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  • 一种基于TSV和RDL的三维电容器 CN108987374B
一种基于TSV和RDL的三维电容器 CN108987374B 授权有效中;
  • 专利(申请)号: CN201810650523.9
  • 专利类型: 发明;
  • 主分类: H电学;
  • 产业领域: 电子元件
  • 专利来源: 高校;
  • 申请日: 2018-06-22
  • 原始申请人: 西安理工大学
  • 当前专利权人: 西安理工大学
  • 交易方式: 转让; 许可;
  • 其他交易方式:
  • 参考价格(元): ¥面议
  • 联系方式: 李老师13998447730

专利技术来自于西安理工自动化与信息工程学院;代理方:西安远诺技术转移有限公司-薛老师15249297273

摘要

【 中文摘要 】本发明公开了一种基于TSV和RDL的三维电容器,包括硅衬底,硅衬底的一个端面设置有RDL顶面金属层、与RDL顶面金属层相对的另一个端面设置有RDL底面金属层,RDL顶面金属层和RDL底面金属层形状、大小相同,RDL顶面金属层上方还设置有RDL金属层,RDL顶面金属层和RDL底面金属层之间沿纵向连接有若干个圆柱形TSV,各个圆柱形TSV分布在硅衬底内。本发明的一种基于TSV和RDL的三维电容器,在于TSV的阵列电容外加两层RDL构成的MIM电容构成的三维集成电容器,大幅提高了集成电容器的质量和电容密度,可广泛用于模拟集成电路、模/数混合集成电路和射频/微波电路。

【 英文摘要 】The invention discloses a three-dimensional capacitor based on TSV and RDL. The capacitor includes a silicon substrate, one end surface of the silicon substrate is provided with an RDL top surface metal layer, the other end face opposite to the RDL top face metal layer is provided with an RDL bottom face metal layer, the RDL top metal layer and the RDL bottom metal layer have the same shape and size. An RDL metal layer is also arranged above the RDL top metal layer. Several cylindrical TSVs are connected between the RDL top metal layer and the RDL bottom metal layer along the longitudinal direction. The cylindrical TSVs are distributed in the silicon substrate. According to the invention, the three-dimensional integrated capacitor is composed of the TSV array capacitor and an MIM capacitorcomposed of two layers of RDL and added outside the TSV array capacitor, which greatly improves the quality and capacitance density of the integrated capacitor, and the capacitor can be widely used in analog integrated circuits, analog/digital hybrid integrated circuits and RF/microwave circuits.

技术摘要(来自于incoPat)

【 用途 】

元器件电容器三维(3d)电容器

【 技术功效 】

技术功效句大幅提高了集成电容器的质量和电容密度
技术功效短语提高电容密度; 提高容器质量
技术功效1级密度; 质量
技术功效2级密度提高; 质量提高
技术功效3级电容密度提高; 容器质量提高
技术功效TRIZ参数27-可靠性;

分类号

【技术分类】

主分类号

H01L23/522;

  • H 电学

  • H01

    电气元件

  • H01L

    不包括在H10类目中的半导体器件(使用半导体器件的测量入G01;一般电阻器入H01C;磁体、电感器、变压器入H01F;一般电容器入H01G;电解型器件入H01G9/00;电池组、蓄电池入H01M;波导管、谐振器或波导型线路入H01P;线路连接器、汇流器入H01R;受激发射器件入H01S;机电谐振器入H03H;扬声器、送话器、留声机拾音器或类似的声机电传感器入H04R;一般电光源入H05B;印刷电路、混合电路、电设备的外壳或结构零部件、电气元件的组件的制造入H05K;在具有特殊应用的电路中使用的半导体器件见应用相关的小类)

  • H01L23/00

    半导体或其他固态器件的零部件(H01L25/00优先)〔2,5〕

  • *H01L23/52

    用于在处于工作中的器件内部从一个组件向另一个组件通电的装置[2006.01]

  • **H01L23/522

    包含制作在半导体本体上的多层导电的和绝缘的结构的外引互连装置的[2006.01]

IPC分类号
CPC分类号H01L28/40; H01L23/5223;

【行业分类】

国民经济行业分类

制造业

国民经济行业(主)

制造业

新兴产业分类

电子核心产业

新兴产业(主)

电子核心产业

知识密集型分类

信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业

学科分类

工程

清洁能源产业

风能产业太阳能产业水力发电产业智能电网产业

数字经济核心产业

数字产品制造业数字技术应用业数字要素驱动业

专利历程

  • 2018-06-22

    申请日

    CN201810650523.9(当前专利)

    申请号

  • 2018-12-11

    首次公开日

    CN108987374A

    首次公开号

  • 2020-06-26

    授权公告日

    CN108987374B(当前专利)

    授权公告号

  • 2038-06-22

    预估到期日

    计算因素

同族专利

同族专利公开号
扩展同族公开号
DocDB公开号
代理机构西安弘理专利事务所 61214
代理人谈耀文
申请语言汉语
审查员薛源

权利要求

1.一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,包括硅衬底(201),所述硅衬底(201)的一个端面设置有RDL顶面金属层(1)、与所述RDL顶面金属层(1)相对的另一个端面设置有RDL底面金属层(2),所述RDL顶面金属层(1)和RDL底面金属层(2)形状、大小相同,所述RDL顶面金属层(1)上方还设置有RDL金属层(4),所述RDL顶面金属层(1)和RDL底面金属层(2)之间沿纵向连接有若干个圆柱形TSV(3),各个所述圆柱形TSV(3)分布在硅衬底(201)内;
所述RDL顶面金属层(1)和RDL底面金属层(2)均为两个开口相对、且相互嵌套的匚型金属层,每个所述匚型金属层包括两个水平段和一个竖直段;
所述圆柱形TSV(3)由内部的金属层以及外部绝缘层构成,构成TSV阵列电容,所述RDL金属层(4)和RDL顶面金属层(1)之间上下相交的部分产生层间电容;所述RDL金属层(4)和RDL顶面金属层(1)各自分别产生层内电容,所述层间电容与层内电容组成了MIM电容,以上TSV阵列电容与MIM电容共同构成三维电容器。

2.根据权利要求1所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述圆柱形TSV(3)包括圆柱形的TSV金属层(302),所述TSV金属层(302)外壁还包覆有一层绝缘层(301),所述圆柱形TSV(3)等间隔固定在匚型金属层的水平段上,所述圆柱形TSV(3)通过垂直金属互连线a(5)与匚型金属层的水平段固定。

3.根据权利要求2所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述绝缘层(301)为二氧化硅,所述垂直金属互连线a(5)为铜柱,所述TSV金属层(302)由铜制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述RDL金属层(4)与RDL顶面金属层(1)的形状、大小相同,所述RDL金属层(4)的匚型金属层开口方向与RDL顶面金属层(1)的匚型金属层开口方向相反,所述RDL顶面金属层(1)的竖直段上表面中心位置设置有垂直金属互连线b(6),所述垂直金属互连线b(6)的另一端固定在RDL金属层(4)的竖直段与水平段交汇处。

5.根据权利要求3所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述RDL顶面金属层(1)和RDL金属层(4)之间还填充有二氧化硅。

6.根据权利要求2所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述RDL顶面金属层(1)与硅衬底(201)相对应的端面之间填充有二氧化硅,所述RDL底面金属层(2)与硅衬底(201)相对应的端面之间填充有二氧化硅。

7.根据权利要求4所述的一种基于TSV和RDL的三维电容器特征在于,所述垂直金属互连线b(6)为铜柱。


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