[发明专利]基于硅通孔技术的半导体电容器及其制造方法、封装结构

摘要

本发明公开了一种基于硅通孔技术的半导体电容器及其制造方法、封装结构，包括多层金属层和绝缘电介质质层重复形成的金属‑绝缘电介质层的叠层结构，同时将偶数层金属层电气连接，奇数层金属层电气连接；每个所述叠层结构中都设置有衬底，且有底电极金属柱贯穿所述衬底。与现有技术相比，本发明通过叠层方式形成的电容器在不扩大占用面积的情况下，增加了电容器电极面积，从而提高电容值，节约了成本；金属‑绝缘‑金属电容的两个电极可以分别由位于衬底上方和下方的金属引出，利用3D封装技术可以使之与不同的外部电路(如集成电路芯片，PCB板等)电气连接，可实现小型化封装，减少寄生效应。

主权项

1.一种基于硅通孔技术的半导体电容器制造方法，所述半导体电容器包括多层金属层和绝缘电介质质层重复形成的金属‑绝缘电介质层的叠层结构，同时将偶数层金属层电气连接，奇数层金属层电气连接；每个所述叠层结构中都设置有衬底，且有底电极金属柱贯穿所述衬底；其中：两两相邻的奇数层金属层通过若干个金属互连孔相连，并与底电极金属柱相连，形成电容的一个电极；两两相邻的偶数层金属层通过若干个金属互连孔相连，并通过若干个顶电极金属互连孔与顶电极金属层相连，形成电容的另一个电极；多层金属层作为多层电极板，并由所述多层电极板组成半导体电容器；其特征在于，所述制造方法依序包括以下步骤：第一步，在衬底上方沉积一层绝缘电介质层；第二步，刻蚀出贯穿衬底( 100) 和绝缘电介质层的通孔，然后在通孔内填充底电极金属柱；第三步，基于绝缘电介质层表面先后沉积形成第一金属层和第一绝缘电介质层；第四步，基于第一绝缘电介质层表面先后沉积形成第二金属层和第二绝缘电介质层；第五步，刻蚀第一绝缘电介质层、第二绝缘电介质层形成若干个互连通孔，然后填充金属形成第一金属互连孔；第六步，即基于第二绝缘电介质层表面先后沉积形成第三金属层和第三绝缘电介质层( 109) ；第七步，刻蚀第二绝缘电介质层、第三绝缘电介质层形成若干个通孔，然后填充金属形成第二金属互连孔；第八步，基于第三绝缘电介质层表面先后沉积形成第四金属层和第四绝缘电介质层；第九步，基于第四绝缘电介质层沉积形成缓冲绝缘电介质层，然后刻蚀第四绝缘电介质层、缓冲层绝缘电介质层、填充金属形成若干个顶电极金属互连孔；第十步，基于缓冲绝缘电介质层沉积形成顶电极金属层;以上流程中，如果需要制作四层以上的电极板，只需要不断重复第三步～第八步，半导体电容器包括多层的金属层和绝缘电介质质层重复形成的金属‑绝缘电介质层的叠层结构。