FR3125919A1 - Condensateur métal/isolant/métal (MIM) - Google Patents
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Abstract
Condensateur métal/isolant/métal (MIM) L’invention concerne des condensateurs métal-isolant-métal. Dans un exemple, un condensateur comprend une première plaque d’électrode, et un premier diélectrique de condensateur sur la première plaque d’électrode. Une deuxième plaque d’électrode est sur le premier diélectrique de condensateur et est sur la première plaque d’électrode et parallèle à celle-ci, et un deuxième diélectrique de condensateur est sur la deuxième plaque d’électrode. Une troisième plaque d’électrode est sur le deuxième diélectrique de condensateur et est sur la deuxième plaque d’électrode et parallèle à celle-ci, et un troisième diélectrique de condensateur est sur la troisième plaque d’électrode. Une quatrième plaque d’électrode est sur le troisième diélectrique de condensateur et est sur la troisième plaque d’électrode et parallèle à celle-ci. Dans un autre exemple, un condensateur comprend une première électrode, un diélectrique de condensateur sur la première électrode, et une seconde électrode sur le diélectrique de condensateur. Le diélectrique de condensateur comprend une pluralité de premières couches diélectriques et de secondes couches diélectriques alternées.
Description
Référence croisée avec les demandes apparentées
La présente demande revendique le bénéfice de la demande provisionnelle américaine n° 63/072.822, intitulée « METAL INSULATOR METAL (MIM) CAPACITOR », déposée le 31 août 2020, et revendique le bénéfice de la demande provisionnelle américaine n° 63/072.814, intitulée « NANOLAMINATE DIELECTRICS FOR METAL INSULATOR METAL (MIM) CAPACITOR », déposée le 31 août 2020.
Des modes de réalisation de la description relèvent du domaine de la fabrication de structures de circuits intégrés de pointe et, en particulier, de condensateurs métal/isolant/métal (MIM).
Arrière-plan technique
Ces dernières décennies, la miniaturisation de caractéristiques dans des circuits intégrés a été un moteur dans le secteur des semi-conducteurs en croissance constante. La réduction permanente des caractéristiques permet d’augmenter la densité d’unités fonctionnelles sur l’espace limité des puces à semi-conducteurs. Par exemple, la réduction de la taille des transistors permet d’incorporer un nombre accru de dispositifs de mémoire ou logiques sur une puce, conduisant à la fabrication de produits présentant une capacité accrue. La recherche d’une capacité toujours plus grande, cependant, n’est pas sans poser problème. Le besoin d’optimiser les performances de chaque dispositif devient de plus en plus significatif.
La variabilité des processus de fabrication classiques et actuellement connus peut limiter la possibilité de les étendre davantage à des nœuds de plus en plus petits. Par conséquent, la fabrication des composants fonctionnels nécessaires à de futurs nœuds technologiques peut nécessiter l’introduction de nouvelles méthodologies ou l’intégration de nouvelles technologies dans les processus de fabrication actuels ou en remplacement de ceux-ci.
Brève description des figures
] La illustre un schéma de base illustrant l’intégration d’un condensateur de découplage MIM dans une pile d’interconnexion de trou métallisé.
La montre des coupes transversales comparatives d’empilements de condensateurs MIM à 3 plaques par rapport à des empilements à 4 ou 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La comprend un graphique de variabilité montrant l’augmentation de 5 fois de la capacité normalisée entre le MIM à 3 plaques et celui à 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est un schéma qui compare l’ancien MIM à 3 plaques aux différentes configurations possibles utilisant les schémas MIM à 4 et 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est un schéma d’une connexion de trou métallisé à une plaque d’électrode MIM dans le MIM à 3 plaques par rapport à un MIM à 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est un graphique qui démontre l’amélioration effective de la fréquence du produit lors de l’ajout d’une capacité MIM totale, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est une structure schématique d’un empilement diélectrique MIM classique.
La illustre une vue en coupe transversale d’un condensateur où les matériaux à k faible sont retirés et où un réseau périodique à l’échelle nanométrique de matériaux à k élevée est utilisé, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est une illustration schématique d’un super-réseau HiK/LowK, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La est un graphique montrant l’amélioration effective de l’IDV en fonction de la valeur de capacité, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La illustre une vue en coupe transversale d’une structure de circuit intégré comportant quatre couches de métallisation avec une composition de lignes métalliques et un pas au-dessus de deux couches de métallisation avec une composition de lignes métalliques différente et un pas plus petit, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La illustre un dispositif informatique selon une mise en œuvre de l’invention.
La illustre un interposeur qui comprend un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention.
La est une vue isométrique d’une plate-forme informatique mobile employant un CI fabriqué selon un ou plusieurs procédés décrits dans le présent document ou comprenant une ou plusieurs caractéristiques décrites dans le présent document, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
La illustre une vue en coupe transversale d’une puce montée de façon retournée, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
Claims (20)
- Structure de condensateur, comprenant :
une première plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une deuxième plaque sur et parallèle à la première plaque, la deuxième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une troisième plaque sur et parallèle à la deuxième plaque, la troisième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une quatrième plaque sur et parallèle à la troisième plaque, la quatrième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une cinquième plaque sur et parallèle à la quatrième plaque, la cinquième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une première couche diélectrique entre la première plaque et la cinquième plaque, la première couche diélectrique comprenant un premier matériau à constante k élevée ayant une première composition ; et
une deuxième couche diélectrique entre la première plaque et la cinquième plaque, la deuxième couche diélectrique comprenant un deuxième matériau à constante k élevée ayant une deuxième composition différente de la première composition. - Structure de condensateur selon la revendication 1, dans laquelle le deuxième matériau à constante k élevée et le premier matériau à constante k élevée sont entre la première plaque et la deuxième plaque.
- Structure de condensateur selon l'une quelconque des revendications 1-2, dans laquelle le deuxième matériau à constante k élevée est directement sur le premier matériau à constante k élevée.
- Structure de condensateur selon l'une quelconque des revendications 1-3, dans laquelle la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque sont situées verticalement entre une première couche de métallisation de fin de chaîne et une deuxième couche de métallisation de fin de chaîne.
- Structure de condensateur selon la revendication 4, dans laquelle une troisième couche diélectrique est entre la première couche de métallisation de fin de chaîne et la première plaque, et une quatrième couche diélectrique est entre la deuxième couche de métallisation de fin de chaîne et la cinquième plaque.
- Structure de condensateur selon l'une quelconque des revendications 1-5, dans laquelle un trou traversant conducteur est directement connecté à seulement deux plaques parmi la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque.
- Structure de condensateur selon la revendication 6, dans laquelle le trou traversant conducteur est latéralement espacé des trois autres plaques parmi la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque.
- Structure de condensateur selon la revendication 6, dans laquelle un deuxième trou traversant conducteur est directement connecté aux trois autres plaques parmi la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque.
- Structure de condensateur selon l'une quelconque des revendications 1-8, dans laquelle un trou traversant conducteur est directement connecté à seulement trois plaques parmi la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque.
- Structure de condensateur selon l'une quelconque des revendications 1-9, dans laquelle la première composition comprend du hafnium.
- Structure de condensateur selon la revendication 10, dans laquelle la deuxième composition comprend du zirconium.
- Dispositif informatique, comprenant :
une carte ; et
un composant couplé à la carte, le composant comprenant une structure de condensateur, comprenant :
une première plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une deuxième plaque sur et parallèle à la première plaque, la deuxième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une troisième plaque sur et parallèle à la deuxième plaque, la troisième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une quatrième plaque sur et parallèle à la troisième plaque, la quatrième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une cinquième plaque sur et parallèle à la quatrième plaque, la cinquième plaque comprenant du titane et de l'azote ;
une première couche diélectrique entre la première plaque et la cinquième plaque, la première couche diélectrique comprenant un premier matériau à constante k élevée ayant une première composition ; et
une deuxième couche diélectrique entre la première plaque et la cinquième plaque, la deuxième couche diélectrique comprenant un deuxième matériau à constante k élevée ayant une deuxième composition différente de la première composition. - Dispositif informatique selon la revendication 12, comprenant en outre :
une mémoire couplée à la carte. - Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-13, comprenant en outre :
une puce de communication couplée à la carte. - Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-14, comprenant en outre :
une caméra couplée à la carte. - Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-15, comprenant en outre :
une batterie couplée à la carte. - Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-16, comprenant en outre :
une antenne couplée à la carte. - Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-17, dans lequel le composant est une puce de circuit intégré mise en boîtier.
- Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-18, dans lequel le composant est sélectionné dans le groupe constitué par un processeur, une puce de communication et un processeur de signal numérique.
- Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 12-19, le dispositif informatique étant sélectionné dans le groupe constitué par un téléphone mobile, un ordinateur portable, un ordinateur de bureau, un serveur et un décodeur..
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| US20140159200A1 (en) * | 2012-12-08 | 2014-06-12 | Alvin Leng Sun Loke | High-density stacked planar metal-insulator-metal capacitor structure and method for manufacturing same |
| US20190371883A1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | International Business Machines Corporation | Multilayer buried metal-insultor-metal capacitor structures |
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-
2021
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| US20140159200A1 (en) * | 2012-12-08 | 2014-06-12 | Alvin Leng Sun Loke | High-density stacked planar metal-insulator-metal capacitor structure and method for manufacturing same |
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| FR3113779A1 (fr) * | 2020-08-31 | 2022-03-04 | Intel Corporation | Condensateur métal/isolant/métal |
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