EP4635278A1 - Semiconductor device comprising a capacitive stack and a pillar, and method for manufacturing same - Google Patents
Semiconductor device comprising a capacitive stack and a pillar, and method for manufacturing sameInfo
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- EP4635278A1 EP4635278A1 EP23825629.1A EP23825629A EP4635278A1 EP 4635278 A1 EP4635278 A1 EP 4635278A1 EP 23825629 A EP23825629 A EP 23825629A EP 4635278 A1 EP4635278 A1 EP 4635278A1
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- pillar
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- H10W20/212—Top-view shapes or dispositions, e.g. top-view layouts of the vias
Definitions
- the present invention relates to the field of integration of microelectronic components, more particularly, for electronic products, related semiconductor products, and their manufacturing processes.
- the invention will find its application more particularly in the field of capacitive storage components, in particular integrated solid supercapacitors.
- Capacitors are important elements of integrated circuits (IC) and semiconductor devices, for example for use as information storage cells in memory devices, or energy. They are present in many electronic functions, such as analog signal processing and energy converters. Whether they are integrated on the silicon chip or externally by discrete components, they contribute significantly to the size of the system. As the capacitance density available on silicon technologies is limited to a few nF/mm2, electronic circuits often use components external to the chip to implement capacitance requirements in the chip.
- Silicon chip capacitors can have different architectures.
- MIM Metal/Insulator/Metal
- MIM capacitors widely used in integrated circuits, include two metal plates with an insulator between the plates.
- BEOL back-end-of-line
- the space for the integration of capacitors in particular is often limited and superimposed on the surface of the circuit to limit the additional footprint of these capacitors. Since the capacitance of a capacitor is linearly proportional to the surface area of the capacitor, the lack of layout space at the BEOL limits the number of conventional MIM capacitors placed there, resulting in lower power density insufficient when capacitors are used as energy storage devices.
- 3D capacitors In the search for high-performance on-chip integrated energy storage solutions, increasing the specific surface area of the capacitive structure using a three-dimensional (3D) architecture has proven to be an excellent approach that significantly increases the density of capacity while allowing reduction of chip surface area.
- the technological interest of 3D capacitors lies in the fact that the capacitors are stackable and have a surface developed in the plane (x;y) of the substrate, but also on the height/thickness z, allowing a significant saving of space and a surface developed capacity greater than a planar capacity.
- a semiconductor device comprising a substrate comprising at least one cavity, and a three-dimensional structure formed in the substrate comprising:
- a three-dimensional capacitor comprising a capacitive stack, the capacitive stack being at least partially housed in the at least one cavity of the substrate,
- the at least one cavity extends along the thickness of the substrate from the upper face of said substrate, and the three-dimensional capacitor is configured to delimit, on the upper face of the substrate, a contour of an inscribed portion , the pillar being arranged in the inscribed portion of the substrate.
- the capacitive stack comprises a first electrode layer, an intermediate layer and a second electrode layer
- the three-dimensional structure comprises a first conformal layer comprising a first part forming the first electrode layer of the capacitive stack and a second conforming part arranged in the pillar, the first part and the second part being electrically disconnected from each other.
- the intermediate layer is an ionic conductive dielectric material.
- This device makes it possible to obtain a capacitor which has a much greater power density and charge density than with an ionic non-conductive dielectric known in the state of the art.
- the advantage of the device according to the invention is to densify the capacitance value per surface unit of the useful silicon (in the horizontal plane) while benefiting from the cost reduction, because certain stages of manufacturing the three-dimensional capacitor can be shared with the fabrication of the pillar while retaining the independent functionality of the capacitor and the pillar.
- the invention makes it possible to benefit from the surfaces around the pillars which can play various roles such as electrical, thermal or mechanical and at the same time overcome the limitations of the solutions proposed in the prior art.
- the capacitor is said to be three-dimensional in that it has a three-dimensional structure making it possible to increase the developed surface area without increasing the horizontal surface area of silicon and consequently increasing the associated storage capacity.
- the invention relates to a method of manufacturing a device as described above comprising a step a) comprising the production of a three-dimensional structure comprising at least one cavity of a three-dimensional capacitor and at least one pillar in a substrate, the capacitor is configured to delimit on the upper face of the substrate a contour of an inscribed portion, the pillar (400) being arranged in the inscribed portion of the substrate, a step b) comprising the conformal deposition of a first layer on the three-dimensional structure, that is to say in the cavity and in the pillar as well as on the upper face of the substrate, so that a first part of the first layer forms a first layer of a capacitive stack of the capacitor and a second part of the first layer is formed in the pillar, a step c) of filling the pillar, a step d) of partial removal of the first layer so as to electrically disconnect the first part of the first layer and the second part of the first layer, step d) being able to be carried out before or
- Figure 1 represents a top view of a semiconductor device according to a first embodiment of the invention.
- Figure 2 represents a view along section AA of Figure 1.
- Figure 3 represents a view along section BB of Figure 2.
- Figure 4 represents a top view of a semiconductor device according to a second embodiment of the invention.
- Figure 5 represents a view according to section CC of Figure 4
- Figure 6 represents a view along section DD of Figure 4.
- Figure 7 represents a view along section EE of Figure 5.
- Figure 8 shows a sectional view of the semiconductor device in a complete stack.
- Figures 9 to 15 represent the steps of a process for manufacturing a semiconductor device according to the invention.
- the ionic conductive dielectric material has an ionic conductivity at room temperature at least equal to 1 pS.cm-1;
- the ionic conductive dielectric material has an associated activation energy less than or equal to 0.6eV;
- the pillar 400 is arranged in the center of the inscribed portion 202;
- the transverse distance 104 at the thickness 103 of the substrate 100 between the center of a cavity and the center of the pillar 400 is less than or equal to 100 pm;
- the transverse distance 104 at the thickness 103 of the substrate 100 between the center of a cavity and the center of the pillar 400 is less than or equal to 5pm;
- At least one cavity of the capacitor 300 is a trench 301;
- trench 301 is circular and arranged in the form of a circle around pillar 400;
- the capacitor 300 comprises at least two circular and concentric trenches 301;
- At least one cavity of the capacitor is a column 302;
- the capacitor 300 comprises a plurality of columns 302,
- the plurality of columns 302 is arranged in a circular manner around the pillar 400;
- the width 401 of a pillar is 20 times greater than the width 303 of a cavity of the three-dimensional capacitor 300, the widths 401,303 being taken transversely to the thickness 103 of the substrate 100;
- the three-dimensional capacitor 300 includes 2 to 20 cavities.
- the pillar 400 comprises a metallic material so as to fill the pillar 400 at the level of the upper face 101 of the substrate 100;
- the metallic material is different from the intermediate layer 502 so that the pillar 400 does not include a capacitive stack 500;
- the cavity only opens onto the upper face 101 of the substrate 100;
- the semiconductor device comprises an underlying layer and a superadjacent layer to the substrate;
- the three-dimensional structure is intended to be arranged at the end of the interconnection line (BEOL);
- the three-dimensional structure is located at the level of interconnections coupled to a processor, or at the rear of a processor,
- the invention relates to a processor comprising a semiconductor device as described above in which the three-dimensional structure is located at interconnections coupled to the processor, or at the rear of the processor.
- the removal of the first layer is carried out at the upper face 101 of the substrate 100 between the cavity and the pillar 400;
- the method comprises the conformal deposition of an intermediate layer then the conformal deposition of the second electrode layer;
- the conformal deposition of the intermediate layer is carried out only in the three-dimensional capacitor or the conformal deposition of the intermediate layer is carried out over the entire three-dimensional structure 200 then a step of removing the intermediate layer in outside the capacitor is carried out;
- the method comprises the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out only in the three-dimensional capacitor 30 or else the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out over the entire three-dimensional structure 200 and a step of removing the second electrode layer 503 outside the capacitor 300 is carried out forming a first part of the second layer 503 participating in the capacitive stack;
- the removal of the second electrode layer 503 is carried out by retaining it at the level of the pillar 400 forming a second part of second layer 503 on the pillar 400, the first part and the second part being electrically disconnected one from the other.
- transverse is meant a direction perpendicular to a longitudinal direction.
- the longitudinal direction is understood as the thickness of the stack or substrate.
- a cross section is a section perpendicular to the longitudinal axis.
- a cross section is a section perpendicular to the thickness of the substrate stack.
- the width of a cavity or pillar is defined as the dimension of the cavity or pillar transverse to the thickness.
- upper used in particular to qualify a face of the substrate only serves here to designate a first of the two faces of the substrate (the other being the lower face), without making any hypothesis on the relative position of the faces, in a vertical direction.
- the upper face could thus also have been called the front face, as opposed to a rear face.
- a parameter “substantially equal/greater/less than” or “of the order of” a given value we mean that this parameter is equal/greater/less than the given value, to within plus or minus 10%, or even to plus or minus 5% of this value.
- the term “over”, “overcomes”, “covers”, “above” or “underlying” or “underneath” or their equivalents do not necessarily mean “ in touch with ".
- the deposition of a first layer on a second layer does not necessarily mean that the two layers are directly in contact with each other, but it means that the first layer at least partially covers the second layer either in being directly in contact with it, or being separated from it by at least one other layer or at least one other element.
- a substrate By a substrate, a film, a layer, a chip or a protuberance “based” on a material A, we mean a substrate, a film, a layer, a chip or a protuberance comprising this material A and possibly others materials, for example doping elements.
- coating corresponds to a layer which is formed, in particular by modification of the underlying layer or by a deposit on this underlying layer.
- dielectric corresponds to a material whose electrical conductivity is low enough in the given application to serve as an insulator.
- Coupled we mean that two or more elements are in direct physical or electrical contact.
- the invention relates to a semiconductor device comprising a three-dimensional structure 200 formed in a substrate 100.
- the basic capacitance structures are essentially stacks of layers in one direction, the thickness 103 of the substrate. In this sense, their form is monotonous in this direction.
- the 3D shape here means a geometry more complex than a stack of layers in a single direction; these may be shapes defined by one or more cavities or trenches in which layers are present with a stack that extends in several directions, depending on the surface of the cavity or trench that is covered.
- the 3D structures also cover structures with several functionally connected cavities or trenches, typically to form parts of the same capacitor 300.
- the semiconductor device comprises a substrate 100.
- the three-dimensional structure 200 can be implemented or produced in a substrate 100, such as a semiconductor substrate.
- the semiconductor substrate 100 may be a crystalline substrate formed using bulk silicon or a silicon-on-insulator substructure.
- the semiconductor substrate 100 may be formed using alternative materials, which may or may not be combined with silicon, which include, but are not limited to, germanium, antimonide d indium, lead telluride, indium arsenide, indium phosphide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, gallium antimonide, or other combinations of materials group III-V or group IV.
- any material that may serve as a foundation upon which a semiconductor device may be constructed falls within the spirit and scope of the present disclosure.
- the three-dimensional structure 200 is formed in the substrate 100 more particularly in a part of the substrate. It is defined for the remainder of the description that the substrate comprises an upper face 101 opposite a lower face 102.
- the three-dimensional structure 200 comprises at least one pillar 400.
- the three-dimensional structure comprises a pillar 400, but may comprise several pillars 400.
- the pillar 400 extends along the thickness 103 of the substrate 100.
- the pillar 400 opens out at the level of the upper face 101 of the substrate 100.
- the pillar 400 may or may not open out at the level of the lower face 102 of the substrate 100.
- the pillar 400 is a vertical structure which can have different functions, whether electrical, thermal or packaging.
- the pillar 400 may be an interconnection, a via or through via (TSV for "Through Silicon Via", that is to say via through silicon; we can also encounter vias through glass called “TGV”), a vertical heat dissipation structure, a vertical encapsulation structure.
- TSV via or through via
- FIG. 8 An example of implementation is illustrated in Figure 8 where we find a three-dimensional assembly 600 comprising two electronic chips, for example two processors 610, and a passive interposer 620 which allows their interconnection, and their connection to another level at through 630 copper pillars, thus achieving a level of signal redistribution.
- the three-dimensional structure 200 according to the invention is arranged at the level of the passive interposer 620.
- the pillar 400 having a depth 402 extending along the thickness 103 of the substrate 100 and a width 401 extending transversely to the thickness 103 of the substrate 100.
- the width 401 of the pillar 400 is greater than or equal to 2pm.
- the pillar 400 has side walls 403 having a vertical main component.
- the side walls 403 of the pillar 400 are vertical, that is to say extending along the thickness 103 of the substrate 100.
- the pillar 400 has a cross section at the thickness of the substrate of circular shape.
- Other shapes of pillar 400 can be considered such as for example polygonal, parallelepiped, oval.
- the pillar 400 opens onto the upper face 101 of the substrate 100 and may or may not open onto the lower face 102 of the substrate 100. According to the embodiments illustrated in the figures, the pillars 400 do not open onto the lower face 102 of the substrate 100. Subsequent stages of manufacturing the semiconductor device may however include the addition of an underlying layer on the lower face 102 of the substrate 100 implying that the pillar 400 opens onto the lower face 102 of the substrate 100.
- the semiconductor device according to the invention comprises a three-dimensional structure 200.
- the three-dimensional structure 200 is formed in a part of the substrate 100 and comprises a three-dimensional capacitor 300.
- the three-dimensional capacitor 300 comprises a capacitive stack 500 at least partially housed in a cavity formed in the substrate 100.
- the three-dimensional capacitor 300 thus has a three-dimensional structuring making it possible to increase the developed surface area and the associated storage capacity.
- the substrate 100 comprises at least one cavity.
- the substrate 100 more specifically the three-dimensional structure 200, can comprise up to 20 cavities, more specifically 2 to 10 cavities.
- the cavities comprise the same capacitive stack 500 so as to optimize the capacity of the condenser 300.
- the following description is made with reference to a cavity, but applies to all cavities when the three-dimensional structure 200 includes more than one cavity.
- the cavity extends along the thickness 103 of the substrate 100 from the upper face 101 of said substrate 100. The cavity thus penetrates into the substrate 100.
- the cavity and the pillar 400 extend in the same parallel main direction at the thickness 103 of the substrate 100.
- the cavity opens into the upper face 101 of the substrate 100 and advantageously does not open into the lower face 102 of the substrate 100 so as to allow the arrangement of the capacitive stack 500 on the largest possible substrate surface.
- the three-dimensional capacitor 300 can simply be called capacitor 300.
- the capacitor 300 is configured to delimit on the upper face 101 of the substrate 100, a contour 201 of an inscribed portion 202.
- the contour 201 may have various shapes such as, for example, circular, ovoid, parallelepiped, polygonal.
- the inscribed portion 202 comprises at least one pillar 400.
- the pillar 400 is arranged in the inscribed portion 202 defined by the capacitor 300.
- the pillar 400 is arranged in the center of the inscribed portion 202. More specifically, the center of the pillar 400 corresponds to the center of the inscribed portion 202.
- the three-dimensional structure 200 comprises a first conformal layer comprising a first part forming the first electrode layer 501 of the capacitive stack 500 and a second part 404 arranged in the pillar 400 more specifically covering the side walls 403 of the pillar 400.
- the first electrode layer 501 and the second part 404 are advantageously identical, in particular since they are preferably formed at the same time by a single deposition of a first layer.
- the first part forming the first electrode layer 501 and the second part 404 arranged in the pillar 400 are electrically disconnected from each other.
- the electrical disconnection of the first part forming the first electrode layer 501 and the second part 404 arranged in the pillar 400 is advantageously done by partial removal 504 of the first layer, in particular on the upper face 101 of the substrate 100.
- the arrangement of the three-dimensional capacitor 300 in a three-dimensional structure 200 comprising a pillar 400 saves space by using a part of substrate 100 conventionally used while allowing a pooling of the steps in particular the deposition of the first layer without implying a functional link between the capacitor 300 and the pillar 400.
- the width 401 of the pillar 400 is at least 20 times greater than the width 303 of a cavity, preferably 50 times greater than the width 303 of a cavity.
- the cavity of the capacitor 300 is a trench 301.
- trench 301 is meant a cavity in the substrate 100 having a length of dimension greater than its width 303.
- the length being understood as the direction transverse to the thickness and width.
- the ratio between the length and the width is greater than or equal to 2, preferably greater than or equal to 20.
- the trench 301 has a depth, that is to say a dimension extending along a direction parallel to the thickness 103 of the order of 20 pm.
- the trench 301 is straight or curved.
- the rectilinear trench 301 can be a straight line extending in a single direction or extending in several directions and thus forming a broken line.
- the trench 301 curves perhaps a continuous curve in a single direction or extending in several directions and thus forming a curved line.
- the 300 may include a trench 301 defining by itself the contour 201 of the inscribed portion 202.
- the trench 301 is thus closed on itself, the ends of the trench 302 meet.
- the inscribed portion 202 may be of variable and arbitrary shape.
- the trench 301 is for example circular or even polygonal or parallelepiped.
- the pillar 400 is at the center of the inscribed portion 202 and the trench 301 forms the contour 200 of the inscribed portion 202.
- the capacitor 300 may comprise several cavities and in particular several trenches 301. According to the preferred possibility, the capacitor 300 comprises several trenches 301 closed on itself and concentric. Preferably, the trenches
- the trenches 301 are circular as illustrated in Figures 1 and 3.
- the trenches 301 advantageously comprise the same capacitive stack 500 so as to increase the surface area of the capacitor 300.
- the cavity of the capacitor 300 is a column 302.
- column is meant a cavity in the substrate 100 having a length of dimension substantially equivalent to its width.
- the ratio between length and width is of the order of 1.
- the length and width are 10pm and the depth is of the order of 20pm.
- Each column 302 has a cross section with circular, ovoid, parallelepiped, polygonal thickness. All columns 302 may or may not have the same cross-section shape.
- the capacitor 300 comprises at least three columns 302.
- the columns 302 are thus advantageously arranged so as to define a contour 201 of an inscribed portion 202.
- the contour 201 of the inscribed portion 202 is formalized by all of the lines 203 connecting successive columns 302 to each other.
- the contour 201 is formed by all the lines 203 connecting the columns 302 closest to the pillar 400.
- the columns 302 are advantageously arranged around the pillar 400 so as to form an advantageously circular contour 201 as illustrated in Figure 4.
- the transverse distance 104 at the thickness 103 separating the center of the pillar 400 from the center of a cavity is less than or equal to 100 pm.
- the transverse distance 104 at the thickness 103 separating the center of the pillar 400 from the center of a cavity is greater than or equal to 5 pm.
- the condenser 300 comprises at least one trench 301 and at least one column 302.
- the capacitor 300 comprises a capacitive stack 500 comprising a first electrode layer 501 advantageously formed at least by the first part of a first layer 501, an intermediate layer 502 and a second electrode layer 503.
- the first electrode layer 501 covers the side walls of at least one cavity, preferably of all the cavities of the three-dimensional structure 200 and of the upper face 101 of the substrate 100 exposed between the cavities.
- the first electrode layer 501 is chosen from materials TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru.
- the intermediate layer 502 is a dielectric ionic material and covers the first electrode layer 501.
- the intermediate layer 502 may be an electrolyte in the solid state.
- the dielectric is an ionic conductor.
- the ionic conductor has high ionic conductivity at room temperature (preferably between 20°C and 25°C, preferably at 25°C), at least 1 pS.cm-1, and advantageously which also has a low associated activation energy, generally less than 0.6eV.
- the intermediate layer 502 may include AI2O3, HfO2, ZrO2, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SrTiOx, BaTiOx, Ga2O3, Y2O3, rare earth oxide, solid state electrolyte, glass electrolyte, ceramic electrolyte, LiPON , an ionic antiperovskite, LiSCIO, a doped Li(3-2x)DxCIO where D is a divalent cationic dopant, hafnium silicate, zirconium silicate, hafnium dioxide, hafnium zirconate, zirconium, aluminum oxide, titanium oxide, silicon nitride, carbon-doped silicon nitride, silicon carbide and hafnium silicate nitride, a high k dielectric material, or an alloy thereof.
- the intermediate layer 502 of ionic dielectric material makes it possible to obtain a capacitor which has a much greater power density and a charge density than with an ionic non-conductive dielectric known in the state of the art.
- the second electrode layer 503 covers the intermediate layer 502.
- the second electrode layer 503 is TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru.
- the first electrode layer 501, the second electrode layer 503, and the second part 404 may comprise W, Mo, Ti, Ta, Al, TaN, TiN, TiC, WN, MoN, MoC, Co, Ni, Cu , Ru, Pd, Pt, Ir, IrOx, graphene, MnO2, Li, RuOx, ITO, SrRuOx, a metal oxide, graphitic carbon, an alkali metal, a low work function metal, a transition metal oxide , a Co oxide, LiCoO2, NaCoO2, a transition metal dichalcogenide, a spinel oxide, LiMn2O4, LiNiMnO4, a conductive polymer or a conductive metal.
- the first electrode layer 501 projects at its ends onto the upper face 101 relative to the intermediate layer 502 and the second electrode layer 503 so as to allow the connection of the first electrode layer 501 and the second electrode layer 503 separately.
- one or the other or both of the first electrode layer 501 and the second electrode layer 503 is an ion intercalation electrode.
- the semiconductor device comprises a micro-battery.
- the pillar 400 comprises the second part 404 of the first conformal layer covering the side walls 403.
- the pillar 400 comprises a metallic material 405 filling the entire remaining volume and ensuring leveling with the upper face 101 of the substrate 100.
- the presence of the second part 404 of the first conformal layer in the pillar 400 may be of interest as interdiffusion barrier between the substrate 100 and the metallic material 405, or also a diffusion barrier of ions from the metallic material 405 towards the substrate 100.
- the second part 404 of the first conformal layer acts as a barrier to diffusion between substrate 100 and the metallic material 405, or also to an additional chemical barrier to improve the encapsulation of the components.
- the metallic material 405 is different from the intermediate layer 502 of the capacitive stack.
- the metallic material 405 is different from the first electrode layer 501 and preferably from the second electrode layer 503.
- the metallic material 405 is chosen depending on the objective of the pillar 400 being preferentially different from electronic conduction and being for example heat dissipation, encapsulation, packaging etc...
- the pillar 400 does not include a capacitive stack 500.
- the pillar 400 comprises a part of the second electrode layer 503.
- a part of the second electrode layer 503 is arranged on the metallic material 405 so as to at least partially cover the metallic material 405.
- This part of the second electrode layer 503 makes it possible to facilitate/optimize the electrical, thermal or mechanical contact between the metallic material 405 and the following levels.
- this part of the second electrode layer 503 is identical to the second electrode layer 503 described above with reference to the capacitive stack.
- the capacitor 300 has a three-dimensional shape which extends to the upper face 101 of the substrate by delimiting for this upper face 101 two surface parts: a part interior to the capacitor 300 which is the one inscribed, and a exterior part.
- the shape of the capacitor 300 provides it with an interior edge (this is the case for a circular trench 301), or a border of placement of the cavities (this is the case if the capacitor 300 is formed with several cavities, for example of column type 302 which surrounds an interior part according to a profile, regular or not, delimiting this surface). By joining the edges of these cavities spaced around the inscribed surface, we reveal the shape of this border.
- the cavities are then like posts delimiting a surface of the ground, barriers joining the posts revealing the shape of this surface which is the inscribed surface.
- the contour of this surface, formed by the capacitor can therefore be continuous (as in the case of a trench with a closed contour, for example circular) or discrete as in the case of via-shaped cavities.
- the semiconductor device according to the invention is produced on the rear face of CMOS technology.
- the semiconductor device comprises an underlying layer such as for example a substrate comprising a transistor and/or an underlying layer.
- the semiconductor device is produced at the end of the interconnection line also called Back End of Line (BEOL).
- BEOL Back End of Line
- the invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device as described above.
- the different stages of the process are illustrated in Figures 9 to 15.
- the method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps of:
- the process comprises the following steps of:
- the manufacturing process begins as illustrated in Figure 9 with the presence of substrate 100.
- the manufacturing process advantageously comprises a step a) comprising the production of at least one cavity and at least one pillar 400 in a substrate 100.
- This first production step is carried out by a plasma type etching step, more commonly called deep ion reactive etching or DRIE and known by professional.
- a plasma type etching step more commonly called deep ion reactive etching or DRIE and known by professional.
- the arrangement of the at least one cavity and of the pillar 400 is defined so that the cavity defines a contour of an inscribed portion with the pillar arranged in the inscribed portion.
- the semiconductor device obtained at the end of step a) is illustrated in Figure 10.
- the method comprises a step b) comprising the conformal deposition of a first layer on the three-dimensional structure 200, that is to say in the cavity and in the pillar as well as on the upper face 101 of the substrate 100.
- the conformal deposition is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: chemical vapor deposition (CVD), or atomic deposition (ALD).
- CVD chemical vapor deposition
- ALD atomic deposition
- the process then comprises a step c) of filling the pillar 400.
- the filling is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: electrochemical deposition or electroless deposition.
- the semiconductor device obtained at the end of step c) is illustrated in Figure 12.
- the method comprises a step d) of advantageously partial removal 504 of the first layer so as to electrically disconnect a first part of the first layer 501 and a second part 404 of the first layer.
- the removal of the first layer is carried out at the upper face 101 of the substrate 100, preferably between the cavity and the pillar 400.
- the removal is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: chemical etching or plasma engraving, both coupled with photolithography for the definition of patterns.
- the semiconductor device obtained at the end of step d) is illustrated in Figure 13.
- This step d) can be carried out before or after step c).
- the method then comprises the successive steps to carry out the rest of the capacitive stack 500.
- the method comprises the conformal deposition of the intermediate layer 502 then the conformal deposition of the second electrode layer 503.
- the production of the stack capacitive 500 is produced by conventional methods known to those skilled in the art such as: atomic deposition or ALD.
- the conformal deposition of the intermediate layer 502 is carried out only as illustrated in Figure 14 or the conformal deposition of the intermediate layer 502 is carried out on the entire three-dimensional structure 200 and the method comprises a step of removing the intermediate layer 502 outside the capacitor 300.
- the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out only as illustrated in Figure 15 or else the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out on the entire three-dimensional structure 200 and the method comprises a step of removing the second electrode layer 503 outside the capacitor 300 and advantageously from the pillar 400 forming a first part of second layer 503 participating in the capacitive stack and a second part of second layer 503 on the pillar 400.
- the first part and the second part are electrically disconnected from each other.
- the invention is not limited to the embodiments previously described and extends to all the embodiments covered by the invention.
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
« Dispositif semi-conducteur comprenant un empilement capacitif et un pilier et son procédé de fabrication » “Semiconductor device comprising a capacitive stack and a pillar and its manufacturing method”
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne le domaine de l'intégration de composants microélectroniques, plus particulièrement, pour les produits électroniques, les produits semi-conducteurs apparentés, et leurs procédés de fabrication. L’invention trouvera son application plus particulièrement dans le domaine des composants de stockage capacitifs, en particulier les super capacités solides intégrés. The present invention relates to the field of integration of microelectronic components, more particularly, for electronic products, related semiconductor products, and their manufacturing processes. The invention will find its application more particularly in the field of capacitive storage components, in particular integrated solid supercapacitors.
ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
Les condensateurs sont des éléments importants des circuits intégrés (IC) et des dispositifs semi-conducteurs, par exemple pour être utilisés comme cellules de stockage d'informations dans les dispositifs de mémoire, ou d'énergie. Ils sont présents dans de nombreuses fonctions électroniques, telles que le traitement de signaux analogiques et les convertisseurs d’énergie. Qu’ils soient intégrés sur la puce Silicium ou à l’extérieur par des composants discrets, ils contribuent de façon non négligeable à la taille du système. Comme la densité de capacité disponible sur des technologies silicium est limitée à quelques nF/mm2, les circuits électroniques utilisent souvent des composants externes à la puce pour implémenter les besoins de capacité dans la puce. Capacitors are important elements of integrated circuits (IC) and semiconductor devices, for example for use as information storage cells in memory devices, or energy. They are present in many electronic functions, such as analog signal processing and energy converters. Whether they are integrated on the silicon chip or externally by discrete components, they contribute significantly to the size of the system. As the capacitance density available on silicon technologies is limited to a few nF/mm2, electronic circuits often use components external to the chip to implement capacitance requirements in the chip.
Les condensateurs sur puce Silicium peuvent avoir différentes architectures. Par exemple, les capacités MIM (Métal/lsolant/Métal), largement utilisées dans les circuits intégrés, comprennent deux plaques métalliques avec un isolant entre les plaques. Actuellement, les condensateurs MIM sont normalement fabriqués dans le niveau de fin de ligne d’interconnexions, généralement dénommée en anglais « back-end-of-line » (BEOL). L'espace pour l’intégration des condensateurs notamment est souvent limité et superposé à la surface du circuit pour limiter l’empreinte supplémentaire de ces capacités. Étant donné que la capacité d'un condensateur est linéairement proportionnelle à la surface du condensateur, le manque d'espace d'implantation au niveau de la BEOL limite le nombre de condensateurs MIM classiques placés à cet endroit, ce qui entraîne une densité de puissance insuffisante lorsque les condensateurs sont utilisés comme dispositifs de stockage d'énergie. Silicon chip capacitors can have different architectures. For example, MIM (Metal/Insulator/Metal) capacitors, widely used in integrated circuits, include two metal plates with an insulator between the plates. Currently, MIM capacitors are normally manufactured in the end-of-line level of interconnections, generally referred to as “back-end-of-line” (BEOL). The space for the integration of capacitors in particular is often limited and superimposed on the surface of the circuit to limit the additional footprint of these capacitors. Since the capacitance of a capacitor is linearly proportional to the surface area of the capacitor, the lack of layout space at the BEOL limits the number of conventional MIM capacitors placed there, resulting in lower power density insufficient when capacitors are used as energy storage devices.
Dans la recherche de solutions de stockage d'énergie intégrées sur puce à hautes performances, l'augmentation de la surface spécifique de la structure capacitive en utilisant une architecture tridimensionnelle (3D) s'est avérée être une excellente approche qui augmente significativement la densité de capacité tout en permettant la réduction de la surface de puce. L’intérêt technologique des capacités 3D réside dans le fait que les capacités sont empilables et comportent une surface développée dans le plan (x ;y) du substrat, mais également sur la hauteur/épaisseur z, permettant un gain de place important et une surface développée de la capacité plus grande qu’une capacité planaire. In the search for high-performance on-chip integrated energy storage solutions, increasing the specific surface area of the capacitive structure using a three-dimensional (3D) architecture has proven to be an excellent approach that significantly increases the density of capacity while allowing reduction of chip surface area. The technological interest of 3D capacitors lies in the fact that the capacitors are stackable and have a surface developed in the plane (x;y) of the substrate, but also on the height/thickness z, allowing a significant saving of space and a surface developed capacity greater than a planar capacity.
Dans la poursuite de la loi de Moore, les processeurs actuels deviennent de plus en plus rapides et de plus en plus gourmands en énergie. Par exemple, avec l'avènement de la technologie 5G et de l'intégration en trois dimensions pour les processeurs d'intelligence artificielle et d'apprentissage automatique, la densité de puissance reste un défi majeur pour les condensateurs utilisés comme stockage d'énergie. Des défis similaires en termes de capacité existent lorsque les condensateurs sont utilisés comme dispositifs de stockage d'information. In pursuit of Moore's Law, today's processors are getting faster and more power hungry. For example, with the advent of 5G technology and three-dimensional integration for artificial intelligence and machine learning processors, power density remains a major challenge for capacitors used as energy storage. Similar capacitance challenges exist when capacitors are used as information storage devices.
On connait par exemple le document US 20210305358 A1 qui propose une nouvelle approche d’optimisation pour répondre aux spécifications des nouvelles applications de développement. Ce document divulgue de mettre à profit le niveau des interconnexions pour ajouter une fonctionnalité capacitive. Des interconnexions sont souvent perpendiculaires à la surface silicium utile et représentent effectivement une place non négligeable. Ce document propose d’utiliser la surface d’interconnexion comme l’une des électrodes de la capacité. À l’image d’un coaxial, la deuxième électrode de la capacité se trouve enroulée autour des interconnexions. Le bénéfice est donc de densifier la valeur de capacité par unité surfacique du Silicium utile (dans le plan horizontal) tout en bénéficiant de la réduction de coût, car certaines étapes de fabrication de la capacité peuvent être mutualisées avec la fabrication des interconnexions. Toutefois, cette solution présente des limitations et notamment le couplage électrique entre l’interconnexion et la première électrode de la capacité permettant certes d’améliorer son utilisation locale, en filtrage de stockage en lien avec le signal traversant les interconnexions, mais réduit les possibilités d’utilisation indépendante de la capacité et de l’interconnexion. For example, we know the document US 20210305358 A1 which proposes a new optimization approach to meet the specifications of new development applications. This document discloses to take advantage of the level of interconnections to add capacitive functionality. Interconnections are often perpendicular to the useful silicon surface and actually represent a significant amount of space. This document proposes to use the interconnection surface as one of the capacitance electrodes. Like a coaxial, the second electrode of the capacitor is wrapped around the interconnections. The benefit is therefore to densify the capacity value per surface unit of useful Silicon (in the horizontal plane) while benefiting from the cost reduction, because certain stages of capacity manufacturing can be shared with the manufacturing of interconnections. However, this solution presents limitations and in particular the electrical coupling between the interconnection and the first electrode of the capacity certainly making it possible to improve its local use, in storage filtering linked to the signal passing through the interconnections, but reduces the possibilities of independent use of capacity and interconnection.
Il existe donc le besoin de proposer une solution d’intégration de capacité ionique solide permettant de répondre aux besoins nouveaux en densité de capacité élevée qui s’affranchit au moins en partie des limitations de l’état de la technique. There is therefore a need to propose a solid ionic capacity integration solution making it possible to meet the new needs for high capacity density which overcomes at least in part the limitations of the state of the art.
RESUME DE L’INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un dispositif semi- conducteur comprenant un substrat comprenant au moins une cavité, et une structure tridimensionnelle formée dans le substrat comprenant : To achieve this objective, according to one embodiment, a semiconductor device is provided comprising a substrate comprising at least one cavity, and a three-dimensional structure formed in the substrate comprising:
• un condensateur tridimensionnel comprenant un empilement capacitif, l’empilement capacitif étant au moins partiellement logé dans l’au moins une cavité du substrat , • a three-dimensional capacitor comprising a capacitive stack, the capacitive stack being at least partially housed in the at least one cavity of the substrate,
• un pilier s’étendant suivant l’épaisseur du substrat à partir de la face supérieure dudit substrat, • a pillar extending along the thickness of the substrate from the upper face of said substrate,
Caractérisé en ce que la au moins une cavité s’étend suivant l’épaisseur du substrat à partir de la face supérieure dudit substrat, et le condensateur tridimensionnel est configuré pour délimiter, sur la face supérieure du substrat, un contour d’une portion inscrite, le pilier étant agencé dans la portion inscrite du substrat. Characterized in that the at least one cavity extends along the thickness of the substrate from the upper face of said substrate, and the three-dimensional capacitor is configured to delimit, on the upper face of the substrate, a contour of an inscribed portion , the pillar being arranged in the inscribed portion of the substrate.
Selon l’invention, l’empilement capacitif comprend une première couche d’électrode, une couche intermédiaire et une deuxième couche d’électrode, et la structure tridimensionnelle comprend une première couche conforme comprenant une première partie formant la première couche d’électrode de l’empilement capacitif et une deuxième partie conforme agencée dans le pilier, la première partie et la deuxième partie étant déconnectées électriquement l’une de l’autre. Avantageusement, la couche intermédiaire est un matériau diélectrique conducteur ionique.According to the invention, the capacitive stack comprises a first electrode layer, an intermediate layer and a second electrode layer, and the three-dimensional structure comprises a first conformal layer comprising a first part forming the first electrode layer of the capacitive stack and a second conforming part arranged in the pillar, the first part and the second part being electrically disconnected from each other. Advantageously, the intermediate layer is an ionic conductive dielectric material.
Ce dispositif permet d’obtenir un condensateur qui possède une densité de puissance et une densité de charge beaucoup plus importantes qu’avec un diélectrique non conducteur ionique connu dans l’état de la technique. This device makes it possible to obtain a capacitor which has a much greater power density and charge density than with an ionic non-conductive dielectric known in the state of the art.
L’avantage du dispositif selon l’invention est de densifier la valeur de capacité par unité surfacique du Silicium utile (dans le plan horizontal) tout en bénéficiant de la réduction de coût, car certaines étapes de fabrication du condensateur tridimensionnel peuvent être mutualisées avec la fabrication du pilier tout en conservant les fonctionnalités indépendantes du condensateur et du pilier. The advantage of the device according to the invention is to densify the capacitance value per surface unit of the useful silicon (in the horizontal plane) while benefiting from the cost reduction, because certain stages of manufacturing the three-dimensional capacitor can be shared with the fabrication of the pillar while retaining the independent functionality of the capacitor and the pillar.
L’invention permet de bénéficier des surfaces autour des piliers pouvant jouer des rôles divers tels qu’électrique, thermique ou mécanique et en même temps s’affranchir des limitations des solutions proposées dans l’art antérieur. The invention makes it possible to benefit from the surfaces around the pillars which can play various roles such as electrical, thermal or mechanical and at the same time overcome the limitations of the solutions proposed in the prior art.
L’absence de couplage électrique entre le condensateur tridimensionnel et le pilier tout en ayant des étapes de fabrication mutualisées permet de réduire les coûts de fabrication. The absence of electrical coupling between the three-dimensional capacitor and the pillar while having shared manufacturing steps makes it possible to reduce manufacturing costs.
Le condensateur est dit tridimensionnel en ce qu’il présente une structuration tridimensionnelle permettant d’augmenter la surface développée sans augmenter la surface horizontale de silicium et par conséquent augmenter la capacité de stockage associé. The capacitor is said to be three-dimensional in that it has a three-dimensional structure making it possible to increase the developed surface area without increasing the horizontal surface area of silicon and consequently increasing the associated storage capacity.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif tel que décrit ci-dessus comprenant une étape a) comprenant la réalisation d’une structure tridimensionnelle comprenant au moins une cavité d’un condensateur tridimensionnel et au moins un pilier dans un substrat, le condensateur est configuré pour délimiter sur la face supérieure du substrat un contour d’une portion inscrite, le pilier (400) étant agencé dans la portion inscrite du substrat, une étape b) comprenant le dépôt conforme d’une première couche sur la structure tridimensionnelle, c’est-à-dire dans la cavité et dans le pilier ainsi que sur la face supérieure du substrat, de sorte qu’une première partie de la première couche forme une première couche d’un empilement capacitif du condensateur et qu’une deuxième partie de la première couche soit formée dans le pilier, une étape c) de remplissage du pilier, une étape d) de retrait partiel de la première couche de sorte à déconnecter électriquement la première partie de la première couch et la deuxième partie de la première couche, l’étape d) pouvant être réalisée avant ou après l’étape c). BREVE DESCRIPTION DES FIGURES According to another aspect, the invention relates to a method of manufacturing a device as described above comprising a step a) comprising the production of a three-dimensional structure comprising at least one cavity of a three-dimensional capacitor and at least one pillar in a substrate, the capacitor is configured to delimit on the upper face of the substrate a contour of an inscribed portion, the pillar (400) being arranged in the inscribed portion of the substrate, a step b) comprising the conformal deposition of a first layer on the three-dimensional structure, that is to say in the cavity and in the pillar as well as on the upper face of the substrate, so that a first part of the first layer forms a first layer of a capacitive stack of the capacitor and a second part of the first layer is formed in the pillar, a step c) of filling the pillar, a step d) of partial removal of the first layer so as to electrically disconnect the first part of the first layer and the second part of the first layer, step d) being able to be carried out before or after step c). BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : The aims, objects, as well as the characteristics and advantages of the invention will emerge better from the detailed description of an embodiment of the latter which is illustrated by the following accompanying drawings in which:
La figure 1 représente une vue du dessus d’un dispositif semi-conducteur selon un premier mode de réalisation de l’invention. Figure 1 represents a top view of a semiconductor device according to a first embodiment of the invention.
La figure 2 représente une vue selon la coupe AA de la figure 1 . Figure 2 represents a view along section AA of Figure 1.
La figure 3 représente une vue selon la coupe BB de la figure 2. Figure 3 represents a view along section BB of Figure 2.
La figure 4 représente une vue du dessus d’un dispositif semi-conducteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Figure 4 represents a top view of a semiconductor device according to a second embodiment of the invention.
La figure 5 représente une vue selon la coupe CC de la figure 4 Figure 5 represents a view according to section CC of Figure 4
La figure 6 représente une vue selon la coupe DD de la figure 4. Figure 6 represents a view along section DD of Figure 4.
La figure 7 représente une vue selon la coupe EE de la figure 5. Figure 7 represents a view along section EE of Figure 5.
La figure 8 représente une vue en coupe du dispositif semi-conducteur dans un empilement complet. Figure 8 shows a sectional view of the semiconductor device in a complete stack.
Les figures 9 à 15 représentent les étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif semi-conducteur selon l’invention. Figures 9 to 15 represent the steps of a process for manufacturing a semiconductor device according to the invention.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les couches et les rapports de taille du pilier et des cavités ne sont pas représentatifs de la réalité. The drawings are given as examples and are not limiting to the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily on the scale of practical applications. In particular the layers and the size ratios of the pillar and the cavities are not representative of reality.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : Before beginning a detailed review of embodiments of the invention, the following are set out as optional characteristics which may possibly be used in combination or alternatively:
- A titre d’exemple, le matériau diélectrique conducteur ionique présente une conductivité ionique à température ambiante au moins égale à 1 pS.cm-1 ; - As an example, the ionic conductive dielectric material has an ionic conductivity at room temperature at least equal to 1 pS.cm-1;
-A titre d’exemple, le matériau diélectrique conducteur ionique présente une énergie d’activation associée inférieur ou égale à 0.6eV ; -As an example, the ionic conductive dielectric material has an associated activation energy less than or equal to 0.6eV;
- A titre d’exemple, le pilier 400 est agencé au centre de la portion inscrite 202 ;- For example, the pillar 400 is arranged in the center of the inscribed portion 202;
- A titre d’exemple, la distance transversale 104 à l’épaisseur 103 du substrat 100 entre le centre d’une cavité et le centre du pilier 400 est inférieure ou égale à 100pm ; - For example, the transverse distance 104 at the thickness 103 of the substrate 100 between the center of a cavity and the center of the pillar 400 is less than or equal to 100 pm;
- A titre d’exemple, la distance transversale 104 à l’épaisseur 103 du substrat 100 entre le centre d’une cavité et le centre du pilier 400 est inférieure ou égale à 5pm ; - As an example, the transverse distance 104 at the thickness 103 of the substrate 100 between the center of a cavity and the center of the pillar 400 is less than or equal to 5pm;
-A titre d’exemple, au moins une cavité du condensateur 300 est une tranchée 301 ;-As an example, at least one cavity of the capacitor 300 is a trench 301;
- A titre d’exemple, la tranchée 301 est circulaire et agencée sous forme de cercle autour du pilier 400 ; - For example, trench 301 is circular and arranged in the form of a circle around pillar 400;
- A titre d’exemple, le condensateur 300 comprend au moins deux tranchées 301 circulaires et concentriques ; - For example, the capacitor 300 comprises at least two circular and concentric trenches 301;
-A titre d’exemple, au moins une cavité du condensateur est une colonne 302 ;-As an example, at least one cavity of the capacitor is a column 302;
-A titre d’exemple, le condensateur 300 comprend une pluralité de colonnes 302,-For example, the capacitor 300 comprises a plurality of columns 302,
- A titre d’exemple, la pluralité de colonnes 302 est disposée de manière circulaire autour du pilier 400 ; - For example, the plurality of columns 302 is arranged in a circular manner around the pillar 400;
- A titre d’exemple, la largeur 401 d’un pilier est 20 fois supérieure à la largeur 303 d’une cavité du condensateur tridimensionnel 300, les largeurs 401,303 étant prises transversalement à l’épaisseur 103 du substrat 100 ; - For example, the width 401 of a pillar is 20 times greater than the width 303 of a cavity of the three-dimensional capacitor 300, the widths 401,303 being taken transversely to the thickness 103 of the substrate 100;
-A titre d’exemple, le condensateur tridimensionnel 300 comprend de 2 à 20 cavités.-As an example, the three-dimensional capacitor 300 includes 2 to 20 cavities.
-A titre d’exemple, le pilier 400 comprend un matériau métallique de sorte à remplir le pilier 400 à niveau de la face supérieure 101 du substrat 100 ; -For example, the pillar 400 comprises a metallic material so as to fill the pillar 400 at the level of the upper face 101 of the substrate 100;
-A titre d’exemple, le matériau métallique est différent de la couche intermédiaire 502 de sorte que le pilier 400 ne comprend pas un empilement capacitif 500 ; -For example, the metallic material is different from the intermediate layer 502 so that the pillar 400 does not include a capacitive stack 500;
-A titre d’exemple, la cavité est débouchante uniquement en face supérieure 101 du substrat 100 ; -For example, the cavity only opens onto the upper face 101 of the substrate 100;
-A titre d’exemple, le pilier 400 est débouchant uniquement en face supérieure 101 du substrat 100 ; -For example, the pillar 400 opens only onto the upper face 101 of the substrate 100;
- A titre d’exemple, le dispositif semi-conducteur comprend une couche sous- adjacente et une couche suradjacente au substrat ; - For example, the semiconductor device comprises an underlying layer and a superadjacent layer to the substrate;
- A titre d’exemple, la structure tridimensionnelle est destinée à être agencée en fin de ligne d’interconnexions (BEOL) ; - For example, the three-dimensional structure is intended to be arranged at the end of the interconnection line (BEOL);
- A titre d’exemple, la structure tridimensionnelle est située au niveau d’interconnexions couplées à un processeur, ou à l'arrière d'un processeur, - For example, the three-dimensional structure is located at the level of interconnections coupled to a processor, or at the rear of a processor,
Selon un autre aspect, l’invention concerne un processeur comprenant un dispositif semi-conducteur tel que décrit ci-dessus dans lequel la structure tridimensionnelle est située au niveau d’interconnexions couplées au processeur, ou à l'arrière du processeur. According to another aspect, the invention relates to a processor comprising a semiconductor device as described above in which the three-dimensional structure is located at interconnections coupled to the processor, or at the rear of the processor.
- A titre d’exemple, le retrait de la première couche est réalisé au niveau de la face supérieure 101 du substrat 100 entre la cavité et le pilier 400 ; - For example, the removal of the first layer is carried out at the upper face 101 of the substrate 100 between the cavity and the pillar 400;
- A titre d’exemple, le procédé comprend le dépôt conforme d’une couche intermédiaire puis le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode ; - A titre d’exemple, le dépôt conforme de la couche intermédiaire est réalisé uniquement dans le condensateur tridimensionnel ou le dépôt conforme de la couche intermédiaire est réalisé sur l’ensemble de la structure tridimensionnelle 200 puis une étape de retrait de la couche intermédiaire en dehors du condensateur est réalisée ; - A titre d’exemple, le procédé comprend le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode 503 est réalisé uniquement dans le condensateur tridimensionnel 30 ou bien le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode 503 est réalisé sur l’ensemble de la structure tridimensionnelle 200 et une étape de retrait de la deuxième couche d’électrode 503 en dehors du condensateur 300 est réalisée formant une première partie de deuxième couche 503 participant à l’empilement capacitif ; - As an example, the method comprises the conformal deposition of an intermediate layer then the conformal deposition of the second electrode layer; - As an example, the conformal deposition of the intermediate layer is carried out only in the three-dimensional capacitor or the conformal deposition of the intermediate layer is carried out over the entire three-dimensional structure 200 then a step of removing the intermediate layer in outside the capacitor is carried out; - As an example, the method comprises the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out only in the three-dimensional capacitor 30 or else the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out over the entire three-dimensional structure 200 and a step of removing the second electrode layer 503 outside the capacitor 300 is carried out forming a first part of the second layer 503 participating in the capacitive stack;
- A titre d’exemple, le retrait de la deuxième couche d’électrode 503 est réalisée en la conservant au niveau du pilier 400 formant une deuxième partie de deuxième couche 503 sur le pilier 400, la première partie et la deuxième partie étant déconnectées électriquement l’une de l’autre. - For example, the removal of the second electrode layer 503 is carried out by retaining it at the level of the pillar 400 forming a second part of second layer 503 on the pillar 400, the first part and the second part being electrically disconnected one from the other.
Par composant microélectronique, on entend tout type de dispositif réalisé avec des moyens de la microélectronique. Ces dispositifs englobent notamment en plus des dispositifs à finalité purement électronique, des dispositifs micromécaniques ou électromécaniques (MEMS, NEMS...), By microelectronic component, we mean any type of device made with microelectronics means. These devices include in particular, in addition to devices for purely electronic purposes, micromechanical or electromechanical devices (MEMS, NEMS, etc.),
On entend par vertical ce qui est dirigé selon l’épaisseur de l’empilement ou du substrat, c’est-à-dire selon la direction principale d’extension de l’empilement ou du substrat, et horizontal ce qui est perpendiculaire à la verticale. Le haut et le bas étant opposés verticalement. By vertical we mean that which is directed according to the thickness of the stack or the substrate, that is to say according to the main direction of extension of the stack or the substrate, and horizontal that which is perpendicular to the vertical. The top and bottom being vertically opposed.
On entend par transversale, une direction perpendiculaire à une direction longitudinale. La direction longitudinale s’entend comme l’épaisseur de l’empilement ou du substrat. Une coupe transversale est une coupe perpendiculaire à l’axe longitudinal. Une coupe transversale est une coupe perpendiculaire à l’épaisseur de l’empilement du substrat. By transverse is meant a direction perpendicular to a longitudinal direction. The longitudinal direction is understood as the thickness of the stack or substrate. A cross section is a section perpendicular to the longitudinal axis. A cross section is a section perpendicular to the thickness of the substrate stack.
La largeur d’une cavité ou d’un pilier est définie comme la dimension de la cavité ou du pilier transversale à l’épaisseur. The width of a cavity or pillar is defined as the dimension of the cavity or pillar transverse to the thickness.
Le terme « supérieur » employé en particulier pour qualifier une face du substrat ne sert ici qu’à désigner une première des deux faces du substrat (l’autre étant la face inférieure), sans pour autant faire de quelconque hypothèse sur la position relative des faces, suivant une direction verticale. La face supérieure aurait pu ainsi être aussi nommée face avant, en opposition à une face arrière. The term "upper" used in particular to qualify a face of the substrate only serves here to designate a first of the two faces of the substrate (the other being the lower face), without making any hypothesis on the relative position of the faces, in a vertical direction. The upper face could thus also have been called the front face, as opposed to a rear face.
Les formes ou dimensions données pour certains composants de la présente invention ne sont toujours qu’indicatives et s’entendent comme incluant des formes et dimensions sensiblement équivalentes. The shapes or dimensions given for certain components of this invention are always only indicative and are understood to include substantially equivalent shapes and dimensions.
On entend par un paramètre "sensiblement égal/supérieur/inférieur à" ou "de l'ordre de" une valeur donnée, que ce paramètre est égal/supérieur/inférieur à la valeur donnée, à plus ou moins 10 % près, voire à plus ou moins 5 % près, de cette valeur. By a parameter "substantially equal/greater/less than" or "of the order of" a given value, we mean that this parameter is equal/greater/less than the given value, to within plus or minus 10%, or even to plus or minus 5% of this value.
Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, le terme « sur », « surmonte », « recouvre », « au-dessus » ou « sous-jacent » ou « en dessous » ou leurs équivalents ne signifient pas forcément « au contact de ». Par exemple, le dépôt d’une première couche sur une deuxième couche ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l’une de l’autre, mais cela signifie que la première couche recouvre au moins partiellement la deuxième couche soit en étant directement à son contact, soit en étant séparée d’elle par au moins une autre couche ou au moins un autre élément. It is specified that in the context of the present invention, the term “over”, “overcomes”, “covers”, “above” or “underlying” or “underneath” or their equivalents do not necessarily mean “ in touch with ". For example, the deposition of a first layer on a second layer does not necessarily mean that the two layers are directly in contact with each other, but it means that the first layer at least partially covers the second layer either in being directly in contact with it, or being separated from it by at least one other layer or at least one other element.
On entend par un substrat, un film, une couche, une puce ou une protubérance « à base » d’un matériau A, un substrat, un film, une couche, une puce ou une protubérance comprenant ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux, par exemple des éléments dopants. By a substrate, a film, a layer, a chip or a protuberance “based” on a material A, we mean a substrate, a film, a layer, a chip or a protuberance comprising this material A and possibly others materials, for example doping elements.
Le terme « revêtement » correspond à une couche qui est formée, en particulier par modification de la couche sous-jacente ou par un dépôt sur cette couche sous-jacente. The term “coating” corresponds to a layer which is formed, in particular by modification of the underlying layer or by a deposit on this underlying layer.
On entend par « conforme » une géométrie de couche qui présente, aux tolérances de fabrication près, une épaisseur identique malgré les changements de direction de couche, par exemple au niveau de flancs de protubérance. By “compliant” we mean a layer geometry which has, within manufacturing tolerances, an identical thickness despite changes in layer direction, for example at the level of protuberance flanks.
Le mot « diélectrique » correspond à un matériau dont la conductivité électrique est suffisamment faible dans l’application donnée pour servir d’isolant. The word “dielectric” corresponds to a material whose electrical conductivity is low enough in the given application to serve as an insulator.
L'usage de l'article indéfini " un " ou " une " pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes. The use of the indefinite article “un” or “une” for an element or a step does not exclude, unless otherwise stated, the presence of a plurality of such elements or steps.
Les termes "premier", "deuxième" et "troisième", etc. sont utilisés simplement comme des étiquettes, et ne sont pas destinés à imposer des exigences numériques sur leurs objets. The terms "first", "second" and "third", etc. are used simply as labels, and are not intended to impose numerical requirements on their objects.
Par « couplé », on entend que deux ou plusieurs éléments sont en contact physique ou électrique direct. By “coupled” we mean that two or more elements are in direct physical or electrical contact.
L’invention concerne un dispositif semi-conducteur comprenant une structure tridimensionnelle 200 formée dans un substrat 100. The invention relates to a semiconductor device comprising a three-dimensional structure 200 formed in a substrate 100.
Les structures basiques de capacités sont essentiellement des empilements de couches selon une direction, l’épaisseur 103 du substrat. En ce sens, leur forme est monotone dans cette direction. La forme 3D s’entend ici d’une géométrie plus complexe qu’un empilement de couche selon une seule direction ; il peut s’agir de formes définies par une ou plusieurs cavités ou tranchées dans lesquelles des couches sont présentes avec un empilement qui s’étend selon plusieurs directions, selon la surface de la cavité ou de la tranchée qui est couverte. Les structures 3D couvrent aussi des structures à plusieurs cavités ou tranchées fonctionnellement reliées, typiquement pour former des parties d’un même condensateur 300. The basic capacitance structures are essentially stacks of layers in one direction, the thickness 103 of the substrate. In this sense, their form is monotonous in this direction. The 3D shape here means a geometry more complex than a stack of layers in a single direction; these may be shapes defined by one or more cavities or trenches in which layers are present with a stack that extends in several directions, depending on the surface of the cavity or trench that is covered. The 3D structures also cover structures with several functionally connected cavities or trenches, typically to form parts of the same capacitor 300.
Le dispositif semi-conducteur comprend un substrat 100. The semiconductor device comprises a substrate 100.
La structure tridimensionnelle 200 peut être mise en œuvre ou réalisée dans un substrat 100, tel qu'un substrat semi-conducteur. The three-dimensional structure 200 can be implemented or produced in a substrate 100, such as a semiconductor substrate.
Dans un mode de réalisation, le substrat 100 semi-conducteur peut être un substrat cristallin formé en utilisant un silicium massif ou une sous-structure silicium sur isolant. In one embodiment, the semiconductor substrate 100 may be a crystalline substrate formed using bulk silicon or a silicon-on-insulator substructure.
Dans d'autres mises en œuvre, le substrat 100 semi-conducteur peut être formé en utilisant des matériaux alternatifs, qui peuvent être combinés ou non avec du silicium, qui comprennent, mais sans s'y limiter, le germanium, l'antimoniure d'indium, le tellurure de plomb, l'arséniure d'indium, le phosphure d'indium, l'arséniure de gallium, l'arséniure d'indium et de gallium, l'antimoniure de gallium, ou d'autres combinaisons de matériaux du groupe lll-V ou du groupe IV. In other implementations, the semiconductor substrate 100 may be formed using alternative materials, which may or may not be combined with silicon, which include, but are not limited to, germanium, antimonide d indium, lead telluride, indium arsenide, indium phosphide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, gallium antimonide, or other combinations of materials group III-V or group IV.
Bien que quelques exemples de matériaux à partir desquels le substrat 100 peut être formé soient décrits ici, tout matériau qui peut servir de fondation sur laquelle un dispositif semi-conducteur peut être construit tombe dans l'esprit et la portée de la présente divulgation. Although some examples of materials from which substrate 100 may be formed are described herein, any material that may serve as a foundation upon which a semiconductor device may be constructed falls within the spirit and scope of the present disclosure.
La structure tridimensionnelle 200 est formée dans le substrat 100 plus particulièrement dans une partie du substrat. Il est défini pour la suite de la description que le substrat comprend une face supérieure 101 opposée à une face inférieure 102. The three-dimensional structure 200 is formed in the substrate 100 more particularly in a part of the substrate. It is defined for the remainder of the description that the substrate comprises an upper face 101 opposite a lower face 102.
La structure tridimensionnelle 200 comprend au moins un pilier 400. Préférentiellement, la structure tridimensionnelle comprend un pilier 400, mais peut comprendre plusieurs piliers 400. Le pilier 400 s’étend suivant l’épaisseur 103 du substrat 100. Le pilier 400 est débouchant au niveau de la face supérieure 101 du substrat 100. Le pilier 400 peut être ou non débouchant au niveau de la face inférieure 102 du substrat 100. The three-dimensional structure 200 comprises at least one pillar 400. Preferably, the three-dimensional structure comprises a pillar 400, but may comprise several pillars 400. The pillar 400 extends along the thickness 103 of the substrate 100. The pillar 400 opens out at the level of the upper face 101 of the substrate 100. The pillar 400 may or may not open out at the level of the lower face 102 of the substrate 100.
Selon des modes de réalisation différents, le pilier 400 est une structure verticale pouvant avoir différentes fonctions que ce soit électrique, thermique ou de packaging. À titre d’exemple, le pilier 400 peut-être une interconnexion, un via ou via traversant (TSV pour « Through Silicon Via » c’est-à-dire via au travers de silicium ; on peut aussi rencontrer des via au travers de verre dit « TGV »), une structure verticale de dissipation thermique, une structure verticale d’encapsulation. According to different embodiments, the pillar 400 is a vertical structure which can have different functions, whether electrical, thermal or packaging. For example, the pillar 400 may be an interconnection, a via or through via (TSV for "Through Silicon Via", that is to say via through silicon; we can also encounter vias through glass called “TGV”), a vertical heat dissipation structure, a vertical encapsulation structure.
Un exemple de mise en œuvre est illustré à la figure 8 où l’on retrouve un assemblage tridimensionnel 600 comprenant deux puces électroniques, par exemple deux processeurs 610, et un interposeur passif 620 qui permet leur interconnexion, et leur connexion vers un autre niveau à travers des piliers en cuivre 630, réalisant ainsi un niveau de redistribution des signaux. Avantageusement, la structure tridimensionnelle 200 selon l’invention est agencée au niveau de l’interposeur passif 620. An example of implementation is illustrated in Figure 8 where we find a three-dimensional assembly 600 comprising two electronic chips, for example two processors 610, and a passive interposer 620 which allows their interconnection, and their connection to another level at through 630 copper pillars, thus achieving a level of signal redistribution. Advantageously, the three-dimensional structure 200 according to the invention is arranged at the level of the passive interposer 620.
Le pilier 400 présentant une profondeur 402 s’étendant suivant l’épaisseur 103 du substrat 100 et une largeur 401 s’étendant transversalement à l’épaisseur 103 du substrat 100. À titre d’exemple, la largeur 401 du pilier 400 est supérieure ou égale à 2pm. The pillar 400 having a depth 402 extending along the thickness 103 of the substrate 100 and a width 401 extending transversely to the thickness 103 of the substrate 100. For example, the width 401 of the pillar 400 is greater than or equal to 2pm.
Le pilier 400 présente des parois latérales 403 possédant une composante principale verticale. Préférentiellement, les parois latérales 403 du pilier 400 sont verticales, c’est-à- dire s’étendant suivant l’épaisseur 103 du substrat 100. The pillar 400 has side walls 403 having a vertical main component. Preferably, the side walls 403 of the pillar 400 are vertical, that is to say extending along the thickness 103 of the substrate 100.
Selon un mode de réalisation préféré, le pilier 400 présente une section transversale à l’épaisseur du substrat de forme circulaire. D’autres formes de pilier 400 peuvent être envisagées telles que par exemple polygonale, parallélépipédique, ovale. According to a preferred embodiment, the pillar 400 has a cross section at the thickness of the substrate of circular shape. Other shapes of pillar 400 can be considered such as for example polygonal, parallelepiped, oval.
Le pilier 400 est débouchant en face supérieure 101 du substrat 100 et peut être débouchant ou non en face inférieure 102 du substrat 100. Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures, les piliers 400 ne sont pas débouchants en face inférieure 102 du substrat 100. Des étapes ultérieures de fabrication du dispositif semi-conducteur peuvent toutefois comprendre l’ajout d’une couche sous-jacente en face inférieure 102 du substrat 100 impliquant que le pilier 400 soit débouchant en face inférieure 102 du substrat 100. The pillar 400 opens onto the upper face 101 of the substrate 100 and may or may not open onto the lower face 102 of the substrate 100. According to the embodiments illustrated in the figures, the pillars 400 do not open onto the lower face 102 of the substrate 100. Subsequent stages of manufacturing the semiconductor device may however include the addition of an underlying layer on the lower face 102 of the substrate 100 implying that the pillar 400 opens onto the lower face 102 of the substrate 100.
Le dispositif semi-conducteur selon l’invention comprend une structure tridimensionnelle 200. The semiconductor device according to the invention comprises a three-dimensional structure 200.
La structure tridimensionnelle 200 est formée dans une partie du substrat 100 et comprend un condensateur tridimensionnel 300. Le condensateur tridimensionnel 300 comprend un empilement capacitif 500 au moins partiellement logé dans une cavité formée dans le substrat 100. Le condensateur tridimensionnel 300 présente ainsi une structuration tridimensionnelle permettant d’augmenter la surface développée et la capacité de stockage associée. The three-dimensional structure 200 is formed in a part of the substrate 100 and comprises a three-dimensional capacitor 300. The three-dimensional capacitor 300 comprises a capacitive stack 500 at least partially housed in a cavity formed in the substrate 100. The three-dimensional capacitor 300 thus has a three-dimensional structuring making it possible to increase the developed surface area and the associated storage capacity.
Avantageusement, selon l’invention, le substrat 100 comprend au moins une cavité. Le substrat 100, plus spécifiquement la structure tridimensionnelle 200, peut comprendre jusqu’à 20 cavités, plus spécifiquement de 2 à 10 cavités. Avantageusement, dans le cas où le substrat comprend plusieurs cavités, les cavités comprennent un même empilement capacitif 500 de sorte à optimiser la capacité du condenseur 300. La description qui suit est faite en référence à une cavité, mais s’applique à l’ensemble des cavités lorsque la structure tridimensionnelle 200 comprend plus d’une cavité. La cavité s’étend suivant l’épaisseur 103 du substrat 100 à partir de la face supérieure 101 dudit substrat 100. La cavité pénètre ainsi dans le substrat 100. Avantageusement, la cavité et le pilier 400 s’étendent suivant une même direction principale parallèle à l’épaisseur 103 du substrat 100. Advantageously, according to the invention, the substrate 100 comprises at least one cavity. The substrate 100, more specifically the three-dimensional structure 200, can comprise up to 20 cavities, more specifically 2 to 10 cavities. Advantageously, in the case where the substrate comprises several cavities, the cavities comprise the same capacitive stack 500 so as to optimize the capacity of the condenser 300. The following description is made with reference to a cavity, but applies to all cavities when the three-dimensional structure 200 includes more than one cavity. The cavity extends along the thickness 103 of the substrate 100 from the upper face 101 of said substrate 100. The cavity thus penetrates into the substrate 100. Advantageously, the cavity and the pillar 400 extend in the same parallel main direction at the thickness 103 of the substrate 100.
La cavité est débouchante en face supérieure 101 du substrat 100 et avantageusement non débouchante en face inférieure 102 du substrat 100 de sorte à permettre l’agencement de l’empilement capacitif 500 sur une surface de substrat la plus importante possible. The cavity opens into the upper face 101 of the substrate 100 and advantageously does not open into the lower face 102 of the substrate 100 so as to allow the arrangement of the capacitive stack 500 on the largest possible substrate surface.
Dans la suite de la description, le condensateur tridimensionnel 300 peut être simplement appelé condensateur 300. In the remainder of the description, the three-dimensional capacitor 300 can simply be called capacitor 300.
Selon l’invention, le condensateur 300 est configuré pour délimiter sur la face supérieure 101 du substrat 100, un contour 201 d’une portion inscrite 202. According to the invention, the capacitor 300 is configured to delimit on the upper face 101 of the substrate 100, a contour 201 of an inscribed portion 202.
Le contour 201 peut-être de formes diverses telles que par exemple circulaire, ovoïde, parallélépipédique, polygonale. The contour 201 may have various shapes such as, for example, circular, ovoid, parallelepiped, polygonal.
Avantageusement, selon l’invention la portion inscrite 202 comprend au moins un pilier 400. Préférentiellement, le pilier 400 est agencé dans la portion inscrite 202 définie par le condensateur 300. Advantageously, according to the invention the inscribed portion 202 comprises at least one pillar 400. Preferably, the pillar 400 is arranged in the inscribed portion 202 defined by the capacitor 300.
Selon un mode de réalisation préféré, le pilier 400 est agencé au centre de la portion inscrite 202. Plus spécifiquement, le centre du pilier 400 correspond au centre de la portion inscrite 202. According to a preferred embodiment, the pillar 400 is arranged in the center of the inscribed portion 202. More specifically, the center of the pillar 400 corresponds to the center of the inscribed portion 202.
Avantageusement, la structure tridimensionnelle 200 comprend une première couche conforme comprenant une première partie formant la première couche d’électrode 501 de l’empilement capacitif 500 et une deuxième partie 404 agencée dans le pilier 400 plus spécifiquement recouvrant les parois latérales 403 du pilier 400. La première couche d’électrode 501 et la deuxième partie 404 sont avantageusement identiques notamment puisqu’elles sont formées préférentiellement en même temps par un seul dépôt d’une première couche. Préférentiellement, la première partie formant la première couche d'électrode 501 et la deuxième partie 404 agencée dans le pilier 400 sont déconnectées électriquement l’une de l’autre. La déconnexion électrique de la première partie formant la première couche d'électrode 501 et de la deuxième partie 404 agencée dans le pilier 400 se fait avantageusement par retrait partiel 504 de la première couche, notamment sur la face supérieure 101 du substrat 100. Advantageously, the three-dimensional structure 200 comprises a first conformal layer comprising a first part forming the first electrode layer 501 of the capacitive stack 500 and a second part 404 arranged in the pillar 400 more specifically covering the side walls 403 of the pillar 400. The first electrode layer 501 and the second part 404 are advantageously identical, in particular since they are preferably formed at the same time by a single deposition of a first layer. Preferably, the first part forming the first electrode layer 501 and the second part 404 arranged in the pillar 400 are electrically disconnected from each other. The electrical disconnection of the first part forming the first electrode layer 501 and the second part 404 arranged in the pillar 400 is advantageously done by partial removal 504 of the first layer, in particular on the upper face 101 of the substrate 100.
L’agencement du condensateur tridimensionnel 300 dans une structure tridimensionnelle 200 comprenant un pilier 400 permet un gain de place en utilisant une partie de substrat 100 classiquement utilisée tout en permettant une mutualisation des étapes notamment le dépôt de la première couche sans pour autant impliquer un lien fonctionnel entre le condensateur 300 et le pilier 400. The arrangement of the three-dimensional capacitor 300 in a three-dimensional structure 200 comprising a pillar 400 saves space by using a part of substrate 100 conventionally used while allowing a pooling of the steps in particular the deposition of the first layer without implying a functional link between the capacitor 300 and the pillar 400.
Selon un mode de réalisation préféré, la largeur 401 du pilier 400 est au moins 20 fois supérieure à la largeur 303 d’une cavité, préférentiellement 50 fois supérieure à la largeur 303 d’une cavité. According to a preferred embodiment, the width 401 of the pillar 400 is at least 20 times greater than the width 303 of a cavity, preferably 50 times greater than the width 303 of a cavity.
Selon un premier mode de réalisation, la cavité du condensateur 300 est une tranchée 301. On entend par tranchée 301 , une cavité dans le substrat 100 présentant une longueur de dimension supérieure à sa largeur 303. La longueur étant comprise comme la direction transversale à l’épaisseur et à la largeur. Préférentiellement, le rapport entre la longueur et la largeur est supérieur ou égal à 2, préférentiellement supérieure ou égale à 20. A titre d’exemple, la tranchée 301 présente une profondeur, c’est-à-dire une dimension s’étendant suivant une direction parallèle à l’épaisseur 103 de l’ordre de 20pm. According to a first embodiment, the cavity of the capacitor 300 is a trench 301. By trench 301 is meant a cavity in the substrate 100 having a length of dimension greater than its width 303. The length being understood as the direction transverse to the thickness and width. Preferably, the ratio between the length and the width is greater than or equal to 2, preferably greater than or equal to 20. By way of example, the trench 301 has a depth, that is to say a dimension extending along a direction parallel to the thickness 103 of the order of 20 pm.
Selon ce premier mode de réalisation, la tranchée 301 est rectiligne ou courbée. La tranchée 301 rectiligne peut être une droite s’étendant suivant une seule direction ou bien s’étendant suivant plusieurs directions et formant ainsi une ligne brisée. La tranchée 301 courbe peut-être une courbe continue suivant une seule direction ou bien s’étendant suivant plusieurs directions et formant ainsi une ligne courbée. According to this first embodiment, the trench 301 is straight or curved. The rectilinear trench 301 can be a straight line extending in a single direction or extending in several directions and thus forming a broken line. The trench 301 curves perhaps a continuous curve in a single direction or extending in several directions and thus forming a curved line.
Selon une possibilité préférée de ce premier mode de réalisation, le condensateurAccording to a preferred possibility of this first embodiment, the capacitor
300 peut comprendre une tranchée 301 définissant à elle seule le contour 201 de la portion inscrite 202. La tranchée 301 est ainsi refermée sur elle-même, les extrémités de la tranchée 302 se rejoignent. Selon la forme de la tranchée 301 , la portion inscrite 202 peut- être de forme variable et quelconque. Préférentiellement, la tranchée 301 est par exemple circulaire ou encore polygonale ou parallélépipédique. 300 may include a trench 301 defining by itself the contour 201 of the inscribed portion 202. The trench 301 is thus closed on itself, the ends of the trench 302 meet. Depending on the shape of the trench 301, the inscribed portion 202 may be of variable and arbitrary shape. Preferably, the trench 301 is for example circular or even polygonal or parallelepiped.
Dans cette possibilité, le pilier 400 est au centre de la portion inscrite 202 et la tranchée 301 forme le contour 200 de la portion inscrite 202. In this possibility, the pillar 400 is at the center of the inscribed portion 202 and the trench 301 forms the contour 200 of the inscribed portion 202.
Le condensateur 300 peut comprendre plusieurs cavités et en particulier plusieurs tranchées 301. Selon la possibilité préférée, le condensateur 300 comprend plusieurs tranchées 301 refermées sur elle-même et concentriques. Préférentiellement, les tranchéesThe capacitor 300 may comprise several cavities and in particular several trenches 301. According to the preferred possibility, the capacitor 300 comprises several trenches 301 closed on itself and concentric. Preferably, the trenches
301 sont circulaires comme illustré aux figures 1 et 3. Les tranchées 301 comprennent avantageusement un même empilement capacitif 500 de sorte à augmenter la surface de la capacité du condensateur 300. 301 are circular as illustrated in Figures 1 and 3. The trenches 301 advantageously comprise the same capacitive stack 500 so as to increase the surface area of the capacitor 300.
Selon un deuxième mode de réalisation, la cavité du condensateur 300 est une colonne 302. On entend par colonne une cavité dans le substrat 100 présentant une longueur de dimension sensiblement équivalente à sa largeur. Préférentiellement, le rapport entre la longueur et la largeur est de l’ordre de 1. A titre d’exemple, la longueur et la largeur sont de 10pm et la profondeur est de l’ordre de 20pm. According to a second embodiment, the cavity of the capacitor 300 is a column 302. By column is meant a cavity in the substrate 100 having a length of dimension substantially equivalent to its width. Preferably, the ratio between length and width is of the order of 1. For example, the length and width are 10pm and the depth is of the order of 20pm.
Chaque colonne 302 présente une section transversale à l’épaisseur circulaire, ovoïde, parallélépipédique, polygonale. Toutes les colonnes 302 peuvent ou non avoir une même forme de section transversale. Each column 302 has a cross section with circular, ovoid, parallelepiped, polygonal thickness. All columns 302 may or may not have the same cross-section shape.
Avantageusement, dans ce deuxième mode de réalisation, le condensateur 300 comprend au moins trois colonnes 302. Les colonnes 302 sont ainsi avantageusement agencées de sorte à définir un contour 201 d’une portion inscrite 202. Advantageously, in this second embodiment, the capacitor 300 comprises at least three columns 302. The columns 302 are thus advantageously arranged so as to define a contour 201 of an inscribed portion 202.
Avantageusement, le contour 201 de la portion inscrite 202 est formalisé par l’ensemble des lignes 203 reliant des colonnes 302 successives l’une à l’autre. Préférentiellement, le contour 201 est formé par l’ensemble des lignes 203 reliant les colonnes 302 les plus proches du pilier 400. Advantageously, the contour 201 of the inscribed portion 202 is formalized by all of the lines 203 connecting successive columns 302 to each other. Preferably, the contour 201 is formed by all the lines 203 connecting the columns 302 closest to the pillar 400.
Les colonnes 302 sont avantageusement agencées autour du pilier 400 de sorte à former un contour 201 avantageusement circulaire tel qu’illustré à la figure 4. The columns 302 are advantageously arranged around the pillar 400 so as to form an advantageously circular contour 201 as illustrated in Figure 4.
À titre d’exemple préféré, la distance transversale 104 à l’épaisseur 103 séparant le centre du pilier 400 du centre d’une cavité est inférieure ou égale à 100pm. As a preferred example, the transverse distance 104 at the thickness 103 separating the center of the pillar 400 from the center of a cavity is less than or equal to 100 pm.
À titre d’exemple préféré, la distance transversale 104 à l’épaisseur 103 séparant le centre du pilier 400 du centre d’une cavité est supérieure ou égale à 5pm. As a preferred example, the transverse distance 104 at the thickness 103 separating the center of the pillar 400 from the center of a cavity is greater than or equal to 5 pm.
Selon un troisième mode de réalisation, le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation sont combinés. Le condensateur 300 comprend au moins une tranchée 301 et au moins une colonne 302. According to a third embodiment, the first embodiment and the second embodiment are combined. The condenser 300 comprises at least one trench 301 and at least one column 302.
Quel que soit le mode de réalisation décrit ci-dessus, le condensateur 300 comprend un empilement capacitif 500 comprenant une première couche d’électrode 501 avantageusement formée au moins par la première partie d’une première couche 501 , une couche intermédiaire 502 et une deuxième couche d’électrode 503. Whatever the embodiment described above, the capacitor 300 comprises a capacitive stack 500 comprising a first electrode layer 501 advantageously formed at least by the first part of a first layer 501, an intermediate layer 502 and a second electrode layer 503.
Préférentiellement, la première couche d’électrode 501 recouvre les parois latérales d’au moins une cavité préférentiellement de l’ensemble des cavités de la structure tridimensionnelle 200 et de la face supérieure 101 du substrat 100 exposée entre les cavités. À titre d’exemple préféré, la première couche d’électrode 501 est choisie parmi des matériaux TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru. Preferably, the first electrode layer 501 covers the side walls of at least one cavity, preferably of all the cavities of the three-dimensional structure 200 and of the upper face 101 of the substrate 100 exposed between the cavities. As a preferred example, the first electrode layer 501 is chosen from materials TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru.
Préférentiellement, la couche intermédiaire 502 est un matériau ionique diélectrique et recouvre la première couche d’électrode 501. La couche intermédiaire 502 peut-être un électrolyte à l’état solide. À titre d’exemple préféré, le diélectrique est un conducteur ionique. A titre d’exemple le conducteur ionique présente une conductivité ionique élevée à température ambiante (préférentiellement entre 20°C et 25°C, préférentiellement à 25°C), au moins 1 pS.cm-1 , et avantageusement qui présente également une faible énergie d’activation associée, généralement inférieur à 0.6eV. La couche intermédiaire 502 peut comprendre AI2O3, HfO2, ZrO2, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SrTiOx, BaTiOx, Ga2O3, Y2O3, un oxyde de terre rare, un électrolyte à l'état solide, un électrolyte en verre, un électrolyte céramique, LiPON, une antiperovskite ionique, LiSCIO, une Li(3-2x)DxCIO dopée où D est un dopant cationique divalent, du silicate d'hafnium, du silicate de zirconium, du dioxyde d'hafnium, du zirconate d'hafnium, du dioxyde de zirconium, de l'oxyde d'aluminium, de l'oxyde de titane, du nitrure de silicium, du nitrure de silicium dopé au carbone, du carbure de silicium et du silicate d'hafnium de nitrure, un matériau diélectrique à k élevé, ou un alliage de ceux-ci. Preferably, the intermediate layer 502 is a dielectric ionic material and covers the first electrode layer 501. The intermediate layer 502 may be an electrolyte in the solid state. As a preferred example, the dielectric is an ionic conductor. For example, the ionic conductor has high ionic conductivity at room temperature (preferably between 20°C and 25°C, preferably at 25°C), at least 1 pS.cm-1, and advantageously which also has a low associated activation energy, generally less than 0.6eV. The intermediate layer 502 may include AI2O3, HfO2, ZrO2, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SrTiOx, BaTiOx, Ga2O3, Y2O3, rare earth oxide, solid state electrolyte, glass electrolyte, ceramic electrolyte, LiPON , an ionic antiperovskite, LiSCIO, a doped Li(3-2x)DxCIO where D is a divalent cationic dopant, hafnium silicate, zirconium silicate, hafnium dioxide, hafnium zirconate, zirconium, aluminum oxide, titanium oxide, silicon nitride, carbon-doped silicon nitride, silicon carbide and hafnium silicate nitride, a high k dielectric material, or an alloy thereof.
La couche intermédiaire 502 en matériau ionique diélectrique permet d’obtenir un condensateur qui possède une densité de puissance et une densité de charge beaucoup plus importantes qu’avec un diélectrique non conducteur ionique connu dans l’état de la technique. The intermediate layer 502 of ionic dielectric material makes it possible to obtain a capacitor which has a much greater power density and a charge density than with an ionic non-conductive dielectric known in the state of the art.
Préférentiellement, la deuxième couche d’électrode 503 recouvre la couche intermédiaire 502. À titre d’exemple préféré, la deuxième couche d’électrode 503 est TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru. Preferably, the second electrode layer 503 covers the intermediate layer 502. As a preferred example, the second electrode layer 503 is TiN, TaN, W, Ni, Pt, Ru.
La première couche d’électrode 501 , la deuxième couche d’électrode 503, et la deuxième partie 404 peuvent comprendre W, Mo, Ti, Ta, Al, TaN, TiN, TiC, WN, MoN, MoC, Co, Ni, Cu, Ru, Pd, Pt, Ir, IrOx, du graphène, MnO2, Li, RuOx, ITO, SrRuOx, un oxyde métallique, du carbone graphitique, un métal alcalin, un métal à basse fonction de travail, un oxyde de métal de transition, un oxyde de Co, LiCoO2, NaCoO2, un dichalcogénure de métal de transition, un oxyde de spinelle, LiMn2O4, LiNiMnO4, un polymère conducteur ou un métal conducteur. The first electrode layer 501, the second electrode layer 503, and the second part 404 may comprise W, Mo, Ti, Ta, Al, TaN, TiN, TiC, WN, MoN, MoC, Co, Ni, Cu , Ru, Pd, Pt, Ir, IrOx, graphene, MnO2, Li, RuOx, ITO, SrRuOx, a metal oxide, graphitic carbon, an alkali metal, a low work function metal, a transition metal oxide , a Co oxide, LiCoO2, NaCoO2, a transition metal dichalcogenide, a spinel oxide, LiMn2O4, LiNiMnO4, a conductive polymer or a conductive metal.
Avantageusement, la première couche d’électrode 501 est débordante à ses extrémités sur la face supérieure 101 relativement à la couche intermédiaire 502 et à la deuxième couche d’électrode 503 de sorte à permettre la connexion de la première couche d’électrode 501 et de la deuxième couche d’électrode 503 séparément. Advantageously, the first electrode layer 501 projects at its ends onto the upper face 101 relative to the intermediate layer 502 and the second electrode layer 503 so as to allow the connection of the first electrode layer 501 and the second electrode layer 503 separately.
Selon une possibilité, l’une ou l’autre ou les deux parmi la première couche d'électrode 501 et la deuxième couche d’électrode 503 est une électrode d’intercalation des ions. Dans le cas où la première couche d’électrode 501 et la deuxième couche d’électrode 503 sont toutes les deux des électrodes d’intercalation le dispositif semi-conducteur comprend une micro-batterie. According to one possibility, one or the other or both of the first electrode layer 501 and the second electrode layer 503 is an ion intercalation electrode. In the case where the first electrode layer 501 and the second electrode layer 503 are both intercalation electrodes, the semiconductor device comprises a micro-battery.
Avantageusement, le pilier 400 comprend la deuxième partie 404 de la première couche conforme recouvrant les parois latérales 403. Selon une possibilité, le pilier 400 comprend un matériau métallique 405 remplissant l’ensemble du volume restant et assurant une mise à niveau avec la face supérieure 101 du substrat 100. La présence de la deuxième partie 404 de la première couche conforme dans le pilier 400 peut avoir un intérêt en tant que barrière d’interdiffusion entre le substrat 100 et le matériau métallique 405, ou également une barrière de diffusion des ions depuis le matériau métallique 405 vers le substrat 100. La deuxième partie 404 de la première couche conforme fait office de barrière à la diffusion entre substrat 100 et le matériau métallique 405, ou également à une barrière chimique supplémentaire pour améliorer l’encapsulation des composants. Préférentiellement, le matériau métallique 405 est différent de la couche intermédiaire 502 de l’empilement capacitif. Préférentiellement, le matériau métallique 405 est différent la première couche d’électrode 501 et préférentiellement de la deuxième couche d’électrode 503. Le matériau métallique 405 est choisi en fonction de l’objectif du pilier 400 étant préférentiellement différente de la conduction électronique et étant par exemple la dissipation thermique, l’encapsulation, le packaging etc... Advantageously, the pillar 400 comprises the second part 404 of the first conformal layer covering the side walls 403. According to one possibility, the pillar 400 comprises a metallic material 405 filling the entire remaining volume and ensuring leveling with the upper face 101 of the substrate 100. The presence of the second part 404 of the first conformal layer in the pillar 400 may be of interest as interdiffusion barrier between the substrate 100 and the metallic material 405, or also a diffusion barrier of ions from the metallic material 405 towards the substrate 100. The second part 404 of the first conformal layer acts as a barrier to diffusion between substrate 100 and the metallic material 405, or also to an additional chemical barrier to improve the encapsulation of the components. Preferably, the metallic material 405 is different from the intermediate layer 502 of the capacitive stack. Preferably, the metallic material 405 is different from the first electrode layer 501 and preferably from the second electrode layer 503. The metallic material 405 is chosen depending on the objective of the pillar 400 being preferentially different from electronic conduction and being for example heat dissipation, encapsulation, packaging etc...
Préférentiellement, le pilier 400 ne comprend pas un empilement capacitif 500.Preferably, the pillar 400 does not include a capacitive stack 500.
Selon une possibilité, le pilier 400 comprend une partie de la deuxième couche d’électrode 503. Une partie de la deuxième couche d’électrode 503 est agencée sur le matériau métallique 405 de sorte à au moins partiellement recouvrir le matériau métallique 405. Cette partie de la deuxième couche d’électrode 503 permet de faciliter/optimiser le contact électrique, thermique ou mécanique entre le matériau métallique 405 et les niveaux suivants. A titre d’exemple, cette partie de la deuxième couche d’électrode 503 est identique à la deuxième couche d’électrode 503 décrit en ci-dessus en référence à l’empilement capacitif. According to one possibility, the pillar 400 comprises a part of the second electrode layer 503. A part of the second electrode layer 503 is arranged on the metallic material 405 so as to at least partially cover the metallic material 405. This part of the second electrode layer 503 makes it possible to facilitate/optimize the electrical, thermal or mechanical contact between the metallic material 405 and the following levels. For example, this part of the second electrode layer 503 is identical to the second electrode layer 503 described above with reference to the capacitive stack.
On entend par « inscrit » que le condensateur 300 présente une forme tridimensionnelle qui s’étend à la face supérieure 101 du substrat en délimitant pour cette face supérieure 101 deux parties de surfaces : une partie intérieure au condensateur 300 qui est celle inscrite, et une partie extérieure. La forme du condensateur 300 lui procure un bord intérieur (c’est le cas pour une tranchée 301 circulaire), ou une bordure de placements des cavités (c’est le cas si le condensateur 300 est formé avec plusieurs cavités par exemple de type colonne 302 qui entoure une partie intérieure selon un profil, régulier ou non, de délimitation de cette surface). En joignant les bords de ces cavités espacées autour de la surface inscrite, on révèle la forme de cette bordure. Les cavités sont alors telles des poteaux délimitant une surface du sol, des barrières joignant les poteaux révélant la forme de cette surface qui est la surface inscrite. Le contour de cette surface, formé par le condensateur, peut donc être continu (comme dans le cas d’une tranchée au contour fermé, par exemple circulaire) ou discret comme dans le cas de cavités en forme de via. By “inscribed” is meant that the capacitor 300 has a three-dimensional shape which extends to the upper face 101 of the substrate by delimiting for this upper face 101 two surface parts: a part interior to the capacitor 300 which is the one inscribed, and a exterior part. The shape of the capacitor 300 provides it with an interior edge (this is the case for a circular trench 301), or a border of placement of the cavities (this is the case if the capacitor 300 is formed with several cavities, for example of column type 302 which surrounds an interior part according to a profile, regular or not, delimiting this surface). By joining the edges of these cavities spaced around the inscribed surface, we reveal the shape of this border. The cavities are then like posts delimiting a surface of the ground, barriers joining the posts revealing the shape of this surface which is the inscribed surface. The contour of this surface, formed by the capacitor, can therefore be continuous (as in the case of a trench with a closed contour, for example circular) or discrete as in the case of via-shaped cavities.
Selon une possibilité, le dispositif semi-conducteur selon l’invention est réalisé en face arrière d’une technologie CMOS. According to one possibility, the semiconductor device according to the invention is produced on the rear face of CMOS technology.
Selon une possibilité, le dispositif semi-conducteur comprend une couche sous- jacente telle que par exemple un substrat comprenant un transistor et/ou une couche sur jacente. According to one possibility, the semiconductor device comprises an underlying layer such as for example a substrate comprising a transistor and/or an underlying layer.
Selon une possibilité, le dispositif semi-conducteur est réalisé en fin de ligne d’interconnexions également dénommées en anglais Back end of Line (BEOL). According to one possibility, the semiconductor device is produced at the end of the interconnection line also called Back End of Line (BEOL).
Un exemple d’intégration d’un dispositif semi-conducteur selon l’invention est illustré à la figure 8. An example of integration of a semiconductor device according to the invention is illustrated in Figure 8.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif semi-conducteur tel que décrit ci-dessus. Les différentes étapes du procédé sont illustrées aux figures 9 à 15. According to another aspect, the invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device as described above. The different stages of the process are illustrated in Figures 9 to 15.
Selon un aspect, le procédé de fabrication d’un dispositif semi-conducteur comprenant les étapes suivantes de: According to one aspect, the method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps of:
• formation d’au moins une cavité du condensateur300 dans le substrat 100 et s’étendant suivant l’épaisseur 103 du substrat 100 depuis la face supérieure 101 du substrat 100, • formation of at least one cavity of the capacitor 300 in the substrate 100 and extending along the thickness 103 of the substrate 100 from the upper face 101 of the substrate 100,
• formation d’un pilier 400 dans le substrat 100 et s’étendant suivant l’épaisseurl 03 du substrat 100 à partir de la face supérieure 101 dudit substrat 100, caractérisé en ce que le condensateur 300 est configuré pour délimiter sur la face supérieure 101 du substrat 10) un contour 201 d’une portion inscrite (202), le pilier 400 étant agencé dans la portion inscrite 202 du substrat 100. • formation of a pillar 400 in the substrate 100 and extending along the thickness 03 of the substrate 100 from the upper face 101 of said substrate 100, characterized in that the capacitor 300 is configured to delimit on the upper face 101 of the substrate 10) a contour 201 of an inscribed portion (202), the pillar 400 being arranged in the inscribed portion 202 of the substrate 100.
A titre d’exemple, le procédé comprend les étapes suivantes de : By way of example, the process comprises the following steps of:
- dépôt conforme d’une première couche à la surface de la structure tridimensionnelle 200 de sorte qu’une première partie de la première couche forme une première couche 501 de l’empilement capacitif 500 du condensateur 300 et qu’une deuxième partie 404 de la première couche soit formée dans le pilier 400 et, - conformal deposition of a first layer on the surface of the three-dimensional structure 200 so that a first part of the first layer forms a first layer 501 of the capacitive stack 500 of the capacitor 300 and that a second part 404 of the first layer is formed in the pillar 400 and,
- le retrait d’une partie de la première couche 500 sur la face supérieure 101 du substrat 100 entre le pilier 400 et l’empilement capacitif 500 de sorte que le pilier 400 et l’empilement capacitif 500 ne soient pas connectés électriquement.- the removal of part of the first layer 500 on the upper face 101 of the substrate 100 between the pillar 400 and the capacitive stack 500 so that the pillar 400 and the capacitive stack 500 are not electrically connected.
Le procédé de fabrication débute comme illustré à la figure 9 par la présence en substrat 100. The manufacturing process begins as illustrated in Figure 9 with the presence of substrate 100.
Le procédé de fabrication comprend avantageusement une étape a) comprenant la réalisation d’au moins une cavité et d’au moins un pilier 400 dans un substrat 100. Cette première étape de réalisation est réalisée par une étape de gravure de type plasma, plus communément appelée gravure réactive ionique profonde ou DRIE et connue par l’homme du métier. Avantageusement, la disposition de l’au moins une cavité et du pilier 400 est définie de sorte que la cavité définisse un contour d’une portion inscrite avec le pilier agencé dans la portion inscrite. Le dispositif semi-conducteur obtenu à l’issue de l’étape a) est illustré à la figure 10. The manufacturing process advantageously comprises a step a) comprising the production of at least one cavity and at least one pillar 400 in a substrate 100. This first production step is carried out by a plasma type etching step, more commonly called deep ion reactive etching or DRIE and known by professional. Advantageously, the arrangement of the at least one cavity and of the pillar 400 is defined so that the cavity defines a contour of an inscribed portion with the pillar arranged in the inscribed portion. The semiconductor device obtained at the end of step a) is illustrated in Figure 10.
Suite à l’étape a), le procédé comprend une étape b) comprenant le dépôt conforme d’une première couche sur la structure tridimensionnelle 200, c’est-à-dire dans la cavité et dans le pilier ainsi que sur la face supérieure 101 du substrat 100. Le dépôt conforme est réalisé par les méthodes classiques connues de l’homme du métier telles que : dépôt en phase chimique vapeur (CVD), ou atomique (ALD). Le dispositif semi-conducteur obtenu à l’issue de l’étape b) est illustré à la figure 11. Following step a), the method comprises a step b) comprising the conformal deposition of a first layer on the three-dimensional structure 200, that is to say in the cavity and in the pillar as well as on the upper face 101 of the substrate 100. The conformal deposition is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: chemical vapor deposition (CVD), or atomic deposition (ALD). The semiconductor device obtained at the end of step b) is illustrated in Figure 11.
Préférentiellement, le procédé comprend ensuite une étape c) de remplissage du pilier 400. Le remplissage est réalisé par les méthodes classiques connues de l’homme du métier telles que : dépôt électrochimique ou dépôt électroless. Le dispositif semi- conducteur obtenu à l’issue de l’étape c) est illustré à la figure 12. Preferably, the process then comprises a step c) of filling the pillar 400. The filling is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: electrochemical deposition or electroless deposition. The semiconductor device obtained at the end of step c) is illustrated in Figure 12.
Préférentiellement, le procédé comprend une étape d) de retrait 504 avantageusement partiel de la première couche de sorte à déconnectr électriquement une première partie de la première couche 501 et une deuxième partie 404 de la première couche. Préférentiellement, le retrait de la première couche est réalisé au niveau de la face supérieure 101 du substrat 100, préférentiellement entre la cavité et le pilier 400. Le retrait est réalisé par les méthodes classiques connues de l’homme du métier telles que : gravure chimique ou gravure plasma, toutes les deux couplées à de la photolithographie pour la définition des motifs. Le dispositif semi-conducteur obtenu à l’issue de l’étape d) est illustré à la figure 13. Preferably, the method comprises a step d) of advantageously partial removal 504 of the first layer so as to electrically disconnect a first part of the first layer 501 and a second part 404 of the first layer. Preferably, the removal of the first layer is carried out at the upper face 101 of the substrate 100, preferably between the cavity and the pillar 400. The removal is carried out by conventional methods known to those skilled in the art such as: chemical etching or plasma engraving, both coupled with photolithography for the definition of patterns. The semiconductor device obtained at the end of step d) is illustrated in Figure 13.
Cette étape d) peut être réalisée avant ou après l’étape c). This step d) can be carried out before or after step c).
Préférentiellement, le procédé comprend ensuite les étapes successives pour réaliser la suite de l’empilement capacitif 500. Le procédé comprend le dépôt conforme de la couche intermédiaire 502 puis le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode 503. La réalisation de l’empilement capacitif 500 est réalisée par les méthodes classiques connues de l’homme du métier telles que : dépôt atomique ou ALD . Preferably, the method then comprises the successive steps to carry out the rest of the capacitive stack 500. The method comprises the conformal deposition of the intermediate layer 502 then the conformal deposition of the second electrode layer 503. The production of the stack capacitive 500 is produced by conventional methods known to those skilled in the art such as: atomic deposition or ALD.
Selon une possibilité, le dépôt conforme de la couche intermédiaire 502 est réalisé uniquement tel qu’illustré à la figure 14 ou le dépôt conforme de la couche intermédiaire 502 est réalisé sur l’ensemble de la structure tridimensionnelle 200 et le procédé comprend une étape de retrait de la couche intermédiaire 502 en dehors du condensateur 300.According to one possibility, the conformal deposition of the intermediate layer 502 is carried out only as illustrated in Figure 14 or the conformal deposition of the intermediate layer 502 is carried out on the entire three-dimensional structure 200 and the method comprises a step of removing the intermediate layer 502 outside the capacitor 300.
De la même manière, le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode 503 est réalisé uniquement tel qu’illustré à la figure 15 ou bien le dépôt conforme de la deuxième couche d’électrode 503 est réalisé sur l’ensemble de la structure tridimensionnelle 200 et le procédé comprend une étape de retrait de la deuxième couche d’électrode 503 en dehors du condensateur 300 et avantageusement du pilier 400 formant une première partie de deuxième couche 503 participant à l’empilement capacitif et une deuxième partie de deuxième couche 503 sur le pilier 400. La première partie et la deuxième partie sont déconnectées électriquement l’une de l’autre. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par l’invention. In the same way, the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out only as illustrated in Figure 15 or else the conformal deposition of the second electrode layer 503 is carried out on the entire three-dimensional structure 200 and the method comprises a step of removing the second electrode layer 503 outside the capacitor 300 and advantageously from the pillar 400 forming a first part of second layer 503 participating in the capacitive stack and a second part of second layer 503 on the pillar 400. The first part and the second part are electrically disconnected from each other. The invention is not limited to the embodiments previously described and extends to all the embodiments covered by the invention.
LISTE DES REFERENCES nel mière couche de el LIST OF REFERENCES first layer of el
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