻性差，孔的深度不能保證一致，以及u形深槽一面開(kāi)口，造成電容器制備過(guò)程應(yīng)力大而碎片化的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種硅電容器，硅槽為通孔結(jié)構(gòu)，避免了因?yàn)槊た卓涛g造成的均勻性差造成的容值偏差，同時(shí)因?yàn)閮擅骈_(kāi)口，釋放了深硅刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種硅電容器，包括第一電容器，所述第一電容器包括：

3、第一硅通孔襯底，所述第一硅通孔襯底為低阻硅，電阻率為0.001～0.01ω·cm，厚度為50～300μm，晶向?yàn)?00；

4、第一通孔，設(shè)置有多個(gè)并陣列交替排布在第一硅通孔襯底上，所述第一通孔為圓柱形、棱柱形的其中一種，圓柱形、棱柱形的側(cè)壁均為垂直，單個(gè)通孔的開(kāi)口直徑為2μm～20μm；

5、第一介電層，均勻覆蓋在第一硅通孔襯底的表面及第一通孔側(cè)壁全部區(qū)域，厚度為1nm～2000nm；

6、第一上電極層，均勻覆蓋在第一介電層的表面還包括第一硅通孔襯底的表面及第一通孔孔壁側(cè)壁，進(jìn)而將第一通孔內(nèi)部填實(shí)，厚度為10nm～2000nm，并與第一介電層構(gòu)成上電極結(jié)構(gòu)；

7、第一絕緣層，均勻覆蓋在第一硅通孔襯底下表面的第一上電極層外；

8、第一通孔引線，由第一硅通孔襯底的底部豎向引出，作為第一下電極層和低阻第一硅通孔襯底在垂直方向的引線以形成電連接；

9、第一下電極層，位于第一硅通孔襯底底部，均勻覆蓋在第一絕緣層的表面，厚度為10nm～2000nm，與第一硅通孔襯底共同構(gòu)成下電極，從而與上電極構(gòu)成一個(gè)完整的電容器結(jié)構(gòu)；

10、第一上焊盤(pán)，位于第一上電極層的表面，厚度為1000nm～10000nm；

11、第一下焊盤(pán)、位于第一下電極層的表面，厚度為1000nm～10000nm。

12、優(yōu)選的，所述第一介電層為氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化銦等的一種或組合。

13、優(yōu)選的，所述第一上電極層為重?fù)蕉嗑Ч?、金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

14、優(yōu)選的，所述第一下電極層為金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

15、優(yōu)選的，所述第一上焊盤(pán)與第一下焊盤(pán)均為金屬金、金屬鋁、金屬銅、金屬鈦、金屬鎳、金屬鈀的一種和多種組合。

16、一種硅電容器，包括第二電容器，所述第二電容器包括：

17、第二硅通孔襯底，所述第二硅通孔襯底為低阻硅，電阻率為0.001～0.01ω·cm，厚度為50～300μm，晶向?yàn)?00；

18、第二通孔，設(shè)置有多個(gè)并陣列交替排布在第二硅通孔襯底上，所述第二通孔為啞鈴型，側(cè)壁呈對(duì)稱(chēng)的鈍角分布，通過(guò)硅的兩面各向異性腐蝕在孔壁形成倒四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，單個(gè)通孔的開(kāi)口直徑為2μm～20μm；

19、第二介電層，均勻覆蓋在第二硅通孔襯底的表面及第二硅通孔襯底第二通孔側(cè)壁全部區(qū)域，厚度為1nm～2000nm；

20、第二上電極層，均勻覆蓋在第二介電層的表面還包括第二硅通孔襯底的表面及第二通孔孔壁側(cè)壁，進(jìn)而將第二通孔內(nèi)部填實(shí)，厚度為10nm～2000nm，并與第二介電層構(gòu)成上電極結(jié)構(gòu)；

21、第二絕緣層，均勻覆蓋在第二硅通孔襯底下表面的第二上電極層外；

22、第二通孔引線，由的底部豎向引出，作為第二下電極層和低阻第二硅通孔襯底在垂直方向的引線以形成電連接；

23、第二下電極層，位于第二硅通孔襯底底部，均勻覆蓋在第二絕緣層的表面，厚度為10nm～2000nm，與第二硅通孔襯底共同構(gòu)成下電極，從而與上電極構(gòu)成一個(gè)完整的電容器結(jié)構(gòu)；

24、第二上焊盤(pán)，位于第二上電極層的表面，厚度為1000nm～10000nm；

25、第二下焊盤(pán)、位于第二下電極層的表面，厚度為1000nm～10000nm。

26、優(yōu)選的，所述第二介電層為氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化銦等的一種或組合。

27、優(yōu)選的，所述第二上電極層為重?fù)蕉嗑Ч琛⒔饘俳?、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

28、優(yōu)選的，所述第二下電極層為金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

29、優(yōu)選的，所述第二上焊盤(pán)與第二下焊盤(pán)均為金屬金、金屬鋁、金屬銅、金屬鈦、金屬鎳、金屬鈀的一種或多種組合。

30、本發(fā)明的有益效果為：

31、本發(fā)明采用硅通孔技術(shù)，兩面開(kāi)口，克服現(xiàn)有技術(shù)中u形深槽刻蝕均勻性差，孔的深度不能保證一致，以及u形深槽一面開(kāi)口，造成電容器制備過(guò)程應(yīng)力大而碎片的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種硅電容器，其特征在于，包括第一電容器(100)，所述第一電容器(100)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第一介電層(103)為氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化銦等的一種或組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第一上電極層(104)為重?fù)蕉嗑Ч?、金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第一下電極層(107)為金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第一上焊盤(pán)(108)與第一下焊盤(pán)(109)均為金屬金、金屬鋁、金屬銅、金屬鈦、金屬鎳、金屬鈀的一種或多種組合。

6.一種硅電容器，其特征在于，包括第二電容器(200)，所述第二電容器(200)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第二介電層(203)為氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎢、氧化銦等的一種或組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第二上電極層(204)為重?fù)蕉嗑Ч?、金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第二下電極層(207)為金屬金、金屬鋁、金屬銅、氮化鉭和氮化鈦等的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硅電容器，其特征在于，所述第二上焊盤(pán)(208)與第二下焊盤(pán)(209)均為金屬金、金屬鋁、金屬銅、金屬鈦、金屬鎳、金屬鈀的一種或多種組合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及硅電容器技術(shù)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)射頻、光通信產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景。主要技術(shù)為一種硅電容器包括：硅通孔襯底、介電層、第二電極層、絕緣層、第一電極層、通孔引線和上下焊盤(pán)。硅通孔襯底的通孔為圓柱形，棱柱形或啞鈴型，圓柱和棱柱形側(cè)壁垂直，啞鈴型側(cè)壁傾斜，通過(guò)硅的兩面各向異性腐蝕形成的倒四棱臺(tái)，通孔陣列排布形成重復(fù)結(jié)構(gòu)，單個(gè)通孔的開(kāi)口直徑為2μm～20μm。本發(fā)明采用硅通孔技術(shù)，兩面開(kāi)口，克服現(xiàn)有技術(shù)中U形深槽刻蝕均勻性差，孔的深度不能保證一致，以及U形深槽一面開(kāi)口，造成電容器制備過(guò)程應(yīng)力大而碎片的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫缶英微電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15