质材料层后，形成如图26所示覆盖在第一互联通孔Τ71和第二互联通孔Τ72的侧壁上的通孔介质层28。
[0173]最后，基于图26所示的结构基础上，沉积金属材料层充满上述的第一互联通孔Τ71和第二互联通孔Τ72，且该金属材料层还覆盖在第二保护层29的上表面，去除多余的金属材料层后，形成如图27所示位于第一互联通孔Τ71中的第一金属互联线301和位于第二互联通孔Τ72中的第二金属互联线302 ;其中，该第一金属互联线301和第二金属互联线302的上表面均凸起于上述第二保护层29的上表面，以便于制备电容器与外部器件结构连接，即上述电容器的第一电极通过该第一金属互联线301与外部器件结构连接，第二电极则通过该第二金属互联线302与外部器件结构连接，进而完成本实例一体式能量采集与存储器件结构中能量存储器的主体制备工艺，后续进行外围电路制备后，将所述能量存储器(即电容器)与能量采集器电连接，并去除承载晶圆，以构成本实施例中的一体式能量采集与存储器件结构。
[0174]作为一个优选的实施例，参见图2-11所示结构及其相关记载的工艺流程的基础上，可通过光刻、刻蚀工艺去除多余的第一金属层23，以形成位于第一连接孔222中第一金属连接线232、及位于第二连接孔221中的第二金属连接线231的同时，于第一保护层22之上还保留部分第一金属层23，进而形成图28所示的覆盖在第一保护层22上表面的射频天线40 ;该第一金属连接线232和第二金属连接线231均凸起于第一保护层22的上表面(即该第一金属连接线232和第二金属连接线231的高度均大于第一保护层22的厚度)，射频天线40覆盖在第一保护层22的上表面，其均可用于后续器件在制备工艺中的固定。后续，继续基于上述衬底21的基础上进行能量存储器的制备工艺，即将上述图21所示的结构进行翻转后，可参见图13-18所示结构及其相应的工艺流程(需要注意的是，本实施例是基于图2-20所示结构及其对应流程工艺的基础上，其区别在于形成的射频天线40的位置不同，其余的工艺流程均相互适用，本领域技术人员在基于图2-27所示结构及相关记载内容的基础上，通过适应性的调整工艺参数即可获得本实施例中图28-30及后续图31所示的结构，故在此便不予累述)，以形成图29所示的结构，并基于该图29所示结构的基础上，于形成的第一互联通孔T71和第二互联通孔T72中可填充诸如铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或其他金属，并以光阻等(如蔽荫遮罩(shadow mask))为掩膜，通过热工艺(thermal)或等离子体增加化学汽相电位沉积工艺(plasma enhanced chemical vapor deposit1n)，于第一互联通孔T71中制备第一金属互联线301，于第二互联通孔T72中制备第二金属互联线302，且上述的第一金属互联线301和第二金属互联线302均凸起于第二保护层29的上表面；去除上述承载晶圆25后，即形成如图30所示的结构。
[0175]其中，上述的射频天线40主要是用于采集能量，即该射频天线40可用于采集诸如光能量和/或射频能量等各种形式的能量，并将采集到的能量传送至能量采集器中进行转化并存储至能量存储器中，如能量采集器将射频天线40采集到的能量转化为电能，并输送至能量存储器中进行存储；相应的，该射频天线40还能将能量存储器中存储的能量以诸如无线电信号方式进行能量发送，进而实现对其他器件结构的无线充电。
[0176]另外，为了提高该射频天线40能量采集的效率及范围，本实施例中可将该射频天线设置为包括有如图31所示的非闭合的钩状结构的射频能量采集单元和光能量采集单元等结构。
[0177]需要注意的是，本实施例中仅是以将上述的射频天线40设置在第一保护层之上或第二保护层之上为例进行说明，而在具体的工艺过程中，可根据具体的需求或器件结构特点，还可将该射频天线40设置在其他区域，只要其能够有利于实现诸如光电等各种形式能量的采集或发送即可。
[0178]综上，由于采用了上述技术方案，本申请实施例中记载的一体式能量采集与存储器件结构及其制备方法，通过基于同一衬底的基础上，于该衬底的正面表面上制备能量采集器(如光能量采集器和/或射频能量采集器等)，并在该衬底的背面表面上制备能量存储器，进而将无源自供电的传感器系统中的能量采集器和能量存储器基集成为堆栈式的一体三维结构，在兼容传统半导体工艺，降低工艺成本的同时，能够有效的降低传感器系统器件的整体体积，进而有效提高便携式设备的轻便性能。
[0179]通过说明和附图，给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
[0180]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各中变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。
【主权项】
1.一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，应用于无源自供电传感器系统中，所述一体式能量采集与存储器件结构包括: 衬底，具有正面表面及相对于该正面表面的背面表面，且该衬底中制备有第一类型掺杂区和第二类型掺杂区； 第一保护层，覆盖在所述衬底的正面表面上； 金属连接线，包括第一金属连接线和第二金属连接线，且所述第一金属连接线贯穿所述第一保护层与位于所述第一类型掺杂区中所述衬底的正面表面接触，所述第二金属连接线贯穿所述第一保护层与位于所述第二类型掺杂区中所述衬底的正面表面接触； 电容器，设置于所述衬底的背面表面上，且该电容器包括第一电极和第二电极； 第二保护层，覆盖所述电容器暴露的表面； 金属互联线，包括第一金属互联线和第二金属互联线，且所述第一金属互联线贯穿所述第二保护层与所述第一电极连接，所述第二金属互联线贯穿所述第二保护层与所述第二电极连接； 其中，所述金属连接线凸出于所述第一保护层暴露的表面，所述金属互联线凸出于所述第二保护层暴露的表面。2.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述电容器还包括: 绝缘层，将所述第一电极和所述第二电极予以隔离。3.如权利要求2所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述绝缘层的材质为高介电常数材料。4.如权利要求3所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述绝缘层的材质为氧化铪、氧化硅、氧化钽或氧化铝。5.如权利要求2所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述电容器包括: 若干交替叠置的金属层； 介质层，位于所述金属层之间，以将相邻的所述金属层均予以隔离； 第一层间金属互联线，将奇数层的金属层均依次连接，以构成所述第一电极； 第二层间金属互联线，将偶数层的金属层均依次连接，以构成所述第二电极； 第一通孔介质层，位于所述第一层间金属互联线与偶数层的金属层之间； 第二通孔介质层，位于所述第二层间金属互联线与奇数层的金属层之间； 其中，所述第一电极与所述第二电极交叉叠置，以构成所述电容器的两个极板；所述第一通孔介质层、所述第二通孔介质层与所述介质层共同构成将所述两个极板予以隔离的绝缘层。6.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，还包括: 射频天线，设置于所述第一保护层或所述第二保护层暴露的表面上，以采集能量。7.如权利要求6所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述射频天线包括非闭合的钩状结构的射频能量采集单元和光能量采集单元，以采集光能量和/或射频會κΜ。8.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，在位于所述第一类型掺杂区的衬底中制备有第一类型重掺杂区，在位于所述第二类型掺杂区的衬底中制备有第二类型重掺杂区，且所述第一类型重掺杂区的离子浓度大于所述第一类型掺杂区中的离子浓度，所述第二类型重掺杂区的离子浓度大于所述第二类型掺杂区中的离子浓度； 其中，所述第一金属连接线与位于所述第一类型重掺杂区中的衬底的表面接触，所述第二金属连接线与位于所述第二类型重掺杂区中的衬底的表面接触。9.如权利要求8所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述第一类型掺杂区和所述第一类型重掺杂区均为P型掺杂区，所述第二类型掺杂区和所述第二类型重掺杂区均为N型掺杂区。10.如权利要求9所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述N型掺杂区中的离子为氩离子或磷离子，所述P型掺杂区中的离子为硼离子或氟化硼离子。11.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述衬底为半导体衬底或柔性材料，或玻璃基板。12.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，采用图形化工艺进行所述一体式能量采集与存储器件结构的制备。13.如权利要求1所述的一体式能量采集与存储器件结构，其特征在于，所述第一保护层为氮化硅或氧化硅，所述金属连接线的材质为铝，所述金属互联线、所述第一电极和所述第二电极的材质均为钨、铜或氮化钛。
【专利摘要】本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种一体式能量采集与存储器件结构，于一衬底的正面表面上制备有离子掺杂区和金属连接线，以作为能量采集器；且该衬底的背面表面上还制备有由多层金属层构成的堆栈式能量存储器，即基于同一衬底，将能量采集器与能量存储器集成为一体的堆栈式三维结构，以有效的降低半导体器件的体积。
【IPC分类】H01L27/142, H01L27/04
【公开号】CN204651321
【申请号】CN201520235047
【发明人】陈远宁, 戴征武
【申请人】宁波微能物联科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月17日