CN109755181A - 基于Dummy结构的MIM电容 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Dummy结构的MIM电容，所述MIM电容包括：第一金属板、第二金属板及位于第一金属板和第二金属板之间的绝缘介质层；电极，包括第一电极及第二电极，所述第一电极通过第一导电柱与第一金属板电性连接，第二电极通过第二导电柱与第二金属板电性连接；Dummy结构，所述Dummy结构包括设于第一金属板旁侧的第一Dummy结构及设于电极旁侧的第二Dummy结构，第一Dummy结构和第二Dummy结构用于释放MIM电容的应力。本发明通过在MIM电容周围增加Dummy结构，在进行应力测试或热轰击测试时，通过Dummy结构保护，MIM电容不再受到直接应力作用；本发明能够有效地释放应力，减小应力对MIM电容结构影响，减小了MIM电容微裂纹问题，提高了MIM电容的可靠性。

Description

基于Dummy结构的MIM电容

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种基于Dummy结构的MIM电容。

背景技术

集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其结合光刻、刻蚀、沉积、离子注入等多种工艺，在同一衬底上形成大量各种类型的复杂器件，并将其互相连接以具有完整的电子功能。其中，电容是集成电路工艺中常用的电子元器件，其可以被广泛地应用于耦合器、滤波器及振荡器等电路当中。

现有的集成电路电容中，金属-绝缘体-金属型(MIM，Metal-insulator-metal)电容逐渐成为了射频集成电路中的主流。原因在于，其通常制作在金属互连层中，既与集成电路工艺相兼容，又与衬底间距离较远，可以克服由多晶硅-介质层-多晶硅型(PIP，Poly-insulator-ploy)电容具有的寄生电容大、器件性能随频率增大而明显下降的弊端。

现有技术中公开号CN101577227A的专利申请，公开了一种常见的MIM电容器件，电容由上下金属极板构成，金属间沉积介质层。在热冲击下，不同材料之间的热膨胀系数不同导致热应力的产生，进一步导致微裂纹产生，会导致MIM电容性能下降或者失效。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于Dummy结构的MIM电容。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于Dummy结构的MIM电容，以释放MIN电容的应力，提高电容器件的可靠性。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于Dummy结构的MIM电容，所述MIM电容包括：

第一金属板、第二金属板及位于第一金属板和第二金属板之间的绝缘介质层；

电极，包括第一电极及第二电极，所述第一电极通过第一导电柱与第一金属板电性连接，第二电极通过第二导电柱与第二金属板电性连接；

Dummy结构，所述Dummy结构包括设于第一金属板旁侧的第一Dummy结构及设于电极旁侧的第二Dummy结构，第一Dummy结构和第二Dummy结构用于释放MIM电容的应力。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构设于第一金属板的至少一侧，第二Dummy结构设于电极的至少一侧。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构呈条状设于第一金属板的至少一侧，第二Dummy结构呈条状设于电极的至少一侧。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构包括若干间隔分布的第一子Dummy结构，第二Dummy结构包括若干间隔分布的第二子Dummy结构。

作为本发明的进一步改进，所述第一子Dummy结构和/或第二子Dummy结构为正方形、长方形、圆形、椭圆形、三角形、梯形中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构与第一金属板处于同一水平高度，第二Dummy结构与电极处于同一水平高度。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构与第一金属板厚度相等，第二Dummy结构与电极的厚度相等。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构与第一金属板材料相同，第二Dummy结构与电极的材料相同。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构和/或第二Dummy结构为单层金属或多层金属结构、或，单层非金属或多层非金属结构。

作为本发明的进一步改进，所述第一Dummy结构和/或第二Dummy结构为单层或多层结构。

本发明的有益效果是：

本发明通过在MIM电容周围增加Dummy结构，在进行应力测试或热轰击测试时，通过Dummy结构保护，MIM电容不再受到直接应力作用；

本发明能够有效地释放应力，减小应力对MIM电容结构影响，减小了MIM电容微裂纹问题，提高了MIM电容的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例中MIM电容的剖视结构示意图；

图2为本发明第一实施例中MIM电容的俯视结构示意图；

图3为本发明第二实施例中MIM电容的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1、图2所示，本发明第一实施例中公开了一种基于Dummy结构的MIM电容，MIM电容包括：

第一金属板10、第二金属板20及位于第一金属板和第二金属板之间的绝缘介质层30；

电极40，包括第一电极41及第二电极42，第一电极41通过第一导电柱51与第一金属板10电性连接，第二电极42通过第二导电柱52与第二金属板20电性连接；

Dummy结构，Dummy结构包括设于第一金属板旁侧的第一Dummy结构61及设于电极旁侧的第二Dummy结构62，第一Dummy结构61和第二Dummy结构62用于释放MIM电容的应力。

具体地，本实施例中的第一Dummy结构61与第一金属板10处于同一水平高度，第二Dummy结构62与第一电极41及第二电极42处于同一水平高度。且第一Dummy结构61与第一金属板10厚度相等，第二Dummy结构62与第一电极41及第二电极42的厚度相等。

另外，本实施例中的第一Dummy结构61与第一金属板10材料相同，均为单层金属层；第二Dummy结构62与第一电极41及第二电极42的材料相同，均为单层金属层。第一Dummy结构61和第二Dummy结构62的材料可以选用钽、氮化钽、钛、氮化钛或铝等。

第一Dummy结构61与第一金属板10采用同一光刻工艺形成，第二Dummy结构62与第一电极41及第二电极42采用同一光刻工艺形成，两道工艺中只需改变对应的掩膜板进行即可实现，无需增加额外的工艺步骤。

本发明中的第一Dummy结构61设于第一金属板10的至少一侧，第二Dummy结构62设于电极40的至少一侧。参图2所示，本实施例中的第一Dummy结构61设于第一金属板10的三侧，第二Dummy结构62设于电极40外相同的三侧。

具体地，第一Dummy结构61包括若干间隔分布的第一子Dummy结构，第二Dummy结构62包括若干间隔分布的第二子Dummy结构，第一子Dummy结构和第二子Dummy结构均呈正方形结构。第一子Dummy结构和第二子Dummy结构的间距符合工艺参数，对电容性能影响可以忽略，第一子Dummy结构和第二子Dummy结构的间距为1μm～5μm，优选地，本实施例中的间距以3μm为例进行说明。

当然，本实施例中第一子Dummy结构和第二子Dummy结构以正方形结构为例进行说明，在其他实施例中也可以为长方形、圆形、椭圆形、三角形、梯形或其他规则及不规则形状中的一种或多种，此处不再一一进行赘述。

参图1、图3所示，本发明第二实施例中公开了一种基于Dummy结构的MIM电容，MIM电容包括：

第一金属板10、第二金属板20及位于第一金属板和第二金属板之间的绝缘介质层30；

电极40，包括第一电极41及第二电极42，第一电极41通过第一导电柱51与第一金属板10电性连接，第二电极42通过第二导电柱52与第二金属板20电性连接；

Dummy结构，Dummy结构包括设于第一金属板旁侧的第一Dummy结构61及设于电极旁侧的第二Dummy结构62，第一Dummy结构61和第二Dummy结构62用于释放MIM电容的应力。

本实施例中的第一金属板10、第二金属板20、绝缘介质层30、电极40结构均与第一实施例相同，不同之处在于Dummy结构。具体地，本实施例中的第一Dummy结构61呈三个条状结构设于第一金属板10的三侧，第二Dummy结构62呈四个条状结构设于第一金属板10的四周。第一Dummy结构61和第二Dummy结构62的制造工艺与第一实施例类似，此处不再进行赘述。

应当理解的是，上述两个实施例中第一Dummy结构和第二Dummy结构均以单层金属层为例进行说明，在其他实施例中第一Dummy结构和第二Dummy结构也可以采用多层金属结构，也可以通过其他工艺制备得到的非金属结构。

另外，本发明中的第一Dummy结构和第二Dummy结构为单层结构形成于第一金属板及电极周围，在其他实施例中，第一Dummy结构和第二Dummy结构也可以为两层或两层以上的结构形成于第一金属板及电极周围，以进一步提高抗应力能力。

综上所述，凡是在MIM电容周围采用Dummy结构用来释放应力的技术方案均属于本发明所保护的范围。

由以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在MIM电容周围增加Dummy结构，在进行应力测试或热轰击测试时，通过Dummy结构保护，MIM电容不再受到直接应力作用；

本发明能够有效地释放应力，减小应力对MIM电容结构影响，减小了MIM电容微裂纹问题，提高了MIM电容的可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述MIM电容包括：

第一金属板、第二金属板及位于第一金属板和第二金属板之间的绝缘介质层；

电极，包括第一电极及第二电极，所述第一电极通过第一导电柱与第一金属板电性连接，第二电极通过第二导电柱与第二金属板电性连接；

Dummy结构，所述Dummy结构包括设于第一金属板旁侧的第一Dummy结构及设于电极旁侧的第二Dummy结构，第一Dummy结构和第二Dummy结构用于释放MIM电容的应力。

2.根据权利要求1所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构设于第一金属板的至少一侧，第二Dummy结构设于电极的至少一侧。

3.根据权利要求2所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构呈条状设于第一金属板的至少一侧，第二Dummy结构呈条状设于电极的至少一侧。

4.根据权利要求2所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构包括若干间隔分布的第一子Dummy结构，第二Dummy结构包括若干间隔分布的第二子Dummy结构。

5.根据权利要求4所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一子Dummy结构和/或第二子Dummy结构为正方形、长方形、圆形、椭圆形、三角形、梯形中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构与第一金属板处于同一水平高度，第二Dummy结构与电极处于同一水平高度。

7.根据权利要求6所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构与第一金属板厚度相等，第二Dummy结构与电极的厚度相等。

8.根据权利要求6所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构与第一金属板材料相同，第二Dummy结构与电极的材料相同。

9.根据权利要求8所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构和/或第二Dummy结构为单层金属或多层金属结构、或，单层非金属或多层非金属结构。

10.根据权利要求1所述的基于Dummy结构的MIM电容，其特征在于，所述第一Dummy结构和/或第二Dummy结构为单层或多层结构。