DE102014103294A1

DE102014103294A1 - Kondensatoren in integrierten Schaltungen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102014103294A1
Application number: DE102014103294.2A
Authority: DE
Inventors: Stefano Aresu; Michael Roehner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-09-18
Also published as: CN104051233A; CN104051233B; US20170033095A1; US10446534B2; US20140273394A1; US9508788B2

Abstract

In einer Ausführungsform umfasst ein Kondensator eine erste Zeile, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement, die parallel geschaltet sind, umfasst, und eine zweite Zeile, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement, die parallel geschaltet sind, aufweist. Die erste Zeile ist mit der zweiten Zeile in Reihe geschaltet. In einer Metallisierungsebene über einem Werkstück ist das zweite Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement angeordnet. In der Metallisierungsebene ist das dritte Kondensatorelement zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement angeordnet. Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement sind in der Metallisierungsebene angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Halbleitervorrichtungen und insbesondere Kondensatoren in integrierten Schaltungen und Verfahren zu deren Herstellung.
Halbleitervorrichtungen werden in verschiedenen elektronischen Anwendungen, wie z. B. Personalcomputern, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderer elektronischer Ausrüstung verwendet. Halbleitervorrichtungen werden typischerweise durch aufeinanderfolgendes Ablagern von isolierenden oder dielektrischen Schichten, leitenden Schichten und halbleitenden Schichten von Material auf einem Halbleitersubstrat und durch Strukturieren der verschiedenen Schichten mittels Lithographie, um Schaltungsbestandteile und -elemente darauf zu bilden, hergestellt.
Kondensatoren sind Elemente, die in Halbleitervorrichtungen verwendet werden, um eine elektrische Ladung zu speichern. Kondensatoren umfassen zwei leitende Platten, die durch ein isolierendes Material getrennt sind. Wenn ein elektrischer Strom an einen Kondensator angelegt wird, bauen sich elektrische Ladungen von gleicher Größe aber von gegensätzlicher Polung auf den Kondensatorplatten auf. Die Kapazität oder der Betrag der Ladung, der von dem Kondensator pro angelegter Spannung getragen wird, hängt von einer Reihe von Parametern ab, wie z. B. der Fläche der Platten, dem Abstand zwischen den Platten und der dielektrischen Konstante des isolierenden Materials zwischen den Platten. Kondensatoren werden in Anwendungen wie z. B. elektronischen Filtern, Analog-Digital-Umsetzern, Speichervorrichtungen, Steueranwendungen und vielen anderen Arten von Halbleitervorrichtungsanwendungen verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung das Bilden einer ersten Spalte, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement, die in Reihe geschaltet sind, umfasst. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden einer zweiten Spalte, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement, die in Reihe geschaltet sind, umfasst. Die erste Spalte ist mit der zweiten Spalte parallel geschaltet. Das zweite Kondensatorelement ist zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement innerhalb der Metallisierungsebene angeordnet. Das vierte Kondensatorelement ist zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement innerhalb der Metallisierungsebene angeordnet.
In einer Ausgestaltung kann das erste Kondensatorelement eine erste Platte und eine zweite Platte aufweisen, wobei das zweite Kondensatorelement eine dritte Platte und eine vierte Platte umfasst und wobei die zweite Platte und die dritte Platte eine gemeinsame Metallleitung aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Metallleitung schwebend sein. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Platte mit der zweiten Platte durch einen ersten Widerstand gekoppelt sein und die dritte Platte kann mit der vierten Platte durch einen zweiten Widerstand gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kondensatoranordnung eine Polysiliziumleitung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement über einem Werkstück angeordnet ist, aufweisen, wobei der erste Widerstand einen ersten Abschnitt der Polysiliziumleitung umfasst und wobei der zweite Widerstand einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung ein Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität und eine erste Fläche hat, umfasst, und ein Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung. Die Kondensatoranordnung umfasst mehrere Spalten, die in Reihe geschaltete Kondensatorelemente umfassen. Die mehreren Spalten sind parallel geschaltet, um mehrere Zeilen zu bilden. Die Kapazität jedes Kondensatorelements in den mehreren Spalten hat einen Wert, der kleiner oder gleich dem Wert der ersten Kapazität ist. Jedes Kondensatorelement in den mehreren Spalten hat eine Fläche, die kleiner ist als die erste Fläche. Das Verfahren umfasst ferner ein Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung in einer Metallisierungsschicht über einem Werkstück aufweist.
In einer Ausgestaltung kann die Anzahl der Zeilen unter den mehreren Zeilen gleich der Anzahl der Spalten unter den mehreren Spalten sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Gesamtfläche der Kondensatoranordnung im Wesentlichen ähnlich zu einer Gesamtfläche des einzelnen Kondensators sein. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Schaltungsanordnung aufweisen, dass andere Schaltungen mit dem einzelnen Kondensator gekoppelt sind, und die zweite Schaltungsanordnung kann aufweisen, dass andere Schaltungen mit der Kondensatoranordnung auf die gleiche Weise wie mit dem einzelnen Kondensator gekoppelt sind.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung ein Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität hat, aufweist, und ein Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung. Die Kondensatoranordnung umfasst mehrere Spalten, die in Reihe geschaltete Kondensatorelemente aufweisen. Die mehreren Spalten sind parallelgeschaltet, um mehrere Zeilen zu bilden. Die Kapazität jedes Kondensatorelements in den mehreren Spalten hat einen Wert der ersten Kapazität multipliziert mit einem Skalierungsverhältnis. Das Skalierungsverhältnis ist eine Gesamtzahl der Elemente in einer Spalte von den mehreren Spalten dividiert durch eine Gesamtzahl der Elemente in einer Zeile von den mehreren Zeilen. Das Verfahren umfasst ferner ein Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung in einer Metallisierungsschicht über einem Werkstück aufweist.
In einer Ausgestaltung kann der einzelne Kondensator eine erste Fläche besitzen und jedes Kondensatorelement in den mehreren Spalten kann eine Fläche haben, die kleiner ist als die erste Fläche. In noch einer Ausgestaltung kann eine Gesamtfläche der Kondensatoranordnung im Wesentlichen ähnlich zu einer Gesamtfläche des einzelnen Kondensators sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung sein. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Schaltungsanordnung mit dem einzelnen Kondensator gekoppelte andere Schaltungen aufweisen und die zweite Schaltungsanordnung kann auf die gleiche Weise wie mit dem einzelnen Kondensator mit der Kondensatoranordnung gekoppelte andere Schaltungen aufweisen.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung ein Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität hat, aufweist, und ein Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung, die die erste Kapazität hat. Die Kondensatoranordnung umfasst eine erste Spalte, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement aufweist, die in Reihe geschaltet sind, und eine zweite Spalte, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement aufweist, die in Reihe geschaltet sind. Die erste Spalte ist mit der zweiten Spalte parallelgeschaltet. Das Verfahren umfasst ferner ein Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung über einem Werkstück umfasst. Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement sind in derselben Metallisierungsschicht angeordnet. Das zweite Kondensatorelement ist zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement innerhalb einer Metallisierungsebene angeordnet. Das vierte Kondensatorelement ist zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement innerhalb einer Metallisierungsebene angeordnet.
In einer Ausgestaltung kann die erste Spalte ein fünftes Kondensatorelement, das mit dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement in Reihe geschaltet ist, aufweisen und die zweite Spalte kann ein sechstes Kondensatorelement, das mit dem dritten und dem vierten Kondensatorelement in Reihe geschaltet ist, aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann das fünfte Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem zweiten Kondensatorelement angeordnet sein und das sechste Kondensatorelement kann zwischen dem dritten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann das erste Kondensatorelement eine erste Platte und eine zweite Platte aufweisen, wobei das zweite Kondensatorelement eine dritte Platte und eine vierte Platte aufweisen kann und wobei die zweite Platte und die dritte Platte eine gemeinsame Metallleitung aufweisen können. In noch einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Metallleitung schwebend sein. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Platte mit der zweiten Platte durch einen ersten Widerstand gekoppelt sein und die dritte Platte kann mit der vierten Platte durch einen zweiten Widerstand gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Schaltung eine Polysiliziumleitung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement über dem Werkstück angeordnet ist, aufweisen, wobei der erste Widerstand einen ersten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist und wobei der zweite Widerstand einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist. In noch einer Ausgestaltung können der erste und der zweite Widerstand eine Widerstandsvorrichtung aufweisen, die eine Polysiliziumleitung, eine Diffusionsfläche oder eine aktive Vorrichtung aufweist. In noch einer Ausgestaltung kann die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung sein.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kondensator eine erste Zeile, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement aufweist, die parallel geschaltet sind, und eine zweite Zeile, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement umfasst, die parallel geschaltet sind. Die erste Zeile ist mit der zweiten Zeile in Reihe geschaltet. In einer Metallisierungsebene über einem Werkstück ist das zweite Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement angeordnet. In der Metallisierungsebene ist das dritte Kondensatorelement zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement angeordnet. Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement sind in der Metallisierungsebene angeordnet.
In einer Ausgestaltung können das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement die gleiche erste Kapazität besitzen. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Zeile ein fünftes Kondensatorelement, das mit dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, aufweisen und die zweite Zeile kann ein sechstes Kondensatorelement, das mit dem dritten und dem vierten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Zeile ein fünftes Kondensatorelement aufweisen, das mit dem ersten Kondensatorelement und dem zweiten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, und das vierte Kondensatorelement kann zwischen dem dritten Kondensatorelement und dem fünften Kondensatorelement angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann der Kondensator eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung sein. In noch einer Ausgestaltung kann das erste Kondensatorelement eine erste Metallleitung und eine zweite Metallleitung aufweisen, und das zweite Kondensatorelement kann die zweite Metallleitung und eine dritte Metallleitung aufweisen, wobei die erste Metallleitung des ersten Kondensatorelements mit der dritten Metallleitung des zweiten Kondensatorelements durch eine erste vertikale Metallleitung, die in einer Richtung senkrecht zu der ersten und der dritten Metallleitung des ersten und des zweiten Kondensatorelements orientiert ist, gekoppelt ist.
In einer nochmals weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kondensator eine erste Leitung (anders ausgedrückt eine erste Leiterbahn), die in einer ersten Richtung, die über einem Substrat in einer ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, und eine zweite Leitung (anders ausgedrückt eine zweite Leiterbahn), die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist. Die zweite Leitung ist kapazitiv mit der ersten Leitung gekoppelt. Eine dritte Leitung (anders ausgedrückt eine dritte Leiterbahn) ist in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert. Die zweite Leitung ist zwischen der ersten und der dritten Leitung angeordnet. Eine erste senkrechte Leitung ist in einer zweiten Richtung, die in einer zweiten Metallebene über der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert. Die erste Leitung ist mit der ersten senkrechten Leitung gekoppelt. Die erste Richtung ist senkrecht zu der zweiten Richtung. Eine zweite senkrechte Leitung ist in der zweiten Richtung, die in der zweiten Metallebene angeordnet ist, orientiert. Die zweite senkrechte Leitung ist mit der dritten Leitung gekoppelt. Die erste senkrechte Leitung ist mit einem ersten Potentialknoten gekoppelt, und die zweite senkrechte Leitung ist mit einem zweiten Potentialknoten gekoppelt.
In einer Ausgestaltung kann die dritte Leitung mit der zweiten Leitung kapazitiv gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Leitung schwebend sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Leitung mit dem ersten Potentialknoten durch einen ersten Widerstand gekoppelt sein und kann mit dem zweiten Potentialknoten durch einen zweiten Widerstand gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann der erste Widerstand einen ersten Abschnitt einer Polysiliziumleitung aufweisen und der zweite Widerstand kann einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweisen. In noch einer Ausgestaltung können der erste und der zweite Widerstand eine Widerstandsvorrichtung aufweisen, die eine Polysiliziumleitung, eine Diffusionsfläche oder eine aktive Vorrichtung aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann der Kondensator ferner Folgendes aufweisen: eine vierte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die vierte Leitung mit der dritten Leitung kapazitiv gekoppelt ist; und eine fünfte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die fünfte Leitung mit der vierten Leitung kapazitiv gekoppelt ist, wobei die vierte Leitung zwischen der dritten und der fünften Leitung angeordnet ist, und wobei die fünfte Leitung mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt ist. In nach einer Ausgestaltung kann der Kondensator ferner eine dritte senkrechte Leitung aufweisen, die in der zweiten Richtung, die in der zweiten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die zweite und die vierte Leitung mit der dritten senkrechten Leitung gekoppelt sind. In noch einer Ausgestaltung kann der Kondensator ferner Folgendes aufweisen: eine sechste Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die sechste Leitung mit der fünften Leitung kapazitiv gekoppelt ist; und eine siebte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die siebte Leitung mit der sechsten Leitung kapazitiv gekoppelt ist und wobei die sechste Leitung zwischen der fünften und der siebten Leitung angeordnet ist. In noch einer Ausgestaltung kann die sechste Leitung mit einer vierten senkrechten Leitung gekoppelt sein und die siebte Leitung kann mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann die sechste Leitung mit der dritten senkrechten Leitung gekoppelt sein und die siebte Leitung kann mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann der Kondensator ferner Folgendes aufweisen: eine vierte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die vierte Leitung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angeordnet ist und wobei die vierte Leitung mit der zweiten Leitung und der dritten Leitung kapazitiv gekoppelt ist.
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, von denen:
1 eine Defektdichte, die sich auf den Ausfall von verschiedenen Kondensatorstrukturen bezieht, darstellt;
2, die die 2A–2C umfasst, Schemata von gestapelten Kondensatoren umfasst;
3 eine Kondensatorstruktur zum Verständnis einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Tabelle zum Verständnis einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5, die die 5A–5D umfasst, eine Kondensatoranordnung, die eine multidimensionale Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, zeigt, wobei 5A einen Schaltungsaufbau darstellt, 5B eine Draufsicht der Kondensatoranordnung darstellt und 5C und 5D Querschnittsansichten der Kondensatoranordnung darstellen;
6, die die 6A–6B umfasst, eine Kondensatoranordnung, die örtlich getrennte Kondensatoren innerhalb einer Reihenschaltung darstellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 6A einen schematischen Aufbau und 6B eine Draufsicht zeigt;
7, die die 7A–7B umfasst, eine Kondensatoranordnung, die sowohl pixelige als auch örtlich getrennte Kondensatoren innerhalb einer Reihenschaltung darstellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 7A einen schematischen Aufbau und 7B eine Draufsicht zeigt;
8, die die 8A–8B umfasst, eine Kondensatoranordnung, die mehr als zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 8A einen schematischen Aufbau und 8B eine Draufsicht zeigt;
9, die die 9A–9C umfasst, eine Kondensatoranordnung, die ein Klemmen des Schwebepotentials gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 9A einen schematischen Aufbau, 9B eine Draufsicht und 9C eine Querschnittsansicht zeigt;
10, die die 10A–10C umfasst, einen vertikalen Parallelplattenkondensator darstellt, wobei 10A eine schematische Schaltung, 10B eine Draufsicht und 10C eine perspektivische Ansicht zeigt;
11 ein Anwenden der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.
Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf die entsprechenden Teile, wenn es nicht anderweitig angezeigt ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsformen darzustellen, und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
Die Herstellung und Verwendung der verschiedenen Ausführungsformen werden unten im Einzelnen beschrieben. Es sollte aber berücksichtigt werden, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare Erfindungskonzepte bereitstellt, die in einer großen Vielzahl von spezifischen Zusammenhängen ausgeführt werden können. Die erörterten spezifischen Ausführungsformen sind lediglich eine Veranschaulichung von spezifischen Weisen, auf denen die Erfindung hergestellt und verwendet werden kann, und begrenzen nicht den Umfang der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen in spezifischen Zusammenhängen beschrieben, nämlich implementiert in CMOS-Vorrichtungsanwendungen. Ausführungsformen der Erfindung können auch in anderen Halbleitervorrichtungsanwendungen wie z. B. Speichervorrichtungen, logischen Vorrichtungen, analogen Vorrichtungen, Leistungsvorrichtungen, Funkfrequenzvorrichtungen (HF-Vorrichtungen), digitalen Vorrichtungen und anderen Anwendungen, die Kondensatoren verwenden, implementiert sein.
Einige Eigenschaften der Kondensatoren sind eine Funktion der Größe. Zum Beispiel kann ein größerer Betrag an Energie oder Ladung gespeichert werden, je größer die Kondensatorplatten sind. In einigen Halbleitervorrichtungsanwendungen ist es erwünscht, die Fläche der Kondensatoren auf dem Chip zu verkleinern oder zu skalieren. Das Verkleinern der Fläche der Kapazität kann aber in einer Verringerung der Kapazität der Kondensatoren oder einer Erhöhung der Ausfallrate der Kondensatoren resultieren. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte integrierte Schaltung mit Kondensatoren, die in Reihe oder parallel geschaltet sind, mit einer verbesserten Zuverlässigkeit des Kondensatornetzes, weniger Flächenverbrauch und erhöhter Kapazitätsstabilität präsentiert.
1 stellt eine Defektdichte, die sich auf den Ausfall von verschiedenen Kondensatorstrukturen bezieht, dar.
Ausfallratenziele für verschiedene Technologien wie etwa bei Automobilanwendungen werden zunehmend strikter. Zum Beispiel werden Ausfallraten unter 1 ppm für viele Anwendungen erwartet. Auf der anderen Seite werden höhere Spannungen bei CMOS-Technologien verwendet, was die Neigung zu Ausfällen erhöht. Back-End-of-the-Line-Kondensatoren (BEOL-Kondensatoren) wie etwa vertikale Parallelplattenkondensatoren (VPP-Kondensatoren), Gitterkondensatoren usw. haben Schwierigkeiten, diese strikten Zuverlässigkeitsanforderungen allein durch technologische Verbesserungen zu erfüllen, weil die Zuverlässigkeit durch extrinsische Defektdichteniveaus bestimmt wird, die nicht durch den Halbleiterhersteller gesteuert werden können. Zum Beispiel kann ein Staubteilchen auf der Kondensatorstruktur abgelagert werden und die Kondensatoren kurzschließen.
In Bezug auf 1 werden Ausfalleigenschaften von zwei unterschiedlichen Kondensatoren mittels einer ersten Kurve 11 und einer zweiten Kurve 12 dargestellt. Die erste Kurve 11 ist für einen Kondensator, der einen ersten Spalt (Abstand zwischen den Platten des Kondensators) hat, repräsentativ, während die zweite Kurve 12 für einen Kondensator, der einen zweiten Spalt hat, repräsentativ ist. In der Darstellung ist der erste Spalt der ersten Kurve 11 kleiner als der zweite Spalt der zweiten Kurve 12. Die flacheren Zweige der Kurven beziehen sich auf extrinsische Ausfälle, während der steilere Teil der Kurven auf intrinsischen Ausfällen beruht. Folglich fällt die erste Kurve 11 mit einer höheren Defektdichte aus als die zweite Kurve 12, was zeigt, dass der kleinere Spaltabstand eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit hat.
Die Verwendung von gestapelten Kondensatoren (Kondensatoren, die in Reihe geschaltet sind) erhöht die Zuverlässigkeit im Vergleich zu einem einzelnen Kondensator. Dies gilt insbesondere für extrinsische Defekte. Zwei Kondensatoren, die übereinander gestapelt sind, haben eine bessere Ausfallrate als der einzelne Kondensator. Das Stapeln von zwei Kondensatoren kann die Ausfallrate dramatisch verbessern. Ein einzelner Kondensator mit einem Defekt ist zerstört und führt zu einem Ausfall, während in einer gestapelten Kondensatoranordnung alle Kondensatoren kurzgeschlossen werden müssen bevor der Kondensatorstapel ausfällt. Daher ist der Stapelkondensator noch funktionsfähig, wenn nur eine der gestapelten Vorrichtungen ausfällt. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass alle Vorrichtungen in dem Stapel ausfallen, ist signifikant kleiner und deshalb ist die Zuverlässigkeit effektiv verbessert. Zum Beispiel kann ein einzelner Kondensator mit einer Ausfallrate von 100 ppm, wenn er gestapelt wird, einen Kondensator mit einer Ausfallrate von 0,01 ppm ergeben, da die Ausfallrate des Stapels das Produkt aus der Ausfallrate der einzelnen Kondensatoren ist. Zusätzlich wird durch Stapeln die intrinsische Zuverlässigkeit der Kondensatoren verbessert, da nur die Hälfte der Spannung an die einzelnen in Reihe geschalteten Kondensatoren angelegt ist.
2, die die 2A–2C umfasst, stellt Schemata von gestapelten Kondensatoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
2A stellt den Referenzeinzelkondensator dar, der zu einem Stapelkondensator umgeformt wird. Das Stapeln von zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren kann zu einem größeren Flächenverbrauch führen, wenn der Abstand (d. h. die spezifische Flächenkapazität) von einem Kondensator beibehalten wird. Wenn die zwei Kondensatoren aber mit einer Kapazität ”C1” gestapelt werden, reduziert sich die effektive Kapazität auf C1/2. Um dies zu kompensieren muss, wie in 2B dargestellt ist, die Fläche jedes der Kondensatoren erhöht werden, so dass jeder einzelne Kondensator in dem Stapel eine Kapazität von ”2C1” hat, die beim Stapeln eine effektive Kapazität C1 ergibt. Dieser Stapelkondensator hat aber eine Fläche, die um einen Faktor von vier größer als der einzelne Kondensator mit der Kapazität ”C1” ist. Ebenso ist es eine weitere Möglichkeit, zwei der Kondensatoren in Reihe geschaltet zu stapeln, und einen parallel geschalteten Stapel hinzuzufügen. Wenn jeder Kondensator eine Kapazität von ”C1” hat, hat die resultierende Kondensatoranordnung eine effektive Kapazität von C1, während sie dennoch bis zu vier Mal die Fläche des einzelnen Kondensatoren von 2A einnimmt.
Weiterhin kann die Kapazität des Stapelkondensators sich ändern, wenn einer der Kondensatoren in dem Stapel ausfällt. Beispielsweise ändert sich in 2B, wenn ein einzelner Kondensator ausfällt, die resultierende Kapazität des gestapelten Kondensators von ”C1” auf ”2C1”. Ebenso ändert sich in 2C, wenn ein einzelner Kondensator ausfällt, die resultierende Kapazität des gestapelten Kondensators von ”C1” zu ”1,5C1”.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Zunahme der Gesamtfläche durch die verringerte Isolationsdicke kompensiert werden, wie weiter unten erläutert wird. In verschiedenen Ausführungsformen werden Kondensatorstapel, die unempfindlich gegenüber Kapazitätswertveränderungen durch Ausfälle sind und eine pixelbasierte Kondensatorstrukturanordnung verwenden, beschrieben.
3 stellt eine Kondensatorstruktur zum Verständnis einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Mit Bezug auf 3 ist ein Kondensator mit einer ersten Platte 21 und einer zweiten Platte 22 dargestellt. Jede der Platten des Kondensators hat eine Höhe H, eine Länge L und eine Breite W. Die erste Platte 21 wird von der zweiten Platte 21 durch einen Abstand d getrennt. Der Flächenfußabdruck des Kondensators (A_FP) über einem Substrat (Fußabdruck auf einem Chip) ist ein Produkt aus der Länge und aus einer Summe aus dem Abstand und der Breite, d. h. A_FP = L × (d + W). Im Gegensatz dazu ist die Kapazität des Kondensators direkt proportional zu dem Produkt aus der Höhe und der Länge, während sie umgekehrt proportional zu dem Abstand d ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kapazität des Kondensators gleich der Kapazität des größeren Kondensators, wenn die Länge L und der Abstand d gleichzeitig mit dem gleichen Betrag (Skalierungsfaktor SF) skaliert wird. Der Flächenfußabdruck des Kondensators (A_FP) ist aber nun durch ein Quadrat des Skalierungsfaktors (SF²) skaliert. Die Verringerung der Länge der Kondensatorplatte L wird auch die parasitäre Kapazität verringern. Wenn dieser skalierte Kondensator in einer Kondensatoranordnung wie in 2C verwendet wird, wird die effektive Kapazität des Kondensators beibehalten, ohne die Fläche zu erhöhen, wenn jeder Kondensator mit etwa 0,5 skaliert ist. Skalieren auf einen niedrigeren Abstand wird die Ausfallrate der einzelnen Kondensatoren deutlich erhöhen, aber die Gesamtausfallrate (Produkt aus den Einzelausfallraten) wird dennoch wie oben erläutert verringert.
4 stellt eine Tabelle zum Verständnis einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4 fasst eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen, die die obige Idee verallgemeinert. Anders als die vorherige Ausführungsform stellt diese Ausführungsform eine nahezu konstante Kapazität bereit, selbst wenn ein einzelner Kondensator ausfällt.
In 4 zeigt die Tabelle drei Beispiele. Die zweite Spalte ist der Standard-Einzelkondensator, der in der dritten und der vierten Spalte mit den alternativen Anordnungen ersetzt wird, wobei der gleiche Gesamtkapazitätswert beibehalten wird. Die dritte Spalte zeigt die Kennlinie einer 2 × 2 Kondensatoranordnung mit zwei Spalten von Kondensatoren, die parallel geschaltet sind. Solch eine symmetrische Anordnung ist anfällig für ein Driften, wenn einer der Kondensatoren ausfällt. Zum Beispiel erhöht sich die effektive Kapazität auf 1,5C, wenn ein Kondensator ausfällt. Im Gegensatz dazu zeigt die vierte Spalte eine mehrdimensionale Anordnung, in der jeder Kondensator um einen Skalierungsfaktor (m/n) skaliert ist, wobei m die Anzahl der Elemente in einer Spalte und n die Anzahl der Elemente in einer Zeile ist. In dem speziellen Beispiel ist die Anzahl der Elemente in einer Spalte m gleich 2, während die Anzahl der Elemente in einer Zeile verallgemeinert ist. Somit wird die effektive Kapazität der Anordnung bei C gehalten. Selbst wenn einer der Kondensatoren ausfällt, driftet die Kondensatoranordnung nicht signifikant. Die effektive Kapazität nach einem Ausfall in der mehrdimensionalen Anordnung ist gleich (C/n) × (1 – n + nm)/(m – 1). Für das dargestellte Beispiel wird diese effektive Kapazität nach einem Ausfall zu (n + 1)C/n, wenn die Anzahl von Elementen in einer Spalte m gleich 2 ist. Wenn die Anzahl der Zeilen groß ist, beispielsweise größer als 100, liegt die Kapazitätsänderung nur bei 1%. Selbst wenn die Anzahl der Zeilen 20 ist, liegt die Veränderung der Kapazität nur bei 5%. Ähnlich wird, wenn die Anzahl der Elemente in einer Zeile auf 2 begrenzt ist, die effektive Kapazität nach einem Ausfall zu (C/2) × (2m – 1)/(m – 1). Zum Beispiel liegt die Kapazitätsänderung nur bei 0,5%, wenn die Anzahl der Elemente in einer Spalte groß, beispielsweise größer als 100, ist.
Darüber hinaus sinkt, wie aus der letzten Zeile der Tabelle hervorgeht, die Ausfallwahrscheinlichkeit dramatisch, da der Ausfall von dem Produkt der Wahrscheinlichkeiten eines Einzelausfalls abhängt. Für einen Stapel von zwei Vorrichtungen (wie in der Abbildung) müssen beide Kondensatorelemente in dem Stapel ausfallen. Die Wahrscheinlichkeit, dass beide Vorrichtungen ausfallen ist das Produkt aus den Wahrscheinlichkeiten, dass eine einzelne Vorrichtung ausfällt. Daher reduziert das Stapeln der Vorrichtungen die Ausfallrate.
Dementsprechend ist es in verschiedenen Ausführungsformen vorteilhaft, einen einzigen Kondensator mit einer Anordnung von skalierten Kondensatoren zu ersetzen, wobei jeder der skalierten Kondensatoren in der Anordnung eine kleinere Kapazität besitzt. Diese kleinere Kapazität wird aber sorgfältig ausgewählt, so dass die Kondensatoranordnung dieselbe Kapazität besitzt wie der einzelne Kondensator, der ersetzt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Pixel-Kondensator, der die Ideen der 3 und 4 einbezieht, mittels der 5–10 beschrieben.
5, die die 5A–5D aufweist, zeigt eine Kondensatoranordnung, die eine multidimensionale Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 5A einen Schaltungsaufbau darstellt, 5B eine Draufsicht der Kondensatoranordnung darstellt und 5C und 5D Querschnittsansichten der Kondensatoranordnung darstellen.
5A zeigt eine Kondensatoranordnung mit mehreren Kondensatorelementen, die ein erstes Element C11, ein zweites Element C12, ein drittes Element C21, ein viertes Element C22, ein fünftes Element C31, ein sechstes Element C32 und so weiter umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Kondensatoranordnung zwischen einem ersten Potentialknoten V1 und einem zweiten Potentialknoten V2 eingekoppelt. In verschiedenen Ausführungsformen haben, wie oben beschrieben, die verschiedenen Elemente der Kondensatoranordnung, wie etwa das erste Element C11, ein zweites Element C12, ein drittes Element C21, ein viertes Element C22, ein fünftes Elements C31 und ein sechstes Element C32 die gleiche Kapazität. Im Allgemeinen kann dieses Konzept der Stapelung und Verpixelung mit verschiedenen Arten von Kondensatoren (nicht nur VPP-Kondensatoren), die auch unterschiedliche Kapazitätswerte haben, basierend auf Schaltungsanforderungen verwendet werden. Beispielsweise kann ein MOSCAP oder ein MIMCAP mit einem VPP-Kondensator gestapelt werden.
Das Schema von 5A kann in einem vertikalen Parallelplattenkondensator wie in 5B gezeigt in einer oder mehreren Ausführungsformen implementiert sein. 5B zeigt einen vertikalen Parallelplattenkondensator mit mehreren ersten Metallleitungen 30, mehreren zweiten Metallleitungen 40 und mehreren dritten Metallleitungen 50, die entlang einer gleichen Richtung angeordnet sind. Die mehreren ersten Metallleitungen 30 sind mit einer ersten vertikalen Leitung 60 gekoppelt, während die mehreren zweiten Metallleitungen 40 mit einer zweiten vertikalen Leitung 70 gekoppelt sind. In verschiedenen Ausführungsformen sind die mehreren dritten Metallleitungen 50 schwebend und nicht mit einem fixierten Potentialknoten gekoppelt. Somit ist jede Leitung der mehreren dritten Metallleitungen 50 zwischen einer Leitung der mehreren ersten Metallleitungen 30 und einer Leitung der mehreren zweiten Metallleitungen 40 angeordnet. Dementsprechend ist die erste vertikale Leitung 60 nach der Überquerung von drei Metallleitungen (eine von den mehreren zweiten Metallleitungen 40 und zwei von den mehreren dritten Metallleitungen 50) mit einer Durchgangskontaktierung gekoppelt. Ebenso ist die zweite vertikale Leitung 70 nach der Überquerung von drei Metallleitungen (eine von den mehreren ersten Metallleitungen 30 und zwei von den mehreren dritten Metallleitungen 50) mit einer Durchgangskontaktierung gekoppelt.
Die in 5B dargestellte Ausführungsform stellt die Maximierung des Verpixelungsaspekts der Kondensatoranordnung dar. Beispielsweise muss, um einen einzelnen Stapel (der z. B. das erste Element C11 und das zweite Element C12 umfasst) kurzzuschließen, sich ein Defekt von einer Metallleitung (anders ausgedrückt Metallleiterbahn) der mehreren ersten Metallleitungen 30 (anders ausgedrückt der mehreren ersten Metallleiterbahnen 30) bis zu den mehreren zweiten Metallleitungen 40 (anders ausgedrückt der mehreren zweiten Metallleiterbahnen 40) erstrecken. Ein Defekt, der nur benachbarte Metallleitungen wie etwa eine Metallleitung der mehreren ersten Metallleitungen 30 und eine Metallleitung der mehreren dritten Metallleitungen 50 (anders ausgedrückt der mehreren dritten Metallleiterbahnen 50), kurzschließt, schließt nicht sowohl das erste Element C11 als auch das zweite Element C12 kurz.
In dieser Ausführungsform liegen aber die Kondensatoren des ersten Elements C11 und des zweiten Elements C12, die mit den mehreren ersten Metallleitungen 30 und den mehreren zweiten Metallleitungen 40 gekoppelt sind, nebeneinander. Daher kann ein Kurzschluss durch einen Defekt mit einer ersten Länge L1 gebildet werden.
Es ist von Vorteil, dass mittels dieses Verpixelungsansatzes das Driften der Kapazität der Kondensatoranordnung vermieden wird, selbst wenn eines der einzelnen Kondensatorelemente ausfällt.
5C und 5D zeigen Querschnittsansichten der Kondensatoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 5C eine Querschnittsansicht entlang der ersten vertikalen Metallleitung zeigt, während 5D eine Querschnittsansicht entlang der zweiten vertikalen Metallleitung zeigt.
Die Kondensatoranordnung kann eine große Anzahl von Metallebenen oder Metallisierungsschichten in verschiedenen Ausführungsformen umfassen. Nur zur Veranschaulichung sind sieben Metallebenen in den 5C und 5D gezeigt. Eine kleinere oder eine größere Anzahl von Metallebenen kann in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden. Wie dargestellt, kann die Kondensatoranordnung über einem Werkstück 100 ausgebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Werkstück 100 ein Halbleitersubstrat sein. Das Werkstück 100 kann z. B. ein Halbleitersubstrat aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien, das mit einer Isolationsschicht bedeckt ist, aufweisen. Das Werkstück 100 kann z. B. Siliziumoxid über einkristallinem Silizium aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsformen können beispielsweise Verbundhalbleiter, wie z. B. GaAs, InP, Si/Ge oder SiC, anstelle von Silizium verwendet werden. Das Werkstück 100 kann z. B. ein Silizium-auf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat) oder andere Substrate wie Glas oder eine gedruckte Leiterplatte aufweisen.
Das Werkstück 100 kann auch andere aktive Komponenten oder Schaltungen, die nicht gezeigt sind, aufweisen. Das Werkstück 100 kann andere leitende Schichten oder andere Halbleiterelemente, z. B. Transistoren, Dioden usw., die nicht gezeigt sind, umfassen.
Das Werkstück 100 kann verschiedene Bereiche umfassen. Zum Beispiel kann das Werkstück 100 einen Kondensatorbereich, wie in 5C gezeigt, aber auch andere Zwischenverbindungsbereiche umfassen. Ein vertikaler Parallelplattenkondensator ist in dem Kondensatorbereich des Werkstücks 100 ausgebildet, während mehrere Zwischenverbindungen (Leitungen und Durchgangskontaktierungen) zum Verbinden von anderen Elementen des Werkstücks in anderen Bereichen ausgebildet sein können.
Wie dargestellt, kann die Kondensatoranordnung in einer Isolationsschicht 101 ausgebildet sein. In der Praxis umfasst die Isolationsschicht 101 mehrere isolierende Schichten bzw. dielektrische Zwischenebenen-Schichten, die durch Ätzbegrenzungsschichten getrennt sein können. Jede dielektrische Zwischenebenen-Schicht kann ferner eine Mehrzahl von Schichten aufweisen.
Eine erste leitende Materialschicht M₁ ist über dem Werkstück 100 ausgebildet. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Damaszener-Prozess verwendet werden, um die erste leitende Materialschicht M₁ zu bilden. Ein erstes isolierendes Material 101a ist über dem Werkstück 100 ausgebildet. Das erste isolierende Material 101a kann z. B. etwa 1.000 bis 4.000 Å oder etwa 5.000 Å oder weniger, eines Oxids wie SiO₂, eines Nitrids wie Si₃N₄, eines dielektrischen Nieder-k-Materials mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als etwa 3,9, einer Deckschicht, eines Liners, einer Ätzbegrenzungsschicht oder Kombinationen und Mehrfachschichten davon aufweisen. Alternativ kann das erste isolierende Material 101a z. B. andere Abmessungen und Materialien aufweisen. Das erste isolierende Material 101a kann beispielsweise mittels chemischer Dampfabscheidung (CVD), Atomlagenabscheidung (ALD), metallorganischer chemischer Dampfabscheidung (MOCVD), physikalischer Dampfabscheidung (PVD), eines Spin-on-Verfahrens oder Strahldampfabscheidung (JVD) hergestellt werden, obwohl alternativ auch andere Verfahren verwendet werden können.
Das erste isolierende Material 101a ist mit einer Struktur für mehrere erste parallele leitende Elemente 112 strukturiert. Das strukturierte erste Isoliermaterial 101a wird mit einem leitenden Material gefüllt, um die Struktur zu füllen, und überschüssiges leitendes Material wird von der Deckfläche des ersten isolierenden Materials 101a z. B. mittels eines Ätzverfahrens und/oder eines chemisch-mechanischen Polierverfahrens (CMP) entfernt, so dass die mehreren ersten parallelen leitenden Elemente 112 innerhalb des ersten isolierenden Materials 101a ausgebildet werden. Das leitende Material kann z. B. eine oder mehrere leitende Liner und ein Füllmaterial, das über dem Liner ausgebildet ist, aufweisen. Der/Die Liner kann/können beispielsweise Ta, TaN, WN, WCN, Ru, Ti, TiN, TiSiN oder andere Materialien oder Kombinationen davon umfassen und das Füllmaterial kann Al, Cu, W, Ag, andere Metalle oder ein halbleitendes Material umfassen oder Kombinationen davon aufweisen.
Alternativ kann die erste leitende Materialschicht M₁ mittels eines subtraktiven Ätzverfahrens hergestellt werden. Beispielsweise kann ein leitendes Material über dem Werkstück 100 ausgebildet werden, und das leitende Material kann subtraktiv geätzt werden, um die mehreren ersten parallelen leitenden Elemente 112 zu bilden. Das erste Isoliermaterial 101a wird dann zwischen den mehreren ersten parallelen leitenden Elementen 112 abgeschieden.
Als nächstes wird eine zweite leitende Materialschicht V₁ über der ersten leitenden Materialschicht M₁ gebildet. Die zweite leitende Materialschicht V umfasst eine Durchleitungsschicht oder eine Durchleitungsebene in einer Mehrschicht-Zwischenverbindung der Kondensatoranordnung. Ein Einzel- oder Dual-Damaszener-Prozess (in dem z. B. auch zweite parallele leitende Elemente 113 gebildet werden) kann z. B. verwendet werden, um die zweite leitende Materialschicht V₁ zu bilden. Alternativ kann ein subtraktives Ätzverfahren verwendet werden.
Beispielsweise kann in einem Einzel-Damaszener-Prozess ein zweites Isoliermaterial 101b über der ersten leitenden Materialschicht M₁ gebildet werden. Das zweite Isoliermaterial 101b kann ähnliche Materialien und Abmessungen aufweisen und kann unter Verwendung ähnlicher Verfahren hergestellt werden, wie sie z. B. für das erste Isoliermaterial 101a beschrieben sind. Das zweite Isoliermaterial 101b ist mit einer Struktur für mehrere erste Durchgangskontaktierungen 122 über jedes der mehreren ersten parallelen leitenden Elemente 112 mittels eines Lithographieverfahrens strukturiert. Das strukturierte zweite Isoliermaterial 101b ist mit einem leitenden Material gefüllt, um die Struktur zu füllen, und überschüssiges leitendes Material wird von der Deckfläche des zweiten isolierenden Materials 101b mittels eines CMP- und/oder Ätzverfahrens entfernt. Ein leitender Liner kann über dem strukturierten zweiten Isoliermaterial 101b vor dem Füllen der Struktur für die mehreren Durchgangskontaktierungen 122 gebildet werden. Das leitende Material und der leitende Liner können die gleichen Materialien aufweisen, wie sie z. B. für die erste leitende Materialschicht M₁ beschrieben sind.
Eine dritte leitende Materialschicht M₂ wird über der zweiten Schicht aus leitendem Material V₁ gebildet. Die dritte leitende Materialschicht M₂ kann eine Metallisierungsschicht für Leitungen 113 aufweisen. Um die dritte leitende Materialschicht M₂ zu bilden, kann ein Damaszener-Prozess verwendet werden. Ein drittes Isoliermaterial 101c wird über dem zweiten Isoliermaterial 101b ausgebildet. Das dritte Isoliermaterial 101c kann ähnliche Materialien und Abmessungen, wie sie z. B. für das erste Isoliermaterial 101a beschrieben sind, aufweisen. Das dritte Isoliermaterial 101c ist mit einer Struktur für mehrere zweite parallele leitende Elemente 113 strukturiert. Das strukturierte dritte Isolationsmaterial 101c ist mit einem leitenden Material gefüllt, um die Struktur zu füllen, und überschüssiges leitendes Material wird von der Deckfläche des dritten isolierenden Materials 101c mittels eines CMP- und/oder Ätzverfahrens entfernt. Alternativ kann die dritte leitende Materialschicht M₂ mittels eines subtraktiven Ätzverfahrens gebildet werden.
In alternativen Ausführungsformen können die zweite leitende Materialschicht V₁ und die dritte leitende Materialschicht M₂ auch unter Verwendung eines Doppel-Damaszener-Verfahrens ausgebildet werden, wobei eine einzelne Isoliermaterialschicht 101b/101c über dem ersten Isoliermaterial 101a ausgebildet wird. Eine erste Lithographiemaske wird zum Strukturieren der mehreren ersten Durchgangskontaktierungen 122 verwendet und eine zweite Lithographiemaske wird zum Strukturieren der zweiten parallelen leitenden Elemente 113 verwendet. Die Strukturen in dem Isoliermaterial 101b/101c werden dann gleichzeitig mit einem leitenden Material gefüllt.
Nachfolgende Metallebenen und Durchgangsebenen können wie oben beschrieben hergestellt werden. Somit werden mehrere zweite Durchgangskontaktierungen 123 in einem vierten Isoliermaterial 101d ausgebildet, mehrere dritte parallele leitende Elemente 114 in einem fünften isolierenden Material 101e ausgebildet, mehrere dritte Durchgangskontaktierungen 124 in einem sechsten isolierenden Material 101f ausgebildet, mehrere vierte parallele leitende Elemente 115 in einem siebten Isoliermaterial 101g ausgebildet, mehrere vierte Durchgangskontaktierungen 125 in einem achten Isoliermaterial 101h ausgebildet, mehrere fünfte parallele leitende Elemente 116 in einem neunten Isoliermaterial 101h ausgebildet, mehrere fünfte Durchgangskontaktierungen 126 in einem zehnten Isoliermaterial 101j ausgebildet, mehrere sechste parallele leitende Elementen 117 in einem elften Isoliermaterial 101k ausgebildet, mehrere sechste Durchgangskontaktierungen 127 in einem zwölften Isoliermaterial 101l ausgebildet und mehrere siebte parallele leitende Elemente 118 in einem dreizehnten Isoliermaterial 101m ausgebildet.
Die mehreren ersten, zweiten und dritten Metallleitungen 30, 40 und 50, die in 5B gezeigt sind, sind in den 5C und 5D zur Verdeutlichung dargestellt. Somit können die mehreren ersten Metallleitungen 30 eine Metallleitung von jeder der Metallebenen sein. Die Nomenklatur der mehreren ersten, zweiten und dritten Metallleitungen 30, 40 und 50 basiert auf der nachfolgenden Verbindung mit einem Potentialknoten oder dem Fehlen davon (dem Schweben).
6, die die 6A–6B umfasst, stellt eine Kondensatoranordnung, die örtlich getrennte Kondensatoren innerhalb einer Reihenschaltung darstellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei 6A einen schematischen Aufbau und 6B eine Draufsicht darstellt.
In dieser Ausführungsform sind das erste Element C11 und das dritte Element C21 nahe zueinander angeordnet. Ähnlich sind das zweite Element C12, der vierte Kondensator C22, und ein sechster Kondensator C32 nebeneinander angeordnet. Somit ist die Kondensatoranordnung nur für Kurzschlüsse zwischen dem zweiten Element C12 und dem dritten Element C21 anfällig.
Mit Bezug auf 6B kann eine dritte Metallleitung 65 mit mehreren dritten Metallleitungen 50 mittels Durchgangskontaktierungen wie oben beschrieben gekoppelt werden. Ferner sind die mehreren ersten Metallleitungen 30 und die mehreren zweiten Metallleitungen 40 örtlich in zwei getrennte Bereiche, einen ersten Bereich R1 und einen zweiten Bereich R2, über dem Werkstück 100 getrennt. Der erste Bereich R1 umfasst das erste Element C11, das dritte Element C21 sowie andere solche Elemente, während der zweite Bereich R2 das zweite Element C12, das vierte Element C22, das sechste Element C32 und so weiter umfasst.
Mit Bezug auf 6A ist die Kondensatoranordnung dieser Ausführungsform unempfindlicher gegen Kurzschlüsse durch Defekte. Wie oben beschrieben werden in dieser Ausführungsform mehrere erste Metallleitungen 30 von den mehreren zweiten Metallleitungen 40 so weit wie möglich getrennt. Daher sind mit Ausnahme des dritten Elements C21 und des zweiten Elements C12 die anderen Kondensatoren getrennt. Beispielsweise ist in 6B ein Defekt D1, der über den mehreren zweiten Metallleitungen 40 und den mehreren dritten Metallleitungen 50 ausgebildet ist, nicht in der Lage, ein Kondensatorelement zwischen den mehreren ersten Metallleitungen 30 und den mehreren dritten Metallleitungen 50 sowie ein Kondensatorelement zwischen den mehreren zweiten Metallleitungen 40 und den mehreren dritten Metallleitungen 50 kurzzuschließen. Somit kann, wie durch den Defekt D2 veranschaulicht, nur eine bestimmte Position des Defekts die zwei Kondensatoren kurzschließen. Folglich verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass beide Kondensatoren kurzgeschlossen werden, dramatisch.
7, die die 7A–7B umfasst, stellt eine Kondensatoranordnung, die sowohl pixelige als auch örtlich getrennte Kondensatoren innerhalb einer Reihenschaltung darstellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei 7A einen schematischen Aufbau und 7B eine Draufsicht zeigt.
Diese Ausführungsform kombiniert die in 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen. Somit werden in dieser Ausführungsform einige Kondensatoren zusammen gruppiert. Zum Beispiel wird wie in den 7A und 7B dargestellt eine erste Menge von Kondensatorelementen (C11, C21, C31, C41, C51) gemeinsam hergestellt. Eine zweite Menge von Kondensatorelementen (C12, C22, C32, C42, C52 und C62) wird miteinander hergestellt. Die Serie wiederholt sich mit einer dritten Menge von Kondensatorelementen (C61, C71, C81, C91 und C101). Die ungeraden Serien von Kondensatorelementen sind zwischen dem ersten Potentialknoten V1 und dem Zwischenpotential eingekoppelt, während die geraden Serien der Kondensatorelemente (C12, C22, C32, C42, C52, C62) zwischen dem zweiten Potentialknoten V2 und dem Zwischenpotential ausgebildet sind. Ferner ist jede Menge von Kondensatorelementen weiter unterteilt, um die Zuverlässigkeit zu verbessern, wie in dem Aufbau von 7B dargestellt.
Mit Bezug auf 7B ist die dritte Metallleitung 65 jeweils nach wenigen Verbindungen unterbrochen. In verschiedenen Ausführungsformen ist die dritte Metallleitung 65 keine kontinuierliche Leitung. Vielmehr weist die dritte Metallleitung 65 mehrere Leitungssegmente auf. Die Leitungssegmente können eine ausgewählte Anzahl von Kondensatorelementen verbinden. In einer Ausführungsform können die Leitungssegmente kollinear sein. In einer anderen Ausführungsform können die Leitungssegmente gestaffelt sein. Zum Beispiel koppelt in 7B jedes Leitungssegment der dritten Metallleitung 65 mit nur drei Metallleitungen der mehreren dritten Metallleitungen 50. In alternativen Ausführungsformen kann jedes Leitungssegment der dritten Metallleitung 65 mit zwei, vier oder fünf Metallleitungen der mehreren dritten Metallleitungen 50 koppeln.
Diese Struktur, die die zwölf Kondensatoren umfasst, wiederholt sich wieder (siehe auch das gestrichelte Rechteck in ).
8, die die 8A–8B umfasst, stellt eine Kondensatoranordnung, die mehr als zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, dar, wobei 8A einen schematischen Aufbau und 8B eine Draufsicht zeigt.
In verschiedenen Ausführungsformen können mehr als zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet gestapelt werden. Zum Beispiel können die in den 5–7 beschriebenen Ausführungsformen mehr als zwei in Reihe geschaltete Kondensatorelemente umfassen. Zur Veranschaulichung ist in dieser Ausführungsform die Ausführungsform von 5 modifiziert, so dass sie drei in Reihe geschaltete Kondensatoren umfasst. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann dies durch Modifizieren der Lage der Durchgangskontaktierungen unter der ersten vertikalen Metallleitung 60 und der zweiten vertikalen Metallleitung 70 erreicht werden.
Folglich werden in dieser Ausführungsform zwei schwebende Metallleitungen ausgebildet. Wie in 8B dargestellt sind mehrere dritte Metallleitungen 50 und mehrere vierte Metallleitungen 45 schwebend und daher nicht direkt elektrisch mit einem der fixierten Potentialknoten gekoppelt. Somit hat in dieser Ausführungsform jede Reihe drei Kondensatoren. Zum Beispiel können ein erstes Element C11, ein zweites Element C21 und ein drittes Element C31 eine erste Spalte bilden. Ein viertes Element C21, ein fünftes Element C22 und ein sechstes Element C32 bilden eine zweite Spalte, während ein siebtes Element C31, ein achtes Element C32 und ein neuntes Element C33 eine dritte Spalte bilden, und so weiter.
9, die die 9A–9C umfasst, stellt eine Kondensatoranordnung, die ein Klemmen des Schwebepotentials gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, dar, wobei 9A einen schematischen Aufbau, 9B eine Draufsicht und 9C eine Querschnittsansicht zeigt.
In Bezug auf 9A können in verschiedenen Ausführungsformen die zuvor beschriebenen Ausführungsformen, wie z. B. von 4–8, weiter modifiziert werden, um die Schwebeknoten (Floating Knoten) umzuwandeln so dass sie ein fixiertes Potential haben. Zum Beispiel kann das Potential der Schwebeknoten auf ein Mittelpotential zwischen dem ersten Potentialknoten V1 und dem zweiten Potentialknoten V2 fixiert werden. Dies kann durch Hinzufügen eines ersten Widerstand R1 zwischen dem ersten Potentialknoten V1 und dem Schwebeknoten und eines zweiten Widerstands R2 zwischen dem zweiten Potentialknoten V2 und dem Schwebeknoten erreicht werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die Widerstände mittels einer Polysilizium-Leitung 80 (9B und 9C) unter den Metallisierungsschichten implementiert werden.
Dementsprechend kann in verschiedenen Ausführungsformen die Zuverlässigkeit der Kondensatoren ohne eine signifikante Erhöhung des Flächenbedarfs auf dem Chip stark durch Stapeln verbessert werden. In verschiedenen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, dass ein Ausfall von einigen Kondensatoren wegen der Verpixelung der gestapelten Kondensatoren kein signifikantes Driften in dem Kapazitätswert der Kondensatoranordnung aufweist. Dies macht die Verwendung von Stapelkondensatoren im Vergleich zu einem Stapelkondensator ohne Verpixelung sehr attraktiv. Ausführungsformen der Erfindung können aufgrund des einfachen Verbindungsschemas ohne eine Erhöhung der Entwicklungskosten unter den Herstellungskosten implementiert werden. In verschiedenen Ausführungsformen können parallel und in Reihe geschaltete (gestapelte) Schaltungen von einer vertikalen Parallelplattenkondensatoranordnung ohne zusätzlichen Flächenverbrauch implementiert werden. Vorteilhafterweise kann in verschiedenen Ausführungsformen das Verbindungsschema schon durch Ändern der zwei Metallisierungsschichten (z. B. der obersten Metallleitung und Durchgangskontaktierung) geändert werden.
10, die die 10A–10C umfasst, stellt einen vertikalen Parallelplattenkondensator dar, wobei 10A eine schematische Schaltung, 10B eine Draufsicht und 10C eine perspektivische Ansicht zeigt. Wie in 10C dargestellt, kann die letzte Metallschicht verwendet werden, um die einzelne Metallleitung darunter zu verbinden, und als Teil der vertikalen Kondensatorplatten verwendet werden.
Der Kondensator kann durch Anordnen einer Vielzahl von parallel geschalteten Kondensatoren wie in 10A dargestellt gebildet werden. Dies wird durch abwechselnde Anordnung der mehreren ersten Metallleitungen 30 und der mehreren zweiten Metallleitungen 40 implementiert. Die mehreren ersten Metallleitungen 30 sind mit einer ersten vertikalen Metallleitung 60 gekoppelt, während die mehreren zweiten Metallleitungen 40 mit einer zweiten vertikalen Metallleitung 70 gekoppelt sind.
Wie in den verschiedenen Ausführungsformen beschrieben kann der in 10 dargestellte vertikale Parallelplattenkondensator mit einer Kondensatoranordnung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie in 1–9 beschrieben ersetzt werden.
11 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Ausführungsformen der Erfindung anwendet.
Mit Bezug auf einen Kasten 610 in 11 wird die erste Schaltung bereitgestellt, die die in 10 dargestellte Schaltung sein kann. Die erste Schaltung wird zu einer zweiten Schaltung mit einer Kondensatoranordnung wie in einem Kasten 620 beschrieben umgewandelt. Als nächstes wird die zweite Schaltung mittels Halbleiterverarbeitung wie in einem Kasten 630 beschrieben hergestellt.
Obwohl diese Erfindung mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinn ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Erfindung sind für Fachleute bei Bezugnahme auf die Beschreibung offensichtlich. Zur Veranschaulichung können die in den 5–9 beschriebenen Ausführungsformen miteinander in alternativen Ausführungsformen kombiniert werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen umfassen.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hier vorgenommen werden können, ohne vom dem Gedanken und dem Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert werden, abzuweichen. Zum Beispiel ist es für Fachleute leicht zu verstehen, dass viele der beschriebenen Merkmale, Funktionen, Prozesse und Materialien innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verändert werden können.
Außerdem soll der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung, der Materialzusammensetzung, der Mittel, der Verfahren und der Schritte, die in der Beschreibung beschrieben sind, begrenzt sein. Wie ein Fachmann ohne Weiteres aus der Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschätzen kann, können Prozesse, Maschinen, Herstellungsarten, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, die gegenwärtig existieren oder später entwickelt werden sollen und die im Wesentlichen die gleiche Funktion erfüllen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erzielen wie die entsprechenden hier beschriebenen Ausführungsformen, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dementsprechend sollen die beigefügten Patentansprüche innerhalb ihres Umfangs solche Prozesse, Maschinen, Herstellungsarten, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte beinhalten.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Kondensatoranordnung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bilden einer ersten Spalte, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement, die in Reihe geschaltet sind, aufweist; und Bilden einer zweiten Spalte, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement, die in Reihe geschaltet sind, aufweist, wobei die erste Spalte mit der zweiten Spalte parallel geschaltet ist, wobei das zweite Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement innerhalb einer Metallisierungsebene angeordnet ist und wobei das vierte Kondensatorelement zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement innerhalb der Metallisierungsebene angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Kondensatorelement eine erste Platte und eine zweite Platte aufweist, wobei das zweite Kondensatorelement eine dritte Platte und eine vierte Platte umfasst und wobei die zweite Platte und die dritte Platte eine gemeinsame Metallleitung aufweisen; wobei vorzugsweise die gemeinsame Metallleitung schwebend ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Platte mit der zweiten Platte durch einen ersten Widerstand gekoppelt ist und wobei die dritte Platte mit der vierten Platte durch einen zweiten Widerstand gekoppelt ist; wobei vorzugsweise die Kondensatoranordnung eine Polysiliziumleitung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement über einem Werkstück (100) angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Widerstand einen ersten Abschnitt der Polysiliziumleitung umfasst und wobei der zweite Widerstand einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität und eine erste Fläche hat, aufweist; Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung, wobei die Kondensatoranordnung Folgendes aufweist: mehrere Spalten, die in Reihe geschaltete Kondensatorelemente aufweisen, wobei die mehreren Spalten parallel geschaltet sind, um mehrere Zeilen zu bilden, wobei die Kapazität jedes Kondensatorelements in den mehreren Spalten einen Wert hat, der kleiner oder gleich dem Wert der ersten Kapazität ist, und wobei jedes Kondensatorelement in den mehreren Spalten eine Fläche hat, die kleiner ist als die erste Fläche; und Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung in einer Metallisierungsschicht über einem Werkstück (100) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der Zeilen unter den mehreren Zeilen gleich der Anzahl der Spalten unter den mehreren Spalten ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Gesamtfläche der Kondensatoranordnung im Wesentlichen ähnlich zu einer Gesamtfläche des einzelnen Kondensators ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die erste Schaltungsanordnung aufweist, dass andere Schaltungen mit dem einzelnen Kondensator gekoppelt sind, und die zweite Schaltungsanordnung aufweist, dass andere Schaltungen mit der Kondensatoranordnung auf die gleiche Weise wie mit dem einzelnen Kondensator gekoppelt sind.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität hat, aufweist; Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung, wobei die Kondensatoranordnung Folgendes aufweist: mehrere Spalten, die in Reihe geschaltete Kondensatorelemente aufweisen, wobei die mehreren Spalten parallel geschaltet sind, um mehrere Zeilen zu bilden, wobei die Kapazität jedes Kondensatorelements in den mehreren Spalten einen Wert der ersten Kapazität multipliziert mit einem Skalierungsverhältnis hat, wobei das Skalierungsverhältnis eine Gesamtzahl der Elemente in einer Spalte unter den mehreren Spalten dividiert durch eine Gesamtzahl der Elemente in einer Zeile unter den mehreren Zeilen ist; und Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung in einer Metallisierungsschicht über einem Werkstück (100) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der einzelne Kondensator eine erste Fläche besitzt und jedes Kondensatorelement in den mehreren Spalten eine Fläche hat, die kleiner ist als die erste Fläche.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Gesamtfläche der Kondensatoranordnung im Wesentlichen ähnlich zu einer Gesamtfläche des einzelnen Kondensators ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die erste Schaltungsanordnung mit dem einzelnen Kondensator gekoppelte andere Schaltungen aufweist und die zweite Schaltungsanordnung auf die gleiche Weise wie mit dem einzelnen Kondensator mit der Kondensatoranordnung gekoppelte andere Schaltungen aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bereitstellen einer ersten Schaltungsanordnung, die einen einzelnen Kondensator, der eine erste Kapazität hat, aufweist, Erzeugen einer zweiten Schaltungsanordnung durch Ersetzen des einzelnen Kondensators mit einer Kondensatoranordnung mit einer ersten Kapazität, wobei die Kondensatoranordnung Folgendes aufweist eine erste Spalte, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement umfasst, die in Reihe geschaltet sind, eine zweite Spalte, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement aufweist, die in Reihe geschaltet sind, wobei die erste Spalte mit der zweiten Spalte parallel geschaltet ist; und Herstellen einer Schaltung mit der zweiten Schaltungsanordnung, die die Kondensatoranordnung über einem Werkstück (100) aufweist, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement in derselben Metallisierungsschicht angeordnet sind, wobei das zweite Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement innerhalb einer Metallisierungsebene angeordnet ist und wobei das vierte Kondensatorelement zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement innerhalb der Metallisierungsebene angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Spalte ein fünftes Kondensatorelement, das mit dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement in Reihe geschaltet ist, aufweist und wobei die zweite Spalte ein sechstes Kondensatorelement, das mit dem dritten und dem vierten Kondensatorelement in Reihe geschaltet ist, aufweist; wobei vorzugsweise das fünfte Kondensatorelement zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem zweiten Kondensatorelement angeordnet ist und wobei das sechste Kondensatorelement zwischen dem dritten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei das erste Kondensatorelement eine erste Platte und eine zweite Platte aufweist, wobei das zweite Kondensatorelement eine dritte Platte und eine vierte Platte aufweist und wobei die zweite Platte und die dritte Platte eine gemeinsame Metallleitung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die gemeinsame Metallleitung schwebend ist; und/oder wobei die erste Platte mit der zweiten Platte durch einen ersten Widerstand gekoppelt ist und wobei die dritte Platte mit der vierten Platte durch einen zweiten Widerstand gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Schaltung eine Polysiliziumleitung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement über dem Werkstück (100) angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Widerstand einen ersten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist und wobei der zweite Widerstand einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist; wobei vorzugsweise der erste und der zweite Widerstand eine Widerstandsvorrichtung aufweisen, die eine Polysiliziumleitung, eine Diffusionsfläche oder eine aktive Vorrichtung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Kondensatoranordnung eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung ist.
Kondensator, der Folgendes aufweist: eine erste Zeile, die ein erstes Kondensatorelement und ein zweites Kondensatorelement, die parallel geschaltet sind, aufweist; und eine zweite Zeile, die ein drittes Kondensatorelement und ein viertes Kondensatorelement, die parallel geschaltet sind, aufweist, wobei die erste Zeile mit der zweiten Zeile in Reihe geschaltet ist, wobei das zweite Kondensatorelement in einer Metallisierungsebene über einem Werkstück (100) zwischen dem ersten Kondensatorelement und dem dritten Kondensatorelement angeordnet ist, wobei das dritte Kondensatorelement in der Metallisierungsebene zwischen dem zweiten Kondensatorelement und dem vierten Kondensatorelement angeordnet ist und wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement in der Metallisierungsebene angeordnet sind.
Kondensator nach Anspruch 20, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Kondensatorelement die gleiche erste Kapazität besitzen.
Kondensator nach Anspruch 20 oder 21, wobei die erste Zeile ein fünftes Kondensatorelement, das mit dem ersten und dem zweiten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, umfasst und wobei die zweite Zeile ein sechstes Kondensatorelement, das mit dem dritten und dem vierten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, aufweist; wobei vorzugsweise die erste Zeile ein fünftes Kondensatorelement aufweist, das mit dem ersten Kondensatorelement und dem zweiten Kondensatorelement parallel geschaltet ist, und wobei das vierte Kondensatorelement zwischen dem dritten Kondensatorelement und dem fünften Kondensatorelement angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei der Kondensator eine vertikale Parallelplattenkondensatoranordnung ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei das erste Kondensatorelement eine erste Metallleitung und eine zweite Metallleitung umfasst, wobei das zweite Kondensatorelement die zweite Metallleitung und eine dritte Metallleitung aufweist, wobei die erste Metallleitung des ersten Kondensatorelements mit der dritten Metallleitung des zweiten Kondensatorelements durch eine erste vertikale Metallleitung, die in einer Richtung senkrecht zu der ersten und der dritten Metallleitung des ersten und des zweiten Kondensatorelements orientiert ist, gekoppelt ist.
Kondensator, der Folgendes aufweist: eine erste Leitung, die in einer ersten Richtung, die über einem Substrat in einer ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist; eine zweite Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist und die kapazitiv mit der ersten Leitung gekoppelt ist; eine dritte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die zweite Leitung zwischen der ersten und der dritten Leitung angeordnet ist; eine erste senkrechte Leitung, die in einer zweiten Richtung, die in einer zweiten Metallebene über der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die erste Leitung mit der ersten senkrechten Leitung gekoppelt ist und wobei die erste Richtung senkrecht zur zweiten Richtung ist; und eine zweite senkrechte Leitung, die in der zweiten Richtung, die in der zweiten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die zweite senkrechte Leitung mit der dritten Leitung gekoppelt ist, wobei die erste senkrechte Leitung mit einem ersten Potentialknoten gekoppelt ist und wobei die zweite senkrechte Leitung mit einem zweiten Potentialknoten gekoppelt ist.
Kondensator nach Anspruch 25, wobei die dritte Leitung mit der zweiten Leitung kapazitiv gekoppelt ist.
Kondensator nach Anspruch 25 oder 26, wobei die zweite Leitung schwebend ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die zweite Leitung mit dem ersten Potentialknoten durch einen ersten Widerstand gekoppelt ist und mit dem zweiten Potentialknoten durch einen zweiten Widerstand gekoppelt ist; wobei vorzugsweise der erste Widerstand einen ersten Abschnitt einer Polysiliziumleitung aufweist und wobei der zweite Widerstand einen zweiten Abschnitt der Polysiliziumleitung aufweist.
Kondensator nach Anspruch 28, wobei der erste und der zweite Widerstand eine Widerstandsvorrichtung aufweisen, die eine Polysiliziumleitung, eine Diffusionsfläche oder eine aktive Vorrichtung aufweisen.
Kondensator nach einem der Ansprüche 25 bis 29, der ferner Folgendes aufweist: eine vierte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die vierte Leitung mit der dritten Leitung kapazitiv gekoppelt ist; und eine fünfte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die fünfte Leitung mit der vierten Leitung kapazitiv gekoppelt ist, wobei die vierte Leitung zwischen der dritten und der fünften Leitung angeordnet ist, und wobei die fünfte Leitung mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt ist; wobei vorzugsweise der Kondensator ferner eine dritte senkrechte Leitung aufweist, die in der zweiten Richtung, die in der zweiten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die zweite und die vierte Leitung mit der dritten senkrechten Leitung gekoppelt sind.
Kondensator nach Anspruch 30, der ferner Folgendes aufweist: eine sechste Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die sechste Leitung mit der fünften Leitung kapazitiv gekoppelt ist; und eine siebte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die siebte Leitung mit der sechsten Leitung kapazitiv gekoppelt ist und wobei die sechste Leitung zwischen der fünften und der siebten Leitung angeordnet ist; wobei vorzugsweise die sechste Leitung mit einer vierten senkrechten Leitung gekoppelt ist und wobei die siebte Leitung mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt ist; und/oder wobei vorzugsweise die sechste Leitung mit der dritten senkrechten Leitung gekoppelt ist und wobei die siebte Leitung mit der zweiten senkrechten Leitung gekoppelt ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 25 bis 31, der ferner Folgendes aufweist: eine vierte Leitung, die in der ersten Richtung, die über dem Substrat in der ersten Metallebene angeordnet ist, orientiert ist, wobei die vierte Leitung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angeordnet ist und wobei die vierte Leitung mit der zweiten Leitung und der dritten Leitung kapazitiv gekoppelt ist.