CN112582538A - 电容器结构 - Google Patents

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Abstract

一种电容器结构包含一第一金属结构、一第二金属结构以及一介电材料。第二金属结构设置于第一金属结构下。第一金属结构以及第二金属结构各包含至少三导电部件。这些导电部件为鱼骨状。介电材料设置于第一金属结构的多个间隙中、第二金属结构的多个间隙中以及第一金属结构与第二金属结构之间。

Description

电容器结构
技术领域
本公开中所述实施例内容涉及一种半导体技术,且特别涉及一种电容器结构。
背景技术
随着集成电路技术的发展,集成电路中电子元件的尺寸越来越小。要如何有效缩小这些电子元件的尺寸或提高这些电子元件的密度,是此领域中重要的议题之一。
发明内容
本公开内容的一实施方式涉及一种电容器结构。电容器结构包含一第一金属结构、一第二金属结构以及一介电材料。第二金属结构设置于第一金属结构下。第一金属结构以及第二金属结构各包含至少三个导电部件。这些导电部件为鱼骨状。介电材料设置于第一金属结构的多个间隙中、第二金属结构的多个间隙中以及第一金属结构与第二金属结构之间。
本公开内容的一实施方式涉及一种电容器结构。电容器结构包含一第一金属结构、一第二金属结构以及一介电材料。第二金属结构设置于第一金属结构下。第一金属结构以及第二金属结构各包含多个导电部件。第一金属结构与第二金属结构之间形成一空间。此空间不具有一连接通孔。介电材料设置于第一金属结构与第二金属结构之间。
综上所述,本公开的电容器结构具有较高的电容值。另外,通过本公开的电容器结构,可提高单位体积中的电容器密度。
附图说明
为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,附图说明如下:
图1是依照本公开一些实施例所示出的一电容器结构的示意图;
图2是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图3是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图4是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图5是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图6是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图7是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图8是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图9是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构的示意图;
图10是依照本公开一些实施例所示出的一电容器结构与其它电子元件的示意图;
图11是依照本公开一些实施例所示出的一电容器结构与一其它电子元件的俯视示意图;以及
图12是依照本公开一些实施例所示出的图11的分解示意图。
符号说明
100: 电容器结构
120、120A、120B、120C、120D、
120E、120F、120G、120H: 金属结构
140、140A、140B、140C、140D、
140E、140F、140G、140H: 金属结构
160: 介电材料
980: 电子元件
980A: 金属氧化物半导体场效晶体管
982: 多晶硅结构
984: 氧化定义结构
V: 连接通孔
S: 空间
CC1、CC2、CC3、CC4、CC5、CC6: 导电部件
M1、M2、M3、M4、M5、M6: 主干部
S1、S2、S3、S4、S5、S6: 支干部
VD、VD(+)、VD(-): 电源电压
VS: 地电压
X、Y: 方向
具体实施方式
下文是举实施例配合附图作详细说明,但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围,而结构运行的描述非用以限制其执行的顺序,任何由元件重新组合的结构,所产生具有均等技术效果的装置,皆为本公开所涵盖的范围。另外,附图仅以说明为目的,并未依照原尺寸作图。为使便于理解,下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。
参考图1。图1是依照本公开一些实施例所示出的电容器结构100的示意图。在一些实施例中,电容器结构100为金属氧化物半导体电容器(MOSCAP)或金属-氧化物-金属电容器(MOMCAP)。
以图1示例而言,电容器结构100包含金属结构120、金属结构140以及介电材料160。金属结构140设置于金属结构120之下。金属结构120与金属结构140之间形成空间S。介电材料160设置于金属结构120与金属结构140之间(例如:空间S中)。介电材料160例如是二氧化硅,但本公开不以此为限。各种适用于介电材料160的材料皆在本公开的范围内。
在一些实施例中,金属结构120的其中一导电部件可与金属结构140的其中一导电部件连接(例如:同电位的两个导电部件通过连接通孔(via)连接)。而连接位置位于空间S之外。换言之,金属结构120与金属结构140之间的空间S不具有连接通孔。另外,电容器结构100可在方向X或方向Y上与另一电容器结构连接。
参考图2。图2是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120A以及140A的示意图。在一些实施例中,金属结构120A以及140A用以实现图1的金属结构120以及140。
以图2示例而言,金属结构120A按序包含导电部件CC1、导电部件CC2以及导电部件CC3。金属结构140A按序包含导电部件CC4、导电部件CC5以及导电部件CC6。导电部件CC1-CC6为鱼骨状。换言之,导电部件CC1-CC6各包含一主干部以及多个支干部。导电部件CC1与导电部件CC2交错设置,且导电部件CC2与导电部件CC3交错设置。导电部件CC4与导电部件CC5交错设置,且导电部件CC5与导电部件CC6交错设置。据此,导电部件CC1-CC3的支干部之间会形成多个间隙,且导电部件CC4-CC6的支干部之间会形成多个间隙。而介电材料160亦会设置于这些间隙中。
在一些实施例中,这些支干部的长度可以任选。在一些实施例中,上层的支干部与下层支干部可为不等长。举例而言,导电部件CC1的支干部的长度可以不等于导电部件CC4的支干部的长度。
另外,导电部件CC1可不与导电部件CC4于方向Z上重叠。导电部件CC3可不与导电部件CC6于方向Z上重叠。但优选地,导电部件CC1与导电部件CC4于方向Z上重叠。导电部件CC3与导电部件CC6于方向Z上重叠。
具体而言,导电部件CC1包含主干部M1以及多个支干部S1。这些支干部S1连接主干部M1且朝主干部M1的两侧延伸。导电部件CC2包含主干部M2以及多个支干部S2。这些支干部S2连接主干部M2且朝主干部M2的两侧延伸。导电部件CC3包含主干部M3以及多个支干部S3。这些支干部S3连接主干部M3且朝主干部M3的两侧延伸。导电部件CC4包含主干部M4以及多个支干部S4。这些支干部S4连接主干部M4且朝主干部M4的两侧延伸。导电部件CC5包含主干部M5以及多个支干部S5。这些支干部S5连接主干部M5且朝主干部M5的两侧延伸。导电部件CC6包含主干部M6以及多个支干部S6。这些支干部S6连接主干部M6且朝支干部S6的两侧延伸。
以图2示例而言,这些支干部S1对齐于这些支干部S4。这些支干部S2对齐于这些支干部S5。这些支干部S3对齐于这些支干部S6。换言之,金属结构120A与金属结构140A为镜像。
在一些实施例中,导电部件CC1、导电部件CC3、导电部件CC4以及导电部件CC6接收电源电压VD。而导电部件CC2以及导电部件CC5接收地电压VS。
相较于其他传统电容器结构,电容器结构100可在不牺牲品质因素值(Q值)的情况下具有较高的电容值。另外,通过电容器结构100的配置,可提高单位体积中的电容器密度。
上述金属结构120A或140A中的导电部件的数量仅为示例。各种适用的数量皆在本公开的范围内。举例而言,金属结构120A或140A可采用相同结构向两侧重复设置以包含更多导电部件。
参考图3。图3是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120B以及140B的示意图。在一些实施例中,金属结构120B以及140B用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图3的类似元件将与图2使用相同标号。以下仅针对图3与图2之间的不同处进行描述。
以图3示例而言,导电部件CC1以及导电部件CC4接收电源电压VD(+)。导电部件CC2以及导电部件CC5接收地电压VS。导电部件CC3以及导电部件CC6接收电源电压VD(-)。电源电压VD(+)为正电压,而电源电压VD(-)为负电压。据此,金属结构120B以及140B可被应用于具有差分信号的集成电路当中。通过在具有差分信号的集成电路中配置具有金属结构120B以及140B的电容器结构,可以达到节省集成电路面积的技术效果。
参考图4。图4是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120C以及140C的示意图。在一些实施例中,金属结构120C以及140C用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图4的类似元件将与图2使用相同标号。以下仅针对图4与图2之间的不同处进行描述。
以图4示例而言,导电部件CC1、导电部件CC3以及导电部件CC5接收电源电压VD。而导电部件CC2、导电部件CC4以及导电部件CC6接收地电压VS。
参考图5。图5是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120D以及140D的示意图。在一些实施例中,金属结构120D以及140D用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图5的类似元件将与图4使用相同标号。以下仅针对图5与图4之间的不同处进行描述。
以图5示例而言,导电部件CC1接收电源电压VD(+)。导电部件CC2、导电部件CC4以及导电部件CC6接收地电压VS。导电部件CC3以及导电部件CC5接收电源电压VD(-)。电源电压VD(+)为正电压,而电源电压VD(-)为负电压。据此,金属结构120D以及140D可被应用于具有差分信号的集成电路当中。通过在具有差分信号的集成电路中配置具有金属结构120D以及140D的电容器结构,可以达到节省集成电路面积的技术效果。
参考图6。图6是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120E以及140E的示意图。在一些实施例中,金属结构120E以及140E用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图6的类似元件将与图2使用相同标号。以下仅针对图6与图2之间的不同处进行描述。
以图6示例而言,部分支干部S1(自主干部M1朝右延伸的支干部S1)对齐于部分支干部S5(自主干部M5朝左延伸的支干部S5)。部分支干部S2(自主干部M2朝左延伸的支干部S2)对齐于部分支干部S4(自主干部M4朝右延伸的支干部S4),且部分支干部S2(自主干部M2朝右延伸的支干部S2)对齐于部分支干部S6(自主干部M6朝左延伸的支干部S6)。部分支干部S3(自主干部M3朝左延伸的支干部S3)对齐于部分支干部S5(自主干部M5朝右延伸的支干部S5)。
在一些实施例中,导电部件CC1、导电部件CC3、导电部件CC4以及导电部件CC6接收电源电压VD。而导电部件CC2以及导电部件CC5接收地电压VS。
参考图7。图7是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120F以及140F的示意图。在一些实施例中,金属结构120F以及140F用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图7的类似元件将与图6使用相同标号。以下仅针对图7与图6之间的不同处进行描述。
以图7示例而言,导电部件CC1以及导电部件CC4接收电源电压VD(+)。导电部件CC2以及导电部件CC5接收地电压VS。导电部件CC3以及导电部件CC6接收电源电压VD(-)。电源电压VD(+)为正电压,而电源电压VD(-)为负电压。据此,金属结构120F以及140F可被应用于具有差分信号的集成电路当中。通过在具有差分信号的集成电路中配置具有金属结构120F以及140F的电容器结构,可以达到节省集成电路面积的技术效果。
参考图8。图8是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120G以及140G的示意图。在一些实施例中,金属结构120G以及140G用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图8的类似元件将与图6使用相同标号。以下仅针对图8与图6之间的不同处进行描述。
以图8示例而言,导电部件CC1、导电部件CC3以及导电部件CC5接收电源电压VD。而导电部件CC2、导电部件CC4以及导电部件CC6接收地电压VS。
参考图9。图9是依照本公开一些实施例所示出的两个金属结构120H以及140H的示意图。在一些实施例中,金属结构120H以及140H用以实现图1的金属结构120以及140。为易于理解,于图9的类似元件将与图8使用相同标号。以下仅针对图9与图8之间的不同处进行描述。
以图9示例而言,导电部件CC1接收电源电压VD(+)。导电部件CC2、导电部件CC4以及导电部件CC6接收地电压VS。导电部件CC3以及导电部件CC5接收电源电压VD(-)。电源电压VD(+)为正电压,而电源电压VD(-)为负电压。据此,金属结构120H以及140H可被应用于具有差分信号的集成电路当中。通过在具有差分信号的集成电路中配置具有金属结构120H以及140H的电容器结构,可以达到节省集成电路面积的技术效果。
参考图10。图10是依照本公开一些实施例所示出的电容器结构100与其它电子元件980的示意图。在一些实施例中,电子元件980是晶体管或金属氧化物半导体电容器。以图10示例而言,电容器结构100设置于多个电子元件980之上,且与所述电子元件980电性连接。基于电路设计的设计规则,两个晶体管不能距离太近。然而,通过配置具有高电容密度的电容器结构100,电容器结构100可同时与多个并非紧邻的电子元件980(例如:晶体管)电性连接。
参考第11以及图12。图11是依照本公开一些实施例所示出的一电容器结构与一其它电子元件的俯视示意图。图12是依照本公开一些实施例所示出图11的分解示意图。在此例中,电容器结构以图2的电容器结构为例,且其它电子元件980为金属氧化物半导体场效晶体管980A。为了图面简洁,图11以及图12仅示出示出图2中下层的金属结构140A而省略图2中上层的金属结构120A。金属氧化物半导体场效晶体管980A包含多晶硅(poly)结构982以及氧化定义(oxide defined,OD)结构984。多晶硅结构982可作为栅极。氧化定义结构984可作为源极以及漏极。金属结构140A的导电部件CC4以及导电部件CC6通过连接通孔V与氧化定义结构984连接。连接位置位于氧化定义结构984中对应于多晶硅结构982两侧的部分。换言之,连接位置位于氧化定义结构984中不与多晶硅结构982重叠的部分。
综上所述,本公开的电容器结构具有较高的电容值。另外,通过本公开的电容器结构,可提高单位体积中的电容器密度。
虽然本公开已以实施方式公开如上,然其并非用以限定本公开,任何本领域普通技术人员,在不脱离本公开的精神和范围内,当可作各种的变动与润饰,因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电容器结构,包含:
一第一金属结构;
一第二金属结构,设置于该第一金属结构下,其中该第一金属结构以及该第二金属结构各包含至少三个导电部件,且所述导电部件为鱼骨状;以及
一介电材料,设置于该第一金属结构的多个间隙中、该第二金属结构的多个间隙中以及该第一金属结构与该第二金属结构之间。
2.如权利要求1所述的电容器结构,其中该第一金属结构的所述导电部件按序包含一第一导电部件、一第二导电部件以及一第三导电部件,其中该第二金属结构的所述导电部件按序包含一第四导电部件、一第五导电部件以及一第六导电部件,其中该第一导电部件、该第二导电部件、该第三导电部件、该四导电部件、该第五导电部件以及该第六导电部件各包含一主干部以及多个支干部。
3.如权利要求2所述的电容器结构,其中该第一导电部件的所述多个支干部对齐于该第四导电部件的所述多个支干部,该第二导电部件的所述多个支干部对齐于该第五导电部件的所述多个支干部,且该第三导电部件的所述多个支干部对齐于该第六导电部件的所述多个支干部。
4.如权利要求2所述的电容器结构,其中该第一导电部件的部分的所述多个支干部对齐于该第五导电部件的部分的所述多个支干部,该第二导电部件的部分的所述多个支干部对齐于该第四导电部件的部分的所述多个支干部,该第二导电部件的另一部分的所述多个支干部对齐于该第六导电部件的部分的所述多个支干部,且该第三导电部件的部分的所述多个支干部对齐于该第五导电部件的部分的所述多个支干部。
5.如权利要求3或4所述的电容器结构,其中该第一导电部件、该第三导电部件、该第四导电部件以及该第六导电部件用以接收一电源电压,且该第二导电部件以及该第五导电部件用以接收一地电压。
6.如权利要求3或4所述的电容器结构,其中该第一导电部件以及该第四导电部件用以接收一第一电源电压,该第三导电部件以及该第六导电部件用以接收一第二电源电压,且该第二导电部件以及该第五导电部件用以接收一地电压,其中该第一电源电压为一正电压,且该第二电源电压为一负电压。
7.如权利要求3或4所述的电容器结构,其中该第一导电部件、该第三导电部件以及该第五导电部件用以接收一电源电压,且该第二导电部件、该第四导电部件以及该第六导电部件用以接收一地电压。
8.如权利要求3或4所述的电容器结构,其中该第一导电部件用以接收一第一电源电压,该第三导电部件以及该第五导电部件用以接收一第二电源电压,且该第二导电部件、该第四导电部件以及该第六导电部件用以接收一地电压,其中该第一电源电压为一正电压,且该第二电源电压为一负电压。
9.一种电容器结构,包含:
一第一金属结构;
一第二金属结构,设置于该第一金属结构下,其中该第一金属结构以及该第二金属结构各包含多个导电部件,其中该第一金属结构与该第二金属结构之间形成一空间,且该空间不具有一连接通孔;以及
一介电材料,设置于该第一金属结构与该第二金属结构之间。
10.如权利要求9所述的电容器结构,其中该电容器结构设置于一晶体管或一金属氧化物半导体电容器之上。
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