一种包括形成薄膜电容器的方法
【专利摘要】本申请涉及用于薄膜电容器制作的溶胶-凝胶及掩模图案化，由此制作的薄膜电容器，以及含有薄膜电容器的系统，提供了一种形成薄膜电容器的工艺，包括：在第一电极上对介电薄膜的溶胶-凝胶图案化，剥离去除不需要的介电薄膜，以及给介电薄膜配上第二电极。薄膜电容器沿着其特征尺寸定义的线呈现出基本上均匀的热变形态。还公开了包括该薄膜电容器的计算系统。
【专利说明】一种包括形成薄膜电容器的方法
[0001]本申请是分案申请，其母案申请的发明名称是:“用于薄膜电容器制作的溶胶-凝胶及掩模图案化，由此制作的薄膜电容器，以及含有薄膜电容器的系统”；其母案申请的申请日是2007年3月31日；其母案申请的 优先权日:是2006年3月31日；其母案申请的国际申请号是:PCT/US2007/007710。
[0002]相关申请
[0003]本专利申请要求2006年3月31日提交的美国申请N0.11/396386的优先权权益，将该美国申请通过引用结合于此。
【技术领域】
[0004]公开的实施例涉及平行极板电容器组件。
【背景技术】
[0005]处理器管芯通常需要电容式电源来响应运行时产生的瞬时负载。提供电容器来响应管芯的瞬时负载要求。薄膜电容器(TFC)通常是在两个电极之间设置的电介质，而且通过激光钻孔(drilling)来制作。激光钻孔成本高且耗时，而且使TFC的结构承受较大的不均匀热瞬变。高介电常数(高k)薄膜电容器(TFC)必须在烧结之后经过激光钻孔或者化学蚀刻以提供电接触。这些工艺会影响已烧结的高k电介质的化学性质。激光钻孔会产生不均匀的激光热区，或者蚀刻化学会改变蚀刻边缘处及其附近的高k电介质。
[0006]在穿过已烧结的薄膜电容器(TFC)介电层以形成接触通道的传统激光钻孔加工过程中，激光束的极大的热瞬变在激光钻孔的切割边缘产生热变区。激光钻孔边缘由于激光钻孔工艺的原因会承受极大的热瞬变，但是与切割边缘相反，已烧结的TFC电介质会在烧结工艺中保持不变。传统的激光钻孔工艺可能会造成激光钻孔边缘与远离激光钻孔边缘的区域相比，发生物理上的或化学上的变化。例如，激光钻孔边缘与远离激光钻孔边缘的区域相比会脆化。因此，激光钻孔边缘的热变形态会呈现出在烧结电介质中引起的脆化迹象。脆化可以通过物理探测或其他技术来确定。激光钻孔边缘还可能由于极大热瞬变导致材料损失或者变化，从而改变了化学质量。因此，激光钻孔边缘的热变形态可能会呈现出在已烧结的电介质中化学损耗迹象。改变的化学质量可以通过诸如扫描电子显微镜方法(SEM)或者离子耦合等离子体(ICP)分析之类的显微技术来确定。而且，由于激光钻孔工艺的极大热瞬变，激光钻孔边缘与远离区域相比，甚至会把挥发的杂散材料引入到TFC电介质的基体中。因此，激光钻孔边缘的热变形态会呈现出在已烧结的电介质中的化学添加迹象。改变的化学质量可以由诸如SEM或ICP分析之类的显微技术来确定。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]为了理解获得实施例的方法，下面参照附图对上面简要说明的各种实施例作更具体的说明。要理解，这些图仅描绘了典型的实施例，不一定按比例绘制，因此不能认为是对发明范围的限定，下面将通过使用附图以附加特征和细节来描述和说明一些实施例，其中:
[0008]图1A是根据实施例的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；
[0009]图1B是根据实施例的图1A中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；
[0010]图1C是根据实施例的图1B中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；
[0011]图1D是根据实施例的图1C中描绘的薄膜电容器组件在处理过程中的横截面正视图；
[0012]图2是根据实施例处理后的薄膜电容器组件的断面俯视图；
[0013]图3是包括根据实施例形成的薄膜电容器组件的封装的横截面正视图；
[0014]图4是根据各种实施例的工艺流程图；
[0015]图5是描绘根据实施例的计算系统的剖开透视图；以及
[0016]图6是根据实施例的电子系统的示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下描述包含了诸如上面、下面、第一、第二等的术语，这些术语只是为了描述而被使用，不能被视为限定。这里描述的装置或者物品的实施例可以多个位置和方位被制造、使用或者载运。术语“管芯”和“芯片”一般指的是作为通过各种工艺操作转变成想要的集成电路器件的基础工件的物理对象。管芯通常是从晶圆上单个地分离而来，晶圆可由半导体材料、非半导体材料或者半导体与非半导体材料的组合制成。基板一般是指作为管芯的安装衬底的填充有树脂的玻璃纤维结构。
[0018]下面参照附图，图中同样的结构配有同样的参考标记。为了最清楚地展示结构和工艺的实施例，这里包含的图是实施例的图示。因此，制作的结构虽然仍包含实施例的基本结构，但是其例如在显微照片中的实际外观可能看起来不同。此外，这些图仅示出了对理解实施例有必要的结构，为了保证图的清晰性，本领域都知道的其他结构没有包含在图中。
[0019]图1A是根据实施例的薄膜电容器(TFC)组件100在处理过程中的横截面正视图。在此处理时刻的TFC组件100包括具有上表面112和下表面114的第一电极110。在第一电极110上方在上表面112上图案化形成掩模116。在一个实施例中，掩模116在处理过程中易于溶胀和剥离。在一个实施例中，掩模116为液体可溶的，使得采用剥离工艺可将其去除。在一个实施例中，掩模116为蒸汽可溶胀的，使得可采用剥离工艺将其去除。
[0020]图1B是根据实施例的图1A中描绘的薄膜电容器组件在进一步处理之后的横截面正视图。TFC组件101呈现出设置在第一电极110的上表面112和掩模116之上的绿色介电膜118。在一个实施例中，绿色介电膜118为铺在上表面112上的陶瓷粉末悬浮膜116。[0021 ] 在一个实施例中，掩模116具有第一厚度120，绿色介电膜118具有第二厚度122。在一个实施例中，第一厚度120大于第二厚度122。在此实施例中，由于掩模第一厚度120大于绿色介电膜第二厚度122，因此掩模116呈现出暴露的侧面124，暴露的侧面124在剥离工艺中容易受到液体或者蒸汽渗入。在一个实施例中，第一厚度120与第二厚度122大约相同。
[0022]在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸盐化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸钡化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括钛酸锶化合物的溶胶-凝胶溶液。在一个实施例中，绿色介电膜118包括作为首要成分的钛酸锶钡(BST)化合物的溶胶-凝胶溶液。“首要成分”可意味着，绿色介电膜118在烧结之后含有大约100%的钛酸盐陶瓷。它还可意味着，绿色介电膜118的大部分成分为BST。它还可意味着，如果例如还存在至少两种其他电介质，则绿色介电膜118中该介电材料低于50%，却是含量最多的介电材料，从大约34% BST至大约49% BST0在一个实施例中，任何其他适合于用作TFC电介质的陶瓷电介质被用作绿色介电膜118。在一个实施例中，第二次热处理适合称作退火，而不是烧结。在此实施例中，初步固化的介电膜118被加热，使得只去除了流体，其化学性质在材料上没有改变。由于特定的应用可能会使用所定义的烧结或者所定义的退火，为了所公开和保护的实施例的目的，同义地使用术语“烧结”和“退火”。
[0023]根据一个实施例的溶胶-凝胶薄膜118的制备包括:将烷氧基钛和锶无机盐与甲氧基乙醇(methoxyelthanOl)和1,2-亚乙基二醇混合。在一个实施例中，根据一个实施例的溶胶-凝胶膜118的制备包括:将烷氧基钛和钡无机盐与甲氧基乙醇和1，2_亚乙基二醇混合。在一个实施例中，根据一个实施例的溶胶-凝胶膜118的制备包括:将烷氧基钛与钡无机盐和锶无机盐混合，再与甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇混合。
[0024]在一个实施例中，通过正交喷涂至暴露表面上来实现将绿色介电膜118施用至第一电极110和掩模116。在一个实施例中,通过旋涂溶胶-凝胶液体实现该施用。在一个实施例中，通过将第一电极110浸入电介质前驱液的溶液中来实现其施用。
[0025]在一个实施例中，进行两次热处理，指的是初步固化，然后二次烧结。更一般来说，处理实施例称为第一次加热，然后第二次加热。在将绿色介电膜118施用至第一电极110和掩模116之后，进行初步固化处理，以使绿色介电膜118半稳定。在一个实施例中，通过将绿色介电膜118加热至足以使其达到在室温不可流动来实现固化。在一个实施例中，绿色介电膜118的厚度在从大约0.5微米(μ m)至大约30 μ m的范围内。因此，绿色介电膜118的不可流动性与其厚度和初步固化处理之后所得到的粘性有关。
[0026]在一个实施例中，初步固化在从大约50°C至大约150°C的温度范围内进行，初步固化进行的时间足以使绿色介电膜118达到在室温下不可流动。初步固化还能使绿色介电膜118达到在室温下不可流动，但在初步固化阶段仍然存在较大多孔性，以便于从所选择区域更容易地去除。
[0027]图1C是根据实施例的图1B中描绘的薄膜电容器组件在进一步处理之后的横截面正视图。在图1C中，图示了处于正在进行的剥离工艺中的TFC组件102。剥离工艺使得掩模117 (在图1B中为116)发胀和/或升起。绿色介电膜118，在第一电极110上图案化而不是在掩模117上图案化的地方，与第一电极110之间保持粘结。在掩模117上图案化的绿色介电膜119借助于剥离和/或溶胀掩模117，从而也处于被剥离的处理中。
[0028]在去除与掩模117接触的绿色介电膜119之后，通过加热剩余的绿色介电膜118以达到其烧结，对TFC组件102作进一步处理。在一个实施例中，绿色介电膜118的固化至少具有一些氧化，因此称为煅烧工艺。在一个实施例中，在从大约700°C至大约900°C的温度范围内进行烧结。为了防止第一电极110氧化，在烧结过程中提供无反应性气氛。在一个实施例中，无反应性气氛包括如氩气之类的无反应性气体。在一个实施例中，无反应性气氛包括如氮气之类的非氧化性气体。在一个实施例中，无反应性气氛包括真空。在一个实施例中，无反应性气氛包括例如在0.1个大气压(atm)范围内以及更低的减压气压，和如氩气之类的无反应性气体。在一个实施例中，无反应性气氛包括例如在0.01atm范围内及更低的减压气压，以及如氩气之类的无反应性气体。
[0029]在一个实施例中，由于本公开的TFC组件中的结构的尺寸的原因，对绿色介电膜118的烧结达到了成为TFC介电层126 (图1D)的部分的基本上均匀的热变形态。
[0030]在烧结过程中要监视的一个参数是绿色介电膜118的热传递内阻与热传递外阻之比。在热传递技术中已知的毕奥模数是内阻与外阻之比的度量。在一个实施例中，可以通过评估Z-方向上的毕奥模数来最小化热传递内阻。如烧结之类的热固化因此在绿色介电膜118上提供基本上均匀的热负荷，使得初步固化的介电膜118充分烧结，在任意方向上，特别是在X-和Y-方向上，沿着任意特征尺寸，有基本上均匀的热变形态。Y方向是进出图面的方向。
[0031]图1D是根据实施例的图1C中描绘的薄膜电容器组件在进一步处理之后的横截面正视图。在图1D中，示意性地描绘了 TFC组件103。已经对应TFC介电膜118和第一电极110装配了第二电极126。TFC组件103还包括下介电层128和上介电层130，分别保护第一电极110和第二电极126。TFC组件103的结构还有与第一电极110接触的第一电极接触132和与第二电极126接触的第二电极接触134。第一电极接触132和第二电极接触134分别在各自接触通道中形成，由于工艺的实施例，可形成这些接触通道而不会有极大热瞬变，如激光钻孔。TFC组件103的工作电容器分段也可称为TFC组件136，TFC组件136至少包括第一电极110、TFC介电膜118和第二电极126。TFC组件136设置在衬底138上。第一电极接触132和第二电极接触134分别“插脚引线”(“pinned out”)至各自的第一接合片140和第二接合片142。在一个实施例中，提供不带有衬底138的TFC组件136，而且第一接合片138和第二接合片142分别与相应的第一电极接触132和第二电极接触134成一体。
[0032]图2是根据实施例的经过处理后的薄膜电容器组件200的具有切割截面202的俯视图。TFC组件200被描绘成“被剥离”以展开俯视图，并被“切开”以露出TFC介电层的局部。TFC组件200包括第一电极210和TFC介电膜222的两处出现。第一电极210还示出接触通道印迹242，达到介于TFC介电膜222的两处出现之间的间隔尺寸244。
[0033]描述TFC介电膜222的特征尺寸246。特征尺寸246被选为任意能够以最长正交配置贯穿TFC介电膜222的测量线。图2中的特征尺寸246被描绘为沿着χ-轴横穿TFC介电膜222。由于TFC介电膜222薄的本性，其厚度沿短轴来定义，所以特征尺寸不选在短轴。例如在图2中，TFC介电膜222的短轴在Z方向，即进出图面的方向。
[0034]在微电子管芯的芯片级封装的实施例中，TFC介电膜222的特征尺寸246在从大约100微米(μ--)至大约350μηι的范围内，并且可以沿着χ轴或Y轴。在一个实施例中，特征尺寸246为大约200 μ m。
[0035]在穿过已烧结的TFC介电层以形成接触通道的传统激光钻孔加工过程中，边缘区域248与TFC介电膜222的后面区域250相比，会发生热变。由于激光钻孔工艺的原因，边缘区域248要承受极大热瞬变，但是后面区域250却得益于边缘区域248和第一电极210成为阻碍极大热瞬变的吸热件。传统的激光钻孔工艺会造成边缘区域248的形态与后面区域250相比发生变化。例如，与后面区域250相比，边缘区域248形态会脆化。边缘区域248的形态还可能因为热瞬变引起的材料损失或者改变而改变化学质量。而且，与后面区域250相比，由于激光钻孔工艺中的极大热瞬变，边缘区域248形态甚至会将挥发的杂散材料引入边缘区域248的基体中。
[0036]根据一个实施例，由于烧结已完成的正图案的原因，出现了 TFC介电膜222，而且TFC介电膜222的热变形态沿着特征尺寸246定义的方向基本上是均匀的。这种基本上均匀的热变形态在任意位置都呈现出TFC介电膜222的已知质量。不管是TFC介电膜222的边缘区域248还是后面区域248，热变形态都是基本上均匀的。在一个实施例中，TFC介电膜222包括作为首要成分的BST。
[0037]图3是包括根据实施例形成的薄膜电容器组件的封装300的横截面正视图。封装300包括管芯352和安装衬底354。图中描绘了出现在两处的TFC组件334和335。在一个实施例中，TFC组件334设置在管芯352的侧边并在安装衬底354上。在一个实施例中，TFC组件335设置在管芯352之下且与安装衬底354成一体。在一个实施例中，没有管芯352，但是管芯位置占据了安装衬底354上的同样空间，使得最终可以安放管芯、如管芯352，而且，TFC组件335设置在管芯位置之下且与安装衬底354成一体。
[0038]对设置在管芯352侧边的TFC组件334给出了更详细说明。TFC组件334包括第一电极310和第二电极324，它们包围TFC介电膜322。在一个实施例中，TFC介电膜322包括作为首要成分的BST粉末。TFC组件334还包括下介电层326和上介电层328，其分别保护第一电极310和第二电极324。TFC组件334的结构还有与第一电极310接触的第一电极接触330和与第二电极324接触的第二电极接触332。第一电极接触330和第二电极接触332分别形成于各自的接触通道内，因为在烧结之前去除所选区域，接触通道的形成不会有极大热瞬变，如激光钻孔。
[0039]安装衬底354在下电极接合片338和上电极接合片340处与TFC组件334耦合。设置在管芯352之下且与安装衬底354成一体的TFC组件335包括出现在安装衬底354之下的下电极接合片339和上电极接合片341。
[0040]图4是根据各种实施例的工艺流程图400。
[0041]在410，该工艺包括在第一电极上图案化形成掩模。举个非限定性的实例，图1A中的掩模116是在第一电极110上图案化形成的。图案化可以通过旋涂抗蚀材料并让抗蚀剂曝光以准备冲洗去除来实现。
[0042]在420，该工艺包括在掩模和第一电极之上形成绿色介电膜。举个非限定性的实例，如图1B所示，将绿色介电膜118喷涂于掩模116上和第一电极110的暴露部分上。绿色介电膜118是由烷氧基钛、钡无机盐、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇制成的溶胶-凝胶合成物。
[0043]在430，该工艺包括在一定条件下对绿色介电膜进行初步固化以使其不流动。举个非限定性的实例，绿色介电膜118在大约130°C固化处理大约三个小时。这样的温度和时间使得绿色介电膜118变得在室温下不可流动。
[0044]在440，该工艺包括剥离已固化的介电膜的部分。在一个实施例中，整个结构浸在剥离液中，剥离液使掩模溶胀，从而去除了跟掩模配合的已固化的介电膜。
[0045]在450，该工艺包括对已固化的介电膜进行二次烧结，从而得到薄膜电介质。在非限定性的实例中，提供800°C的环境，并且气氛低于大约0.1atm而且在氩气中。二次烧结进行大约一个小时。在烧结之后，TFC电介质正如公开所述，呈现出基本上均匀的形态。
[0046]在460，本工艺包括给TFC电介质配上第二电极。第二电极和第一电极因此将TFC电介质夹在其间。
[0047]图5是描绘根据实施例的计算系统500的剖开正视图。一个或者多个前述的薄膜电容器的实施例可用于如图5的计算系统500之类的计算系统中。在下文中，任意单独的TFC实施例或者与其他任意实施例的结合都可看成是实施例配置。
[0048]计算系统500包括至少一个处理器(图未示)，处理器被包封于IC芯片封装510内。TFC511靠近芯片封装510安装在基板520上。在一个实施例中，TFC511与芯片封装510集成于一体。在一个实施例中，例如，系统500还包括数据存储系统512、至少一个如键盘514之类的输入装置以及至少一个如监视器516之类的输出装置。计算系统500包括处理数据信号的处理器，可包括例如可获自Intel公司的微处理器。除了键盘514，计算系统500例如还可包括其他的如鼠标518之类的用户输入装置。计算系统500可包括TFC电介质实施例在经图1A-1D和图3所示的处理之后的结构。在一个实施例中，计算系统500包括如用于台式计算机的机箱之类的外壳522。
[0049]为了此公开的目的，包含根据权利要求主题的部件的计算系统500可包括采用微电子器件系统的任意系统，该微电子器件系统可包括，例如，TFC电介质实施例中的至少一个，其与诸如动态随机存取存储器(DRAM)、聚合物存储器、闪存以及相变存储器之类的数据存储器耦合。在本实施例中，这个(些)实施例通过与处理器耦合而与这些功能性的任意组合耦合。但是，在一个实施例中，在此公开中记载的实施例配置与这些功能性中任意一个耦合。在一个示范实施例中，数据存储系统512包括管芯上嵌入的DRAM高速缓存。另外，在一个实施例中，与处理器(未示出)耦合的实施例配置是具有与DRAM高速缓存的数据存储器耦合的实施例配置的系统的一部分。另外，在一个实施例中，实施例配置与数据存储系统512耦合。
[0050]在一个实施例中，计算系统500还可以包括包含数字信号处理器(DSP)、微控制器、专用集成电路(ASIC)或者微处理器的管芯。在本实施例中，实施例配置通过与处理器耦合而与这些功能性的任意组合耦合。对于一个示范实施例，DSP为芯片组的一部分，芯片组可包括独立处理器和DSP，作为在基板520上的芯片组的分开的部分，这是一个TFC电介质实施例。在本实施例中，实施例配置与DSP耦合，并且还可能存在与IC芯片封装510内的处理器耦合的分开的实施例配置。另外，在一个实施例中，实施例配置与DSP耦合，该DSP安装在与IC芯片封装510相同的基板520上。现在可以理解，实施例配置可以按照针对计算系统500所述来组合，与如在此公开以内的各种TFC电介质实施例及其等效物所述的实施例配置进行组合。
[0051]现在可以理解，在此公开中所述的实施例可应用于除传统计算机之外的器件和装置。例如，可以将管芯与一种实施例配置封装在一起，并设置在如无线通信器之类的便携式装置中或者如个人数据助理之类的手持装置中，等等。在本实施例中，系统外壳可以是用于无线电话等的壳体。另一实例是，管芯可以与一种实施例配置封装在一起并设置在诸如汽车、机车、船只、航行器或者太空船之类的运输工具中。
[0052]图6是根据实施例的电子系统600的示意图。所描绘的电子系统600可包括图5所描绘的计算系统500，但是电子系统被描绘得更具一般性。电子系统600把至少一个例如图5所示的基板520的安装衬底与如集成电路管芯之类的电子组件610结合在一起。在一个实施例中，电子系统600是计算机系统,其中包括与电子系统600的各种组件电稱合的系统总线620。系统总线620为单个总线或者根据各种实施例的总线的任意组合。电子系统600包括向集成电路610供电的电压源630。在一些实施例中，电压源630通过系统总线620提供电流给集成电路610。在一个实施例中，TFC组件680在电上位于电压源630和集成电路610之间。在一个实施例中这样的位置是在安装衬底中，并且TFC组件680与安装衬底成一体。在一个实施例中TFC组件680这样的位置是在为集成电路610和TFC组件680提供基座的安装衬底上，集成电路610和TFC组件680例如为处理器和TFC组件，每个在侧面彼此相邻地安装在基板上。
[0053]根据一个实施例，集成电路610与系统总线620电耦合，并且包括任意电路或者电路的组合。在一个实施例中，集成电路610包括可为任意类型的处理器612。如在此使用的，处理器612表示任意类型的电路，例如但不限于，微处理器、微控制器、图形处理器、数字信号处理器或者另外的处理器。可包括在集成电路610中的其他类型的电路为定制电路或者ASIC，如用于诸如蜂窝电话、寻呼机、便携式计算机、双向无线电设备以及类似电子系统之类的无线装置中的通信电路614。在一个实施例中，处理器610包括如SRAM之类的管芯上存储器616。在一个实施例中，处理器610包括如eDRAM之类的管芯上存储器616。
[0054]在一个实施例中，电子系统600还包括外部存储器640,外部存储器640又可包括一个或者多个适于特定应用的存储元件，诸如RAM形式的主存储器642、一个或者多个硬盘驱动器644，和/或一个或者多个处理诸如磁盘、压缩盘(⑶)、数字视盘(DVD)、闪存key以及本领域内已知的其它可拆除媒体之类的可拆除媒体646的驱动器。
[0055]在一个实施例中，电子系统600还包括显不装置650或者音频输出660。在一个实施例中，电子系统600包括输入信息至电子系统600的输入装置670,诸如键盘、鼠标、轨迹球、游戏控制器、麦克风、语音识别器或者任何其他装置。
[0056]如在此所示，可以在多种不同实施例中实现集成电路610。多种不同实施例包括电子封装、电子系统、计算机系统、一种或者多种制造集成电路的方法，以及一种或者多种制造电子组件的方法，电子组件包括安装在基板上的集成电路以及在各种实施例中在此所述的TFC组件实施例及其本领域认可的等效物。元件、材料、几何形状、尺寸以及操作顺序全部可变化以适合特定的封装需要。
[0057]在前面详细说明中，为了简化公开的目的，各种特征可在单个实施例中组合在一起。这种公开的方法不能被解释成反映以下意图:公开的要保护的实施例需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征。相反，如下面权利要求所反映的，发明主题可在于比单个公开实施例的全部特征少的特征。因此，这里将以下权利要求结合到详细描述中，每个权利要求本身代表一个单独的优选实施例。
[0058]本领域技术人员容易理解，在不背离如所附权利要求中表达的公开的原理和范围的前提下，对于为了解释实施例的本质而已说明和图示的细节、材料、部件设置以及方法步骤可以进行其他各种变化。
[0059]按照37C.F.R.§ 1.72(b)要求提交摘要以让读者可以快速确定技术公开的本质和要点的规定而提供摘要。要理解，提交的摘要并不用于解释或者限制权利要求的范围或者含义。
【权利要求】
1.一种包括形成薄膜电容器的方法，包括: 在第一电极上图案化掩模； 在所述第一电极和所述掩模上形成绿色介电膜，绿色介电膜的厚度在0.5微米至30微米的范围内； 剥离所述掩模以获得正图案绿色介电膜；以及 在剥离所述掩膜后，烧结所述正图案绿色介电膜以获得已烧结的电介质。
2.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，在剥离所述掩膜之前，所述方法包括初步固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动。
3.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，在剥离所述掩膜之前，所述方法包括初步固化所述绿色介电膜，其中所述绿色介电膜通过溶胶-凝胶工艺形成，以及其中初步固化在从50°C至150°C的范围内的温度下进行。
4.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，剥离所述掩模包括一种方法，该方法选自由湿法溶解所述掩模和蒸汽溶胀所述掩模组成的组中。
5.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，烧结在从700°C至900°C的温度范围内进行。
6.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，还包括: 在剥离所述掩膜之前，初步固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动，其中初步固化在从 50°C至150°C的温度范围内进行； 其中烧结在从700°C至900°C的温度范围内并且在无反应性气氛中进行，其中所述无反应性气氛是无反应性气体、气氛减压的气体或真空；以及给已烧结的介电膜配上第二电极。
7.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、甲氧基乙醇和1，2_亚乙基二醇。
8.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2_亚乙基二醇。
9.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成正图案绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基醇。
10.如权利要求1所述的包括形成薄膜电容器的方法，进一步包括: 在已烧结的电介质上形成第二电极，其中，已烧结的电介质设置在第一电极和第二电极之间且与第一电极和第二电极邻接； 放置下介电层，与第一电极接触； 放置上介电层，与第二电极接触 形成第一电极接触，其与第一电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层； 形成第二电极接触，其与第二电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层； 其中，所述形成第一电极接触及所述形成第二电极接触在不用激光钻孔穿过已烧结的电介质的情况下进行。
11.一种包括形成薄膜电容器的方法，包括: 在第一电极上提供图案化的掩膜，图案化的掩膜包括暴露第一电极的开孔；在第一电极上及在掩膜上形成绿色介电膜； 初步将绿色介电膜加热至第一温度，从而固化所述绿色介电膜以使得所述绿色介电膜变得在室温下不可流动； 在所述初步加热绿色介电膜之后，清除所述掩膜，以获得正图案绿色介电膜；以及在所述清除所述掩膜之后，第二将固化的绿色介电膜加热来获得已烧结的电介质，其中所述第二加热是在比初步加热的更高的温度下进行的； 在已烧结的电介质上形成第二电极，其中，已烧结的电介质被放置在第一电极和第二电极之间； 放置下介电层，与第一电极接触； 放置上介电层，与第二电极接触； 形成第一电极接触，其与第一电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层；以及 形成第二电极接触，其与第二电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层； 其中，所述形成第一电极接触及所述形成第二电极接触在不用激光钻孔穿过已烧结的电介质的情况下进行。
12.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成固化的绿色介电膜，使其具有在0.5微米至30微米的范围内的厚度。
13.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、甲氧基乙醇和1，2-亚乙基二醇。
14.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2_亚乙基二醇。
15.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中，形成绿色介电膜包括形成溶胶-凝胶合成物，其包括烷氧基钛、钡无机盐、锶无机盐、甲氧基乙醇和1，2_亚乙基二醇。
16.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法， 其中固化在从大约50°C至大约150°C的温度范围内进行；以及其中烧结在从大约700°C至大约900°C的温度范围内在选自无反应性气体、气氛减压的气体及真空的无反应性气氛中进行。
17.如权利要求11所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中所述在第一电极上及在掩膜上形成绿色介电膜是这样被进行，使得限定掩膜中的开孔的侧壁包括未受绿色介电膜覆盖的暴露区域。
18.—种包括形成薄膜电容器的方法，包括: 在第一电极上图案化掩模； 在所述第一电极上形成溶胶-凝胶钛酸盐绿色介电膜以获得与所述掩膜互补的正图案，其中形成是选自浸溃、喷涂以及旋涂； 在从50°C至150°C的温度范围下固化所述溶胶-凝胶钛酸盐绿色介电膜以使得绿色介电膜变得在室温下不可流动； 在所述固化后，剥离所述掩模以获得正图案绿色介电膜，其中正图案绿色介电膜的厚度在0.5微米至30微米的范围内，以及其中剥离所述掩模是从液体剥离、蒸汽溶胀及其结合中选择的；在剥离所述掩膜后，烧结所述正图案绿色介电膜以获得已烧结的钛酸盐介电膜，其中所述烧结在比固化还高的温度下进行；以及 给所述已烧结的钛酸盐介电膜配上第二电极以获得薄膜电容器，其中所述已烧结的钛酸盐介电膜在所述第一电极上方及其上以及在所述第二电极下方及其上。
19.如权利要求18所述的包括形成薄膜电容器的方法，还包括将薄膜电容器与从微电子管芯、安装衬底以及基板中选择的结构组装在一起； 其中，所述组装包括形成具有下介电层和上介电层的薄膜电容器组件，其中薄膜电容器放置在下介电层和上介电层之间； 其中，所述形成薄膜电容器组件还包括与第一电极电耦合的第一电极接触以及与第二电极电耦合的第二电极接触，其中，所述第一电极接触及所述第二电极接触在不用激光钻孔进入到已烧结的钛酸盐介电膜的情况下形成；以及 其中，所述薄膜组件与从微电子管芯、安装衬底以及基板中选择的结构耦合。
20.如权利要求18所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中烧结在从700°C至900°C的温度范围内且在选自无反应性气体、气氛减压的气体及真空的无反应性气氛中进行。
21.一种包括形成薄膜电容器的方法，包括: 在第一电极上图案化掩模； 在所述第一电极上和在所述掩模上形成溶胶-凝胶钛酸盐膜并固化溶胶-凝胶钛酸盐膜以获得在室温下不可流动的固化的溶胶-凝胶钛酸盐膜，固化的溶胶-凝胶膜的厚度在0.5微米至30微米的范围内；` 在所述固化后，剥离所述掩模以获得正图案固化的溶胶-凝胶钛酸盐膜；以及在剥离所述掩膜后，在无反应性气氛中加热固化的溶胶-凝胶钛酸盐膜以获得已烧结的钛酸盐介电膜。
22.如权利要求21所述的包括形成薄膜电容器的方法，进一步包括在第一电极上形成第二电极，其中正图案化设置在第一电极和第二电极之间且与第一电极和第二电极邻接。
23.如权利要求21所述的包括形成薄膜电容器的方法，进一步包括: 在第一电极上形成第二电极，其中正图案化设置在第一电极和第二电极之间且与第一电极和第二电极邻接；以及 给已烧结的钛酸盐介电膜配上第二电极以获得薄膜电容器，其中已烧结的钛酸盐介电膜在第一电极上方且在其上而且在第二电极下方且在其上； 放置下介电层，与第一电极接触； 放置上介电层，与第二电极接触； 形成第一电极接触，其与第一电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层； 形成第二电极接触，其与第二电极电耦合并从下介电层延伸到上介电层； 其中，所述形成第一电极接触及所述形成第二电极接触在不用激光钻孔穿过已烧结的钛酸盐介电膜的情况下进行。
24.如权利要求21所述的包括形成薄膜电容器的方法，进一步包括: 在第一电极上形成第二电极，其中正图案化设置在第一电极和第二电极之间且与第一电极和第二电极邻接；以及 给已烧结的钛酸盐介电膜配上第二电极以获得薄膜电容器，其中已烧结的钛酸盐介电膜在第一电极上方且在其上而且在第二电极下方且在其上；以及 将薄膜电容器与从微电子管芯、安装衬底以及基板中选择的结构组装在一起。
25.如权利要求21所述的包括形成薄膜电容器的方法，其中所述固化包括在50°C至150°C的范围内的温度下加热溶胶-凝胶钛酸盐膜，以及其中所述在无反应性气氛中加热溶胶-凝胶钛酸盐膜以获得已烧结的钛酸盐介电膜是在700°C至900°C的范围内的温度下进行的。
【文档编号】H01G4/12GK103632843SQ201310342049
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2007年3月31日 优先权日:2006年3月31日
【发明者】H·佘, Y·闵, C·A·帕拉杜斯 申请人:英特尔公司