一种高密度半导体晶圆MIM电容及其制备方法
技术特征：
1.一种高密度半导体晶圆mim电容，包含衬底层(1)，沿所述衬底层(1)的一侧依次设置有半导体外延层(2)、底电极层(3)、上电容介质层(4)、顶电极层(5)，其特征在于，所述衬底层(1)和半导体外延层(2)中设置有背通孔(9)，所述背通孔(9)贯穿衬底层(1)和半导体外延层(2)，深度直至底电极层(3)；所述背通孔(9)内表面和与其相邻的衬底层(1)外表面沿远离底电极层(3)的方向依次设置有背通孔内金属层(8)、下电容介质层(7)、背面金属层(6)；所述底电极层(3)和背通孔内金属层(8)相接，形成电极接触。
2.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述衬底层(1)的材料为砷化镓(gaas)、磷化铟(inp)、碳化硅(sic)、硅(si)、蓝宝石、氮化镓(gan)中的一种，衬底层(1)减薄后的厚度为50-200μm。
3.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述半导体外延层(2)的材料为三族砷化物、三族磷化物、碳化硅(sic)、硅(si)、三族氮化物中的任意一种或多种的叠层，厚度为50-2000nm。
4.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述底电极层(3)的材料为氮化钛(tin)、氮化钽(tan)、钛(ti)、钨(w)、铝(al)、金(au)中的任意一种或多种的叠层，厚度为100-1000nm。
5.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述上电容介质层(4)的材料为二氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、氧化铝(al2o3)、氧化铪(hfo2)、五氧化二钽(ta2o5)中的任意一种或多种的叠层，厚度为5-300nm。
6.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述顶电极层(5)的材料为氮化钛(tin)、氮化钽(tan)、钛(ti)、钨(w)、铝(al)、金(au)中的任意一种或多种的叠层，厚度为100-1000nm。
7.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述背通孔内金属层(8)的材料为氮化钛(tin)、氮化钽(tan)、钛(ti)、钨(w)、镍(ni)、铝(al)、金(au)的任意一种或多种的叠层，厚度为100-1000nm。
8.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述下电容介质层(7)的材料为二氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、氧化铝(al2o3)、氧化铪(hfo2)、五氧化二钽(ta2o5)中的任意一种或多种的叠层，厚度为5-300nm。
9.根据权利要求1所述的一种高密度半导体晶圆mim电容，其特征在于，所述背面金属层(6)的材料为氮化钛(tin)、氮化钽(tan)、钛(t i)、钨(w)、镍(ni)、铝(al)、金(au)中的任意一种或多种的叠层，厚度为100-1000nm。
10.基于权利要求1至9中任意一项所述的高密度半导体晶圆mim电容的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
技术总结
一种高密度半导体晶圆MIM电容，包含衬底层，沿衬底层的一侧依次设置有半导体外延层、底电极层、上电容介质层、顶电极层，衬底层和半导体外延层中设置有贯穿衬底层和半导体外延层且深度直至底电极层的背通孔，背通孔内表面和与衬底层相邻的外表面沿远离底电极层的方向设置背通孔内金属层、下电容介质层、背面金属层，底电极层和顶电极层之间形成正面常规MIM电容，背通孔内金属层和背面金属层间形成背通孔MIM电容；本发明还公开了该电容的制备方法；通过正面常规MIM电容和背通孔中制备的背通孔MIM电容，能增加有效的电极表面积；本发明将芯片背面利用起来，正面常规MIM电容和背通孔MIM电容结合可以实现更高的电容值，达到节约芯片面积，降低成本的目的。
技术研发人员：许美,刘志宏,徐美,董高峰,周瑾,邢伟川,杨伟涛,张苇杭,张进成,郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2
技术研发人员：许美,刘志宏,徐美,董高峰,周瑾,邢伟川,杨伟涛,张苇杭,张进成,郝跃
技术所有人：西安电子科技大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除