ALD氧化铝薄膜介电性能及其在硅电容器的应用

硅基高密度电容器是利用半导体3D深硅槽技术和应用高介电常数(高K)材料制作的电容。相比钽电容和多层陶瓷电容(MLCC),硅基电容具有十年以上的寿命、工作温度范围大、容值温度系数小以及损耗低等优点。文章研究原子层沉积(ALD)制备的Al2O3薄膜的介电特性,通过优化ALD原子沉积温度和退火工艺,发现在沉积温度420℃和O3气氛退火5 min下,ALD生长的Al2O3薄膜击穿强度可大于0.7 V/nm,相对介电常数达8.7。制成的硅基电容器电容密度达到50 nF/mm2,漏电流小于5 nA/mm2。

高电容密度硅基MIS芯片电容

制备了一种3D结构的硅基金属-绝缘层-半导体(MIS)芯片电容,通过深孔结构增大了电容的有效电极面积,从而极大程度地提升了电容密度,在耐压70V下其电容密度高达20nF/mm2,是传统平面MIS电容的50倍,在-55~150℃内其温度系数小于1%。

微电容器的研究进展:从制备工艺到发展趋势

随着微电子器件高度集成化、微型化、便携化和多功能一体化的快速发展,高性能新型微电容器的需求越来越大。将电容器划分为传统电容器与新型微电容器,介绍了传统电容器中铝电解电容器、钽电解电容器、有机薄膜电容器以及陶瓷电容器的结构特点及其生产应用中的性能,着重对用于储能方面的固态微型电容器(金属-绝缘体-金属,金属-绝缘体-半导体)和微型超级电容器的结构特点、技术工艺、主要性能指标及其与片上可集成系统的工艺兼容性进行了综述。此外,阐述了片上3D硅基电容器结构的关键制造工艺、主要研究方向(电极表面积、绝缘材料和电极材料)和相关研究进展。最后,对新型微电容器的发展前景做出了展望。