在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的制造方法_2

文档序号:9291825阅读:来源:国知局
与具有不 位于第一通孔104之上的电容器114相比较低的功耗。例如,通过使用电容器114而没有 添加来自将第一通孔104连接至电容器114的金属线的电阻,第一电路可以具有较低电阻。 降低的电阻可以导致使用第一电路期间的较低功耗。此外,第一电路的品质因数(Q因数) 可以高于常规电路。较高的品质因数指示相对于所存储的第一电路能量的较低的能量损耗 率。另外,通过包括在第一通孔104之上而非其旁边(或偏离其)的电容器114,第一电路 可以具有较小的尺寸。
[0038] 注意,在本公开的特定实施例中,薄膜沉积工艺(诸如化学气相沉积(CVD)、物理 气相沉积(PVD)(例如,旋涂或蒸镀)、和/或电镀)可被用来形成金属层和金属间介电层。 光刻可被用来形成金属层的图案。蚀刻工艺可被执行以移除不想要的材料。平坦化工艺 (诸如"回蚀"和化学机械抛光(CMP))可被用来创建平坦表面。
[0039] 还注意到,为了便于解说和清楚,仅有限数量的连接器、电感器、层和其他结构或 器件被显示在本公开的附图中。本领域普通技术人员将领会,在实践中,器件1〇〇可主存大 量连接器、电感器、层、和其他结构或器件。
[0040] 参照图2,公开了包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电路的 另一特定解说性实施例。图2示出了包括第二电路的器件200的一部分的横截面视图。
[0041] 器件200包括基板102和第一通孔104。器件200还可包括电容器114。电容器 114包括在第一通孔104与电容器114的第二极板108之间的电介质106。如图2中所解 说的,第一通孔104的面对电介质106的表面可以大于第二极板108的表面。例如,第一通 孔104的顶表面可以大于第二极板108的底表面。在另一特定实施例中,第一通孔104的 表面可以与电容器114的第二极板108的表面大小相同。例如,第一通孔104的顶表面可 以与第二极板108的底表面大小相同。在另一特定实施例中,第一通孔104的表面可以小 于电容器114的第二极板108的表面。例如,第一通孔104的顶表面可以小于第二极板108 的底表面。
[0042] 第一通孔104的面对电介质106的大于第二极板108的表面对应于使用较大的第 一通孔104。使用较大的第一通孔104减少了第二电路的电阻。结果,第二电路的品质因数 增加。较高的品质因数指示相对于所存储的第二电路能量的较低的能量损耗率。
[0043] 参照图3,公开了包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电路的 另一特定解说性实施例。图3示出了包括第三电路的器件300的一部分的横截面视图。
[0044] 器件300包括基板102和第一通孔104。器件300还可包括电容器114。电容器 114包括在第一通孔104与电容器114的第二极板108之间的电介质106。与图1中可以是 完全金属填充的第一通孔104相比,图3中的第一通孔104可包括具有聚合物核302的金 属结构304。该金属结构可包括铜(Cu)、钨(W)、银(Ag)或金(Au)中的至少一者。聚合物 核可包括聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、丙烯酸、聚苯并恶唑(PB0)、或光致抗蚀剂(例 如,TMMR?、SU-8、或其他类型的光致抗蚀剂)中的至少一者。具有聚合物核302可以使 第一通孔104能向电容器114提供结构性支承,并且与完全用金属来填充第一通孔104相 比可以与TGV制造技术更为兼容。另外,具有聚合物核302可以减少第一通孔104的材料 成本,例如,聚合物材料可能比金属成本更少。
[0045] 参照图4,公开了包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电路的 另一特定解说性实施例。图4示出了包括第四电路的器件400的一部分的横截面视图。
[0046] 器件400包括基板102和第一通孔104。器件400还可包括电容器414。电容器 414包括在第一通孔104与电容器414的第二极板108之间的电介质106。
[0047] 如图4中所解说的,第一通孔104形成电容器414的极板并且可以用作电容器414 的底极板。器件400可包括第一通孔104与电介质106之间的第二电介质402。
[0048] 与图2的具有使第一极板120用作底极板的电容器114的第二电路相比,使第一 通孔104用作电容器414的底极板可以减少第四电路的电阻。结果,第四电路的品质因数 可以改善,从而指示相对于所存储的第四电路能量的较低的能量损耗率。另外,与形成可包 括第一极板120 (例如,第一金属层)的器件200相比,形成器件400可涉及较少的光刻级, 其中第一通孔104用作电容器414的底极板。与器件200相比,使第一通孔104用作电容 器414的底极板还可以减少器件400的高度。
[0049] 参照图5,公开了包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电路的 另一特定解说性实施例。图5示出了包括第五电路的晶片的一部分的横截面视图。
[0050] 器件500包括基板102和第一通孔104。器件500还可包括电容器514。
[0051] 与图4中包括两个电介质层(S卩,电介质106和第二电介质402)的电容器414相 比,图5中的电容器514包括第一通孔104与电容器514的第二极板108之间的单个电介 质层(即,第二电介质402)。第二电介质402可包括二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧 化硅(SiOxNy)、五氧化二钽(Ta205)、氧化铝(A1203)或氮化铝(A1N)中的至少一者。
[0052] 与图4的具有多个电介质层(S卩,电介质106和第二电介质402)的器件400相 比,在第一通孔104与电容器514的第二极板108之间具有单个电介质层(S卩,第二电介质 402)可以减少形成器件500的光刻级的数目。结果,制造器件500的复杂性和成本可以低 于制造器件400。
[0053] 参照图6,公开了包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电路的 另一特定解说性实施例。图6示出了包括第六电路的器件600的一部分的横截面视图。
[0054] 器件600包括基板102和第一通孔104。器件600还可包括电容器614。电容器 614包括在第一通孔104与电容器614的第二极板108之间的第二电介质402。
[0055] 如图6中所解说的,第一通孔104可以部分地穿过基板102延伸并且第二通孔130 可以部分地穿过基板102延伸。例如,第一通孔104和第二通孔130可以是在基板102内 耦合并且不从基板102的一侧延伸至基板102的另一侧的盲通孔。第一通孔104和第二通 孔130可以在基板102内结合。
[0056] 使第一通孔104和第二通孔130在基板102内親合可以减少第六电路的电阻,诸 如当第一通孔104与第二通孔130之间的电阻小于图5的将第一通孔104与第二通孔130 耦合的第一传导结构140的电阻时。结果,第六电路的品质因数可以改善,从而指示相对于 第六电路所存储的能量的较低的能量损耗率。
[0057] 参照图7,描绘了形成包括在通孔与电容器的极板之间具有电介质的电容器的电 路的方法的特定解说性实施例的流程图,并且一般指定为700。
[0058] 方法700包括在702形成至少部分地穿过器件的基板延伸的通孔。例如,如参照 图1-6所描述的,第一通孔104可以至少部分地穿过基板102延伸。在具体实施例中,形 成第一通孔104可包括对基板102执行各向异性蚀刻过程。在一特定实施例中,第一通孔 104可以使用倾斜通孔形成过程(诸如图6的第一通孔104)来形成。在一特定实施例中, 第一通孔104可以用金属来填充,诸如图1-2和4-6的第一通孔104。在另一特定实施例 中,第一通孔104可以用金属和聚合物来填充,诸如图3的第一通孔104。第一通孔104可 以使用薄膜沉积工艺(诸如,电镀、物理气相沉积(PVD)(例如溅射或蒸发)或化学气相沉 积(CVD))来填充。导电糊剂(例如,包括铜(Cu)、钨(W)、银(Ag)或金(Au)的糊剂)可被 用于填充第一通孔104。平坦化过程可被用于移除不希望的或过量的材料并且创建用于后 续处理的平坦表面。在一特定实施例中,平坦化工艺可包括化学机械抛光(CMP)。在另一特 定实施例中,平坦化工艺可包括回蚀(etch-back)平坦化工艺。
[0059] 方法700还包括在704形成包括在通孔与电容器的极板之间的电介质的电容器。 电容器的极板在该基板以外并且在该器件内。例如,电容器可对应于图1-3的电容器114、 图4的电容器414、图5的电容器514、或图6的电容器614。电容器可包括图1-4的电介 质106、图4的第二电介质402、或这两者。第二极板108在基板102以外并且在该器件内。 例如,第二极板108在图1的器件100、图2的器件200、图3的器件300、图4的器件400、 图5的器件500、或图6的器件600内。
[0060] 图7的方法可由现场可编程门阵列(FPGA)设备、专用集成电路(ASIC)、处理单元 (诸如中央处理器单元(CPU))、数字信号处理器(DSP)、控制器、另一硬件设备、固件设备、 或其任何组合来实现。作为示例,图7的方法700可由执行指令的处理器来执行,如关于图 8所描述的。作为另一示例,图7的方法700可由制造装备来执行,诸如执行存储在存储器 (例如非瞬态计算机可读介质)处的指令的处理器,如参考图9进一步描述的。
[0061] 参照图8,描绘了无线通信设备的特定解说性实施例的框图并将其一般地标示为 800。设备800包括处理器810 (诸如数字信号处理器(DSP)),其耦合于存储器832 (例如, 随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(R0M)、可编程只读存储器(PR0M)、可擦式可编程 只读存储器(EPROM)、电可擦式可编程只读存储器(EEPR0
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