CN102800646A

CN102800646A - 电容器结构

Info

Publication number: CN102800646A
Application number: CN2012102956345A
Authority: CN
Inventors: 刘珂; 杜占坤; 马骁; 邵莉
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2012-11-28

Abstract

一种电容器结构，包括：位于第一金属层中的第一插指阵列和第二插指阵列，第一插指阵列中的插指和第二插指阵列中的插指交错排列，并且第一插指阵列中的插指电连接在一起，第二插指阵列中的插指电连接在一起；位于与第一金属层相邻的第二金属层中的第三插指阵列和第四插指阵列，其中第三插指阵列中的插指和第四插指阵列中的插指交错排列，并且第三插指阵列中的插指电连接在一起，第四插指阵列中的插指电连接在一起；其中在俯视图中，第三插指阵列中的插指与第二插指阵列中的插指重叠，第四插指阵列中的插指与第一插指阵列中的插指重叠，并且第一插指阵列中的插指与第三插指阵列中的插指电连接，第二插指阵列中的插指与第四插指阵列中的插指电连接。

Description

电容器结构

技术领域

本发明涉及集成电路设计，尤其涉及一种具有高电容密度的电容器结构。

背景技术

在集成电路设计时，但由于布线之间总是有互容，互感，就好像是寄生在布线之间的一样，所以叫寄生电容。寄生电容与版图面积、布局结构、连线长度和线宽相关，在这些基本不变的情况下，寄生电容的大小不变。为此，希望减小寄生参数的影响，就需要在版图几何形状基本不变的情况下增大单位电容的绝对值，这样，寄生参数所占权重将减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高电容密度的电容器结构。

在一个方面，本发明提供一种电容器结构，包括：

位于第一金属层中的第一插指阵列和第二插指阵列，其中第一插指阵列中的插指和第二插指阵列中的插指交错排列，并且第一插指阵列中的插指电连接在一起，第二插指阵列中的插指电连接在一起；

位于与第一金属层相邻的第二金属层中的第三插指阵列和第四插指阵列，其中第三插指阵列中的插指和第四插指阵列中的插指交错排列，并且第三插指阵列中的插指电连接在一起，第四插指阵列中的插指电连接在一起；

其中在俯视图中，第三插指阵列中的插指与第二插指阵列中的插指重叠，第四插指阵列中的插指与第一插指阵列中的插指重叠，并且第一插指阵列中的插指与第三插指阵列中的插指电连接，第二插指阵列中的插指与第四插指阵列中的插指电连接。

本发明在另一方面提供一种电容器，包括至少两个上述的电容器结构，位于最上方的电容器结构上方的上屏蔽金属层，位于最下方的电容器结构下方的下屏蔽金属层，以及位于电容器结构四周的屏蔽金属层。

通过使用本发明实施例所提供的电容器结构，可以增大单位体积电容密度。这可以有效降低了寄生电容对于电容器结构所应用的电路的性能的影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a是根据本发明的一个实施例的电容器结构中一层金属的顶视图；

图1b是根据本发明的一个实施例的电容器结构中另一层金属的顶视图；

图1c是根据本发明的一个实施例的电容器结构的一个截面侧视图；

图1d是根据本发明的一个实施例的电容器结构的另一个截面侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

下图参考图1a~图1d来说明本发明。

集成电路设计时必须考率到寄生电容的影响。布线结构之间有互容，互感，会对电路的性能的产生影响。为此，希望减小寄生电容的影响，就需要在版图几何形状基本不变的情况下增大单位电容的绝对值，这样，寄生参数所占权重减小，其对逐次逼近过程的影响可以减小到系统精度可以容忍的范围之下。为此设计了如图1a~图1d所示的电容器。

图1a是根据本发明的一个实施例的电容器中一层金属的顶视图。图1b是根据本发明的一个实施例的电容器中另一层金属的顶视图。图1c是根据本发明的一个实施例的电容器的沿图1a和图1b中AA’的剖面侧视图。图1d是根据本发明的一个实施例的电容器的沿图1a和图1b中BB’的剖面侧视图。

根据本发明一个实施例的电容器结构，包括：位于第一金属层（例如SMIC0.18um CMOS 1P6M工艺中的第五层金属）中的第一插指阵列和第二插指阵列，其中第一插指阵列中的插指和第二插指阵列中的插指交错排列，并且第一插指阵列中的插指电连接在一起，第二插指阵列中的插指电连接在一起。

如图1a所示，第一插指阵列包括六个第一插指204以及将它们连接在一起的第一插指连接部206。第二插指阵列包括六个第二插指207以及将它们连接在一起的第二插指连接部205。六个第一插指204和六个第二插指207相互交错排列。本领域技术人员可以理解插指阵列中包括的插指的数量不限于六个。

图1a还示出分别用于将第一插指阵列和第二插指阵列与下层插指阵列连接的通路孔202和203。

图1b示出位于与第一金属层相邻的第二金属层（例如SMIC 0.18umCMOS 1P6M工艺中的第四层金属）中的第三插指阵列和第四插指阵列，其中第三插指阵列中的插指214和第四插指阵列中的插指217交错排列，并且第三插指阵列中的插指214电连接在一起，第四插指阵列中的插指217电连接在一起。

如图1b所示，第三插指阵列包括六个第三插指214以及将它们连接在一起的第三插指连接部216。第四插指阵列包括六个第四插指217以及将它们连接在一起的第四插指连接部215。六个第三插指214和六个第四插指217相互交错排列。本领域技术人员可以理解插指阵列中包括的插指的数量不限于六个。

本领域技术人员可以理解，在俯视图中，第三插指阵列中的插指214与第二插指阵列中的相应的插指207重叠，第四插指阵列中的插指217与第一插指阵列中的相应的插指204重叠。

第一插指阵列中的插指204与第三插指阵列中的插指214电连接，第二插指阵列中的插指207与第四插指阵列中的插指217电连接。

例如，第一插指连接部206将第一插指阵列中的六个第一插指204电连接在一起，第三插指连接部216将第三插指阵列中的六个第三插指214电连接在一起，通路孔202将第一插指连接部206和第三插指连接部216电连接在一起，从而第一插指阵列中的插指204与第三插指阵列中的插指214电连接。

例如，第二插指连接部205将第二插指阵列中的六个第二插指207电连接在一起，第四插指连接部215将第四插指阵列中的六个第四插指217电连接在一起，通路孔203将第二插指连接部205和第四插指连接部215电连接在一起，从而第二插指阵列中的插指207与第四插指阵列中的插指217电连接。

图1c和图1d示出包括两个上述的电容器结构的电容器的截面图。其中图1c对应于图1a和图1b中的AA’截面；图1d对应于图1a和图1b中的BB’截面。

本领域技术人员可以理解，位于下方的电容器结构240与上方的电容器结构230具有完全相同的构造，并且在俯视图中应当重合。下方的电容器结构240例如可以位于SMIC 0.18um CMOS 1P6M工艺中的第三层金属和第二层金属中。通路孔202和203将相邻电容器结构的相应的插指电极相连接。

在其它实施例中，可以包括更多个这样重叠的电感器结构。这样的电容器的好处是，不仅每个电容器结构内部的插指之间有电容，而且相邻电容器结构的相邻插指之间也有电容。

如图所示，整个电容器还包括位于最上方的电容器结构230上方的上屏蔽金属层220（例如SMIC 0.18um CMOS 1P6M工艺中的第六层金属，即顶层金属），位于最下方的电容器结构240下方的下屏蔽金属层221（例如SMIC 0.18um CMOS 1P6M工艺中的第一层金属），以及位于电容器结构四周的屏蔽金属层201（例如可以由连接在一起的通路孔层构成）。

上述结构在不增大电容所占空间的情况下，增大了电容中金属极板的面积，从而增大了单位电容，起到了减小寄生电容影响的作用。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，处理步骤的次序可以变化。

Claims

1.一种电容器结构，包括：

2.根据权利要求1所述的电容器结构，其中第一插指阵列中的插指与第三插指阵列中的插指通过通路孔电连接，第二插指阵列中的插指与第四插指阵列中的插指通过通路孔电连接。

3.一种用于集成电路的电容器，包括至少两个根据权利要求1的电容器结构，位于最上方的电容器结构上方的上屏蔽金属层，位于最下方的电容器结构下方的下屏蔽金属层，以及位于电容器结构四周的屏蔽金属层。