本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種電容器結(jié)構(gòu)，還涉及一種隔離變壓器，以及一種半導體器件。

背景技術(shù)：

1、在半導體集成工藝中，一種示例性的隔離變壓器在其上下線圈之間采用二氧化硅作為隔離介質(zhì)。通過增加二氧化硅的厚度，可以提升上下線圈的耐壓。但由于上線圈在金屬刻蝕時，在被刻蝕的材質(zhì)表面會造成較多的缺陷(defect)，導致上線圈位置處的高電場的區(qū)域容易優(yōu)先發(fā)生介質(zhì)擊穿，從而影響整個變壓器的耐壓。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種具有較高的耐壓的隔離變壓器。

2、一種隔離變壓器，包括：下線圈第一介質(zhì)層，覆蓋所述下線圈，所述第一介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；主介質(zhì)層，位于所述第一介質(zhì)層上；第二介質(zhì)層，位于所述主介質(zhì)層上，所述第二介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；上線圈，位于第二介質(zhì)層上；第三介質(zhì)層，覆蓋所述上線圈，所述第三介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。

3、上述隔離變壓器，采用高介電常數(shù)的介質(zhì)(第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層)包覆上線圈，優(yōu)化器件的電場(使電場強度降低)，從而達到提升器件耐壓的目的。第一介質(zhì)層覆蓋下線圈，同樣能夠降低下線圈處的電場強度，從而提升器件耐壓。

4、在其中一個實施例中，所述隔離變壓器還包括第四介質(zhì)層，所述下線圈位于所述第四介質(zhì)層上，所述第四介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。

5、在其中一個實施例中，所述隔離變壓器還包括緩沖層，所述緩沖層的材質(zhì)包括硅氧化物；所述緩沖層包括：位于所述上線圈和所述第三介質(zhì)層之間的第一緩沖層，和/或位于所述下線圈和所述第一介質(zhì)層之間的第二緩沖層。

6、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的厚度大于300納米。

7、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的厚度大于300納米。

8、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的厚度大于200納米。

9、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的厚度大于200納米。

10、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

11、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

12、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

13、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

14、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

15、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

16、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

17、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

18、在其中一個實施例中，所述主介質(zhì)層包括硅氧化物層。

19、在其中一個實施例中，所述隔離變壓器還包括鈍化層，所述鈍化層覆蓋至少部分所述上線圈。

20、在其中一個實施例中，所述上線圈和下線圈為金屬線圈或合金線圈。

21、在其中一個實施例中，所述上線圈和下線圈的材料均包括銅和鋁。

22、還有必要提供一種半導體器件。

23、一種半導體器件，包括變壓器區(qū)和低壓區(qū)域，所述低壓區(qū)域包括低壓器件，所述變壓器區(qū)包括前述任一實施例所述的隔離變壓器。

24、上述半導體器件，采用高介電常數(shù)的介質(zhì)(第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層)包覆上線圈，優(yōu)化器件的電場(使電場強度降低)，從而達到提升器件耐壓的目的。第一介質(zhì)層覆蓋下線圈，同樣能夠降低下線圈處的電場強度，從而提升器件耐壓。

25、還有必要提供一種具有較高的耐壓的電容器結(jié)構(gòu)。

26、一種電容器結(jié)構(gòu)，包括：下極板；第一介質(zhì)層，覆蓋所述下極板，所述第一介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；主介質(zhì)層，位于所述第一介質(zhì)層上；第二介質(zhì)層，位于所述主介質(zhì)層上，所述第二介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；上極板，位于第二介質(zhì)層上；第三介質(zhì)層，覆蓋所述上極板，所述第三介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。

27、上述電容器結(jié)構(gòu)，采用高介電常數(shù)的介質(zhì)(第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層)包覆上極板，優(yōu)化器件的電場(使電場強度降低)，從而達到提升器件耐壓的目的。第一介質(zhì)層覆蓋下極板，同樣能夠降低下極板處的電場強度，從而提升器件耐壓。

28、在其中一個實施例中，所述電容器結(jié)構(gòu)還包括第四介質(zhì)層，所述下極板位于所述第四介質(zhì)層上，所述第四介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。

29、在其中一個實施例中，所述電容器結(jié)構(gòu)還包括緩沖層，所述緩沖層的材質(zhì)包括硅氧化物；所述緩沖層包括：位于所述上極板和所述第三介質(zhì)層之間的第一緩沖層，和/或位于所述下極板和所述第一介質(zhì)層之間的第二緩沖層。

30、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的厚度大于300納米。

31、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的厚度大于300納米。

32、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的厚度大于200納米。

33、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的厚度大于200納米。

34、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

35、在其中一個實施例中，所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

36、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

37、在其中一個實施例中，所述第二介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

38、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

39、在其中一個實施例中，所述第三介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

40、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的材質(zhì)包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

41、在其中一個實施例中，所述第四介質(zhì)層的材質(zhì)包括氮化硅或氮氧化硅。

42、在其中一個實施例中，所述主介質(zhì)層包括硅氧化物層。

43、在其中一個實施例中，所述電容器結(jié)構(gòu)還包括鈍化層，所述鈍化層覆蓋至少部分所述上極板。

44、在其中一個實施例中，所述上極板和下極板為金屬極板或合金極板。

45、在其中一個實施例中，所述上極板和下極板的材料均包括銅和鋁。

46、還有必要提供一種半導體器件。

47、一種半導體器件，包括電容器區(qū)和低壓區(qū)域，所述低壓區(qū)域包括低壓器件，所述電容器區(qū)包括前述任一實施例所述的電容器結(jié)構(gòu)。

48、上述半導體器件，采用高介電常數(shù)的介質(zhì)(第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層)包覆上極板，優(yōu)化器件的電場(使電場強度降低)，從而達到提升器件耐壓的目的。第一介質(zhì)層覆蓋下極板，同樣能夠降低下極板處的電場強度，從而提升器件耐壓。

技術(shù)特征：

1.一種隔離變壓器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離變壓器，其特征在于，還包括第四介質(zhì)層，所述下線圈位于所述第四介質(zhì)層上，所述第四介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離變壓器，其特征在于，還包括緩沖層，所述緩沖層的材質(zhì)包括硅氧化物；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離變壓器，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的厚度大于300納米，和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離變壓器，其特征在于，所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層及第三介質(zhì)層的材質(zhì)均包括硅的氮化物或硅的氮氧化物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔離變壓器，其特征在于，所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層及第三介質(zhì)層的材質(zhì)均包括氮化硅或氮氧化硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離變壓器，其特征在于，所述主介質(zhì)層包括硅氧化物層。

8.一種半導體器件，包括變壓器區(qū)和低壓區(qū)域，所述低壓區(qū)域包括低壓器件，其特征在于，所述變壓器區(qū)包括如權(quán)利要求1-7中任一項所述的隔離變壓器。

9.一種電容器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

10.一種半導體器件，包括電容器區(qū)和低壓區(qū)域，所述低壓區(qū)域包括低壓器件，其特征在于，所述電容器區(qū)包括如權(quán)利要求9所述的電容器結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電容器結(jié)構(gòu)、隔離變壓器及半導體器件。所述隔離變壓器包括：下線圈第一介質(zhì)層，覆蓋所述下線圈，所述第一介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；主介質(zhì)層，位于所述第一介質(zhì)層上；第二介質(zhì)層，位于所述主介質(zhì)層上，所述第二介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)；上線圈，位于第二介質(zhì)層上；第三介質(zhì)層，覆蓋所述上線圈，所述第三介質(zhì)層的介電常數(shù)大于二氧化硅的介電常數(shù)。本發(fā)明采用高介電常數(shù)的介質(zhì)包覆上線圈，優(yōu)化器件的電場(使電場強度降低)，從而達到提升器件耐壓的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：何乃龍,張森,趙景川,安喆
受保護的技術(shù)使用者：無錫華潤上華科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19