KR20060072412A - 고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간 커패시터 - Google Patents

고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간 커패시터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 금속간 커패시터는, 수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제1 금속막 블록과, 제1 금속막 블록과 인접한 위치에서 수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제2 금속막 블록이 어레이 형태로 배열되는데, 제1 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택 및 제2 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택은 각각 적어도 2개가 나란하게 배치된다.
금속간(MTM) 커패시터, 폴형 커패시터, 수평 커패시턴스

Description

고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간 커패시터{Metal-To-Metal capacitor having high lateral capacitance}
도 1은 종래의 금속간 커패시터의 일 예로 이상적인 폴 커패시터를 나타내 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 이상적인 폴 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 3은 종래의 금속간 커패시터의 일 예로 실제의 폴 커패시터를 나타내 보인 도면이다.
도 4는 도 3의 실제의 폴 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 5는 종래의 금속간 커패시터의 다른 예로 이상적인 수직판 커패시터를 나타내 보인 도면이다.
도 6은 도 5의 이상적인 수직판 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 7은 종래의 금속간 커패시터의 다른 예로 실제의 수직판 커패시터를 나타내 보인 도면이다.
도 8은 도 7의 실제의 수직판 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 9는 본 발명에 따른 금속간 커패시터를 나타내 보인 도면이다.
도 10은 도 9의 금속간 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
본 발명은 아날로그 회로에서 주로 채용하는 수동소자인 커패시터에 관한 것으로서, 특히 고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간(Metal-To-Metal; 이하 MTM) 커패시터에 관한 것이다.
현재 효율적인 커패시턴스 밀도를 갖는 소자로서 금속-절연체-금속(Metal-Insulator-Metal; 이하 MIM) 커패시터가 여러 분야에서 사용되고 있다. 그러나 이 MIM 커패시터가 갖고 있는 비용 및 공정시간 측면에서의 단점을 보완하기 위하여 일반적인 공정을 이용하는 MTM 커패시터가 제안된 바 있다.
도 1은 종래의 금속간 커패시터의 일 예로 이상적인 폴(pole) 커패시터를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 2는 도 1의 이상적인 폴 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 복수개의 제1 금속막 블록(110)들이 수직방향으로 상호 이격되도록 배치되고, 그 사이 사이에는 비아컨택(130)이 배치된다. 제2 금속막 블록(120)들도 수직방향으로 상호 이격되도록 배치되고, 그 사이 사이에는 비아컨택(130)이 배치된다. 제1 금속막 블록(110)과 제2 금속막 블록(120)은, 도면에 나타내지는 않았지만 유전체막(미도시)에 의해 상호 이격되며, 수평방향으로 제1 금속막 블록(110)과 제2 금속막 블록(120)이 교대로 배치된다.
도 3은 종래의 금속간 커패시터의 일 예로 실제의 폴 커패시터를 나타내 보 인 도면이다. 그리고 도 4는 도 3의 실제의 폴 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다. 도 3 및 도 4에서 도 1 및 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실제의 폴 커패시터는 비아컨택(130)이 원형의 단면을 갖도록 형성된다. 그런데 이와 같은 폴 커패시터는 비아컨택(130)과 제1 금속막 블록(110) 또는 비아컨택(130)과 제2 금속막 블록(120) 사이의 오버랩 마진(overlap margin)에 의해 커패시터 자체의 크기가 증가하여 단위면적당의 효율이 떨어진다는 단점을 갖는다.
도 5는 종래의 금속간 커패시터의 다른 예로 이상적인 수직판(vertical plate) 커패시터를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 6은 도 5의 이상적인 수직판 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 스트라이프 형태의 제1 금속막 라인(510)들이 수직방향으로 상호 이격되도록 배치되고, 그 사이 사이에는 비아컨택(530)이 배치되어 제1 수직판(510a)이 구성된다. 역시 스트라이프 형태의 제2 금속막 라인(520)들도 수직방향으로 상호 이격되도록 배치되고, 그 사이 사이에는 비아컨택(530)이 배치되어 제2 수직판(520a)이 구성된다. 제1 수직판(510a)과 제2 수직판(520a)은, 도면에 나타내지는 않았지만 유전체막(미도시)에 의해 상호 이격되며, 수평방향으로 제1 수직판(510a)과 제2 수직판(520a)이 교대로 배치된다.
도 7은 종래의 금속간 커패시터의 다른 예로 실제의 수직판 커패시터를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 8은 도 7의 실제의 수직판 커패시터를 상부에서 바라 본 레이아웃도이다. 도 7 및 도 8에서 도 5 및 도 6과 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 실제의 수직판 커패시터는 비아컨택(530)이 원형의 단면을 갖도록 형성된다. 그런데 이와 같은 수직판 커패시터는, 실제 공정상에서 비아 어레이로써 비아의 제1 금속막 라인(510)이 수직방향으로 나란한 구조로 형성하기가 용이하지 않으며, 더욱이 비아컨택(530)이 원형으로 형성되므로 수평 커패시턴스의 추가 성분으로 기대하기가 부족하다는 단점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비아컨택과 금속막 블록의 오버랩 마진에 의한 불필요한 면적의 낭비를 막는 금속간 커패시터를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 금속간 커패시터는,
수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제1 금속막 블록과, 상기 제1 금속막 블록과 인접한 위치에서 수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제2 금속막 블록이 어레이 형태로 배열되는 금속간 커패시터에 있어서,
상기 제1 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택 및 상기 제2 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택은 적어도 2개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 비아컨택은 원형의 단면을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 금속막 블록 및 제2 금속막 블록 사이에 배치되는 유전체막을 더 구비할 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.
도 9는 본 발명에 따른 금속간 커패시터를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 10은 도 9의 금속간 커패시터를 상부에서 바라본 레이아웃도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 금속간 커패시터는 폴(pole) 구조를 갖는 금속간 커패시터로서, 복수개의 제1 금속막 블록(910)들이 수직방향으로 상호 이격되도록 배치된다. 수직방향으로 상호 인접한 제1 금속막 블록(910)들은 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)에 의해 상호 연결된다. 도면에 나타내지는 않았지만 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)은 유전체막(미도시)에 의해 상호 이격된다.
복수개의 제2 금속막 블록(920)들도 수직방향으로 상호 이격되도록 배치되는데, 수직방향으로 상호 인접한 제2 금속막 블록(920)들은 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)에 의해 상호 연결된다. 마찬가지로 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)은 유전체막(미도시)에 의해 상호 이격된다.
제1 금속막 블록(910)과 제2 금속막 블록(920)은, 도면에 나타내지는 않았지만 유전체막(미도시)에 의해 상호 이격되며, 수평방향으로 제1 금속막 블록(910)과 제2 금속막 블록(920)이 교대로 배치된다. 따라서 어느 하나의 제1 금속막 블록(910)은 제2 금속막 블록(920)에 의해 둘러싸이는 구조가 형성되며, 마찬가지로 제2 금속막 블록(92)도 제1 금속막 블록(910)에 의해 둘러싸이는 구조가 형성된다. 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)은 원형의 단면 구조를 갖는다.
이와 같은 폴 구조의 금속간 커패시터는, 폴 구조의 금속간 커패시터가 갖고 있는 고효율의 수평적 커패시턴스를 형성할 수 있는 장점을 여전히 갖고 있으면서도, 두 개의 비아컨택, 즉 제1 비아컨택(931) 및 제2 비아컨택(932)에 의해 제1 금속막 블록(910)들 사이의 연결 및 제2 금속막 블록(920)들 사이의 연결이 이루어짐에 따라, 수평방향으로의 고유 커패시턴스(intrinsic capacitance) 성분과 가장자리에서의 프린지 커패시턴스(fringe capacitance) 성분을 동시에 얻을 수 있다. 따라서 금속 라인의 최소폭을 충족시켜줌으로써 제한된 공간에 대해 최대한의 커패시터 블록 어레이가 들어가게 할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간 커패시터에 의하면, 두 개의 비아컨택에 의해 금속막 블록들 사이의 연결이 이루어지므로, 고효율의 수평 커패시턴스를 얻을 수 있으면서, 동시에 비아컨택과 금속막 블록의 오버랩 마진에 의한 불필요한 면적이 낭비되는 문제가 발생되지 않도록 하는 이점이 제공된다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상 의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.

Claims (3)

  1. 수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제1 금속막 블록과, 상기 제1 금속막 블록과 인접한 위치에서 수직방향으로 비아컨택에 의해 상호 연결되는 복수개의 제2 금속막 블록이 어레이 형태로 배열되는 금속간 커패시터에 있어서,
    상기 제1 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택 및 상기 제2 금속막 블록들을 수직방향으로 연결하는 비아컨택은 적어도 2개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 금속간 커패시터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비아컨택은 원형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 금속간 커패시터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속막 블록 및 제2 금속막 블록 사이에 배치되는 유전체막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속간 커패시터.
KR1020040111037A 2004-12-23 2004-12-23 고효율의 수평 커패시턴스를 갖는 금속간 커패시터 KR20060072412A (ko)

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