TWI825777B - 電容器結構 - Google Patents

Abstract

一種電容器結構包括：第一金屬線；第二金屬線；並聯耦合在該第一金屬線和該第二金屬線之間的複數個第一電容器單元和複數個第二電容器單元；每一個該第一電容器單元包括：耦合到該第一金屬線的第一下電極；該第一下電極上方的第一介電材料；和位於該第一介電材料上方並耦合到該第二金屬線的第一上電極；每一個該第二電容器單元包括：耦合到該第二金屬線的第二下電極；該第二下電極上方的第二介電材料；和位於該第二介電材料上方並耦合到該第一金屬線的第二上電極；其中施加到該第一金屬線的第一電壓不同於施加到該第二金屬線的第二電壓。

Description

電容器結構

本發明涉及一種電容器陣列，特別是涉及一種具有低等效串聯電感（equivalent series inductance，ESL）的電容器陣列。

集成電路（IC）變得越來越重要。數百萬人使用應用了IC的應用。 這些應用包括行動電話、智能手機、平板電腦、膝上型電腦、筆記本電腦、PDA、無線電子郵件終端、MP3 音頻和視頻播放器以及便攜式無線網絡瀏覽器。集成電路越來越多地包括用於信號控制和處理的強大和高效的板上資料存儲和邏輯電路。

隨著高性能IC在更高頻率和更低電源電壓下需要更多電流，電源系統設計變得越來越具有挑戰性。當數位電路（digital circuit）（例如，微處理器）包括大量在ON和OFF狀態之間交替的電晶體時，使用去耦電容器來降低電源噪聲變得越來越重要。

本發明提供電容器結構，可具有較低的ESL。

在一些實施例中，本發明提供的電容器結構可包括：第一金屬線；第二金屬線；並聯耦合在該第一金屬線和該第二金屬線之間的複數個第一電容器單元；並聯耦合在該第一金屬線和該第二金屬線之間的複數個第二電容器單元；其中每一個該第一電容器單元包括：耦合到該第一金屬線的第一下電極；該第一下電極上方的第一介電材料；和位於該第一介電材料上方並耦合到該第二金屬線的第一上電極； 其中每一個該第二電容器單元包括：耦合到該第二金屬線的第二下電極；該第二下電極上方的第二介電材料；和位於該第二介電材料上方並耦合到該第一金屬線的第二上電極；其中施加到該第一金屬線的第一電壓不同於施加到該第二金屬線的第二電壓。

在一些實施例中，本發明提供的電容器結構可包括：一電容器陣列，該電容器陣列包括：複數條第一金屬線；複數條第二金屬線，其中該複數條第一金屬線與該複數條第二金屬線在該電容器陣列中交替佈置且彼此平行；複數個第一電容器單元，佈置在該電容器陣列的奇數行中；和複數個第二電容器單元，佈置在該電容器陣列的偶數行中，其中該複數個第一電容器單元的第一下電極耦合到該複數條第一金屬線，並且該複數個第一電容器單元的第一上電極耦合到該複數條第二金屬線，其中該複數個第二電容器單元的第二下電極耦合到該複數條第二金屬線，並且該複數個第二電容器單元的第二上電極耦合到該複數條第一金屬線，其中施加到該複數條第一金屬線的第一電壓不同於施加到該複數條第二金屬線的第二電壓。

綜上所述，本發明所提供的電容器結構中第一電容器單元和第二電容器單元的上電極耦合到不同的金屬線，第一電容器單元和第二電容器單元的下電極也耦合到不同的金屬線，由此引起感應抵消，進而使得本發明的電容器結構具有較低的ESL。

以下描述是實施本發明的最佳預期模式。這些描述是為了說明本發明的一般原理而作出的，不應理解為是限制性的。本發明的範圍最好通過參考所附申請專利範圍來確定。

以下還描述了實施例的一些變體。在各個視圖和說明性實施例中，相同的附圖標記用於表示相同的元件。應當理解，可以在所公開的方法之前、之中和/或之後提供額外的操作，且所公開的方法中包括的一些操作在其他實施例中可以被替換或消除。

此外，為了便於描述，本文可以使用諸如“……下方”、“……下面”、“上層”、“……上方”、“下層”等空間相關術語來描述一個元素或部件與如圖所示的另一個元素或部件的關係。

圖1是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列100A的示意圖。電容器陣列100A包括複數個電容器單元10和複數個電容器單元20。在電容器陣列100A中，電容器單元10和20在每一列（row）中交替佈置。此外，由電容器單元10形成的行（column）和由電容器單元20形成的行交替佈置。在一些實施例中，電容器單元10佈置在奇數（odd）行中並且電容器單元20佈置在偶數行中。在另一些實施例中，電容器單元20佈置在奇數行中並且電容器單元10佈置在偶數行中。

在一些實施例中，電容器單元10和電容器單元20具有相同的電容值。在一些實施例中，電容器單元10和電容器單元20具有相似的結構。例如，電容器單元10和20的上電極（top electrode）形成於同一上層（upper）金屬層中（即形成於同一平面中），電容器單元10、20的下電極（bottom electrode）形成於同一下層（lower）金屬層中（即形成於同一平面中）。通常，每一個電容器單元可至少包括上電極、下電極及用於隔離兩個電極的介電材料。另外，電容器單元10與電容器單元20的差異在於電容器單元10與電容器單元20的連接配置不同。例如，電容器單元10的每一個上電極通過相應的金屬線耦合到電源線（例如，VDD），並且電容器單元20的每一個上電極通過相應的金屬線耦合到地線（例如，VSS/GND）。此外，電容器單元10的每一下電極通過相應的金屬線耦合到地線，並且電容器單元20的每一下電極通過相應的金屬線耦合到電源線。電容器陣列100A用作電源線和地線之間的去耦電容器。

圖2根據本發明的一些實施例顯示圖1的電容器陣列100A中的區域102A的電容器結構。在區域102A中，電容器單元10a、20a、10b和20b交替佈置在列ROW2中。電容器單元10a包括下電極130a與上電極135a，其中下電極130a的面積大於上電極135a的面積。電容器單元20a包括下電極132a和上電極137a，其中下電極132a的面積大於上電極137a的面積。電容器單元10b包括下電極130b和上電極135b，其中下電極130b的面積大於上電極135b的面積。電容器單元20b包括下電極132b和上電極137b，其中下電極132b的面積大於上電極137b的面積。此外，在電容器陣列100A中，電容器單元10的數量等於的電容器單元20的數量。

電容器單元10和20的下電極具有相同的面積。例如，電容器單元10a的下電極130a與電容器單元20a的下電極132a具有相同的第一面積。此外，電容器單元10和20的上電極具有相同的面積。例如，電容器單元10a的上電極135a和電容器單元20a的上電極137a具有相同的第二面積。在本實施例中，電容器單元10/20的下電極通過上連接結構耦合到對應的信號線，且第一面積大於第二面積。在一些實施例中，電容器單元10/20的下電極通過下連接結構耦合到對應的信號線，此時電容器單元10/20的下電極的第一面積可小於或等於或大於電容器單元10/20的上電極的第二面積。

在一些實施例中，下電極130a和130b以及下電極132a和132b形成在第一金屬層中，並且上電極135a和135b以及上電極137a和137b形成在第一金屬層上的第二金屬層中。在一些實施例中，下電極130a、130b、132a和132b具有相同的面積，而上電極135a、135b、137a和137b具有相同的面積。此外，下電極130a、130b、132a和132b以及上電極135a、135b、137a和137b由相同的導電材料（例如鎢（W））形成。

電容器單元10c、20c、10d和20d交替佈置在列ROWl中。類似地，下電極130c和130d以及下電極132c和132d形成在第一金屬層中，並且上電極135c和135d以及上電極137c和137d形成在第二金屬層中。在一些實施例中，下電極130c、130d、132c和132d具有相同的面積，並且上電極135c、135d、137c和137d具有相同的面積，但上電極135c、135d、137c和137d具有的面積小於下電極130c、130d、132c和132d具有的面積。

複數個上電極 135a至135d 和137a 至137d在Y方向上延伸。此外，佈置在同一行中的複數個上電極彼此分離。例如，上電極135a與上電極135c分離，並且上電極137a與上電極137c分離。

複數個下電極130a至130d和132a至132d在Y方向上延伸。此外，佈置在同一行中的複數個下電極彼此分離。例如，下電極130a與下電極130c分離，並且下電極132a與下電極132c分離。在一些實施例中，佈置在同一行中的下電極集成在同一個下電極中。換言之，佈置在同一行中的下電極共用同一個下電極。

在圖2中，金屬線140a至140c和金屬線142a至142c形成在相同的金屬層中且位於電容器單元10a至10d和20a至20d上方。金屬線140a至140c和142a至142c在X方向上延伸並且交替佈置。舉例來說，金屬線142a位於金屬線140a及140b之間且與金屬線140a及140b平行，且金屬線140b位於金屬線142a及142b之間且與金屬線142a及142b平行。金屬線140a至140c被配置為向電容器單元10和20提供第一電壓信號，金屬線142a至142c被配置為向電容器單元10和20提供第二電壓信號，其中第一電壓信號不同於第二電壓信號。在一些實施例中，金屬線140a至140c是地線，而金屬線142a至142c是電源線。在另一些實施例中，金屬線140a至140c是電源線，而金屬線142a至142c是地線。

在列ROW2中，金屬線140a和140b通過通孔（接觸或連接部件）148耦合到下電極130a和130b。此外，金屬線140a和140b通過通孔（接觸或連接部件）145耦合到上電極137a和137b。此外，金屬線142a通過通孔148耦合到下電極132a和132b。此外，金屬線142a通過通孔145耦合到上電極135a和135b。在列ROW1中，金屬線140c通過通孔148耦合到下電極130c和130d。此外，金屬線140c通過通孔145耦合到上電極137c和137d。金屬線142b和金屬線142c通過通孔148耦合到下電極132c和132d。此外，金屬線142b和142c通過通孔145耦合到上電極135c和135d。應該注意，通孔145和148的數量用於作為示例，而不用於限製本發明。

如上所述，電容器單元10和20具有相似的結構。下面以電容器單元20a為例對電容器單元10、20的結構進行說明。此外，假設金屬線140a至140c被配置為提供接地信號VSS，而金屬線142a至142c被配置為提供電源信號VDD。

圖3A根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a沿圖2中的線A-AA的截面圖。下電極132a形成在半導體襯底110上方。金屬線140a、142a和140b形成在下電極132a上方的金屬層Mx中。金屬線142a通過通孔148耦合到下電極132a。因此，電源信號VDD通過通孔148和金屬線142a被施加到下電極132a。通孔148具有高度（厚度或深度）H1。

圖3B根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a沿圖2中的線B-BB的截面圖。下電極132a形成在半導體襯底110上方。介電材料133形成在下電極132a上方。上電極137a形成在介電材料133上方。因此，電容器單元20a由下電極132a、介電材料133和上電極137a組成。金屬線140a、142a和140b形成在上電極137a上方的金屬層Mx中。金屬線140a和140b通過通孔145耦合到上電極137a。因此，接地信號VSS通過通孔145和金屬線140a和140b施加到上電極137a。通孔145具有高度（或厚度或深度）H2，通孔145比通孔148短/矮，即高度H2小於高度H1（H2＜H1）。在電容器陣列100A中，電容器單元10和20的介電材料由相同的介電材料形成。

圖3C根據本發明的一些實施例示出電容器單元20a沿圖2中的線C-CC的截面圖。下電極132a形成在半導體襯底110上方。介電材料133形成在下電極132a上方，並且上電極137a形成在介電材料133上方。金屬線140a通過通孔145耦合到上電極137a。因此，接地信號VSS通過通孔145和金屬線140a施加到上電極137a。金屬線142a通過通孔148耦合到下電極132a。因此，電源信號VDD通過通孔148和金屬線142a被施加到下電極132a。

在圖3A至圖3C中，電容器單元20a形成於半導體襯底110上方，且下電極132a與半導體襯底110直接接觸。換言之，在下電極132a與半導體襯底110之間沒有形成其他裝置。相應的電壓通過每一個電容器單元上方的金屬線施加到每一個電容器單元的上電極和下電極。

在一些實施例中，一些器件（例如，無源器件（passive device）或有源器件（active device））形成在半導體襯底110之上，並且電容器陣列形成在這些器件之上。因此，相應的電壓通過電容器上方的金屬線和/或電容器下方的金屬線施加到電容器單元的上電極和下電極。

圖4根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a的截面圖。在這樣的實施例中，電容器單元20a是金屬-絕緣體-金屬（Metal-Insulator-Metal，MIM）電容器。電容器單元20a形成在器件（例如，無源器件、有源器件或存儲器單元）之上。在圖4中，電源信號VDD從金屬線142a且通過通孔125、金屬線120b和通孔122以及從金屬線120a通過通孔122施加到下電極132a。在一些實施例中，金屬線120a和120b形成在最低的金屬層中。此外，通孔125具有高度（或厚度或深度）H3，通孔125比通孔148長，即高度H1小於高度H3（H1＜H3）。此外，通孔122具有高度（或厚度或深度）H4，通孔122比通孔148短，即高度H4小於高度H1（H4＜H1）。在一些實施例中，通孔122和145具有相同的高度，即高度H4等於高度H2（H4＝H2）。

圖5根據本發明的一些實施例示出了圖2中的列ROW2的示意電路。一起參考圖2和圖5，電容器單元10a、20a、10b和20b並聯耦合在金屬線142a（VDD）和金屬線140a/140b（即VSS）之間。電容器單元10a通過上電極135a耦合到金屬線142a。此外，電容器單元20a還通過下電極132a耦合到金屬線142a（VDD）。此外，電容器單元10b還通過上電極135b耦合到金屬線142a（VDD）。此外，電容器單元20b還通過下電極132b耦合到金屬線142a（VDD）。電容器單元10a通過下電極130a耦合到金屬線140a/140b（VSS）。此外，電容器單元20a還通過上電極137a耦合到金屬線140a/140b（VSS）。此外，電容器單元10b還通過下電極130b耦合到金屬線140a/140b（VSS）。此外，電容器單元20b還通過上電極137b耦合到金屬線140a/140b（VSS）。

電容器單元10a和10b被電容器單元20a隔開，即，電容器單元20a設置在電容器單元10a和10b之間。電容器單元20a和20b被電容器單元10b隔開，即，電容器單元10b設置在電容器單元20a和20b之間。在同一列中，電容器單元10和20被佈置為與相應的金屬線重疊。例如，電容器單元10a、20a、10b和20b與金屬線140a、142a和140b重疊。此外，電容器單元10a、10b和電容器單元20a、20b交替佈置在金屬線140a、142a、140b的下方。

在電容器單元10a中，由於電流從上電極135a流向下電極130a，因此形成了磁場210a。在電容器單元20a中，由於電流從下電極132a流向上電極137a，因此形成了磁場220a。在電容器單元10c中，由於電流從上電極135b流向下電極130b，因此形成了磁場210b。在電容器單元20b中，由於電流從下電極132b流向上電極137b，因此形成了磁場220b。

在圖 5 中，磁場210a和210b與磁場220a和220b可以具有感應抵消，因為電容器單元10的上電極和下電極上的電荷以及電容器單元20的上電極和下電極上的電荷沿相反方向移動，從而允許磁場210a和210b與磁場220a和220b相互抵消而不是相互加強。

與所有上電極耦合到電源信號VDD和所有下電極耦合到接地信號VSS的傳統電容器單元相比，當電容器陣列100A中的電容器單元增加時，等效串聯電感（ESL）將不會增加。在一些實施例中，電容器陣列100A可用作去耦電容器以降低由包括在ON和OFF狀態之間交替的複數個電晶體的數位電路引起的功率噪聲。

圖6是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列100B的示意圖。電容器陣列100B包括複數個電容器單元10以及複數個電容器單元20。與圖1的電容器陣列100A相比，電容器單元10和電容器單元20在電容器陣列100B的每一列及每一行中交替配置。因此，在電容器陣列100B中，每一個電容器單元10被電容器單元20包圍，每一個電容器單元20被電容器單元10包圍。此外，在電容器陣列100B中，電容器單元10的數量等於的電容器單元20的數量。

圖7根據本發明的一些實施例示出了圖6的電容器陣列100B中的區域102B的電容器結構。在區域102B中，電容器單元10a、20a、10b、20b交替佈置在上方的列ROW4中。此外，列 ROW4中的電容器單元10a、20a、10b、20b與金屬線140a、142a、140b的連接方式與圖2的列ROW2的相關結構類似。

在圖 7中，電容器單元20c、10c、20d和10d交替佈置在列ROW3中。電容器單元20c和電容器單元10a配置在同一行中，電容器單元10c和電容器單元20a配置在同一行中。另外，電容器單元20d和電容器單元10b配置在同一行中，電容器單元10d和電容器單元20b配置在同一行中。

類似於圖2，金屬線140a至140c和金屬線142a至142c形成在電容器單元10a至10d和20a至20d上方。金屬線140a至140c和142a至142c在X方向上延伸並且交替佈置。此外，假設金屬線140a至140c被配置為提供接地信號VSS，而金屬線142a至142c被配置為提供電源信號VDD。需要注意的是，佈置在同一行中的下電極彼此分離。

在列ROW3中，金屬線140c通過通孔148耦合到下電極130c和130d，並且金屬線140c通過通孔145耦合到上電極137c和137d。金屬線142b和142c通過通孔148耦合到下電極132c和132d，金屬線142b和142c通過通孔145耦合到上電極135c和135d。因此，通過佈置電源線和地線的順序和佈置通孔145和148的排布，電容器單元10和電容器單元20可以任何已知方式佈置在電容器陣列（例如，100A或100B）中。

圖8是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列200的示意圖。電容器陣列200包括複數個電容器單元30和複數個電容器單元40。在電容器陣列200中，由電容器單元30形成的行和由電容器單元40形成的行交替佈置。在一些實施例中，電容器單元30佈置在奇數行中並且電容器單元40佈置在偶數行中。在另一些實施例中，電容器單元40佈置在奇數行中並且電容器單元30佈置在偶數行中。在一些實施例中，電容器單元30和電容器單元40具有相同的電容值。在一些實施例中，電容器單元30和電容器單元40具有相似的結構。例如，電容器單元30和40的每一個上電極形成在同一上層金屬層中，電容器單元30和40的每一個下電極形成在同一下層金屬層中。另外，電容器單元30與電容器單元40的差異在於電容器單元30、40的連接配置不同。例如，電容器單元30的每一個上電極通過相應的金屬線耦合到電源線（例如，VDD），並且電容器單元40的每一個上電極通過相應的金屬線耦合到地線（例如，VSS/GND）。此外，電容器單元30的每一個下電極通過相應的金屬線耦合到地線，並且電容器單元40的每一個下電極通過相應的金屬線耦合到電源線。此外，在電容器陣列200中，電容器單元30的數量等於電容​​器單元40的數量。

圖9根據本發明的一些實施例顯示圖8的電容器陣列200中的區域202的電容器結構。在區域202中，電容器單元30a、30b、30c佈置在行COL1中。電容器單元30a由下電極230a、上電極235a（以虛線標示）以及電極230a與電極235a之間的介電材料（未圖示）組成。在這樣的實施例中，每一個電容器單元30/40的上電極用虛線標記。上電極235a通過通孔（接觸或連接部件）245耦合到金屬線242a。電容器單元30b由下電極230a、上電極235b和介電材料（未示出）組成。上電極235b通過通孔245耦合到金屬線242b。此外，電容器單元30c由下電極230a、上電極235c和介電材料（未示出）組成。上電極235c通過通孔245耦合到金屬線242c。應該注意，電容器單元30a、30b和30c共享下電極230a。下電極230a通過通孔248耦合到金屬線240a和240b。在這樣的實施例中，金屬線242a至242c被配置為提供電源信號VDD，而金屬線240a和240b被配置為提供接地信號VSS。此外，通孔245比通孔248短。

電容器單元40a和40b佈置在行COL2中。電容器單元40a由下電極232a、上電極237a以及電極232a和237a之間的介電材料（未示出）組成。上電極237a通過通孔245耦合到金屬線240a。電容器單元40b由下電極232a、上電極237b和介電材料（未示出）組成。上電極237b通過通孔245耦合到金屬線240b。類似地，佈置在同一行中的電容器單元40a和40b共享相同的下電極232a。下電極232a通過通孔248耦合到金屬線242a、242b和242c。此外，電容器單元30和40的介電材料由相同的介電材料形成。

電容器單元30d、30e和30f佈置在行COL3中。電容器單元30d由下電極230b、上電極235d以及電極230b和235d之間的介電材料（未示出）組成。上電極235d通過通孔245耦合到金屬線242a。電容器單元30e由下電極230b、上電極235e和介電材料（未示出）組成。上電極235e通過通孔245耦合到金屬線242b。電容器單元30f由下電極230b、上電極235f和介電材料（未示出）組成。上電極235f通過通孔245耦合到金屬線242c。類似地，佈置在同一行中的電容器單元30d、30e和30f共享相同的下電極230b。下電極230b通過通孔248耦合到金屬線240a和240b。

電容器單元40d和40e佈置在行COL4中。電容器單元40d由下電極232b、上電極237d以及電極232b和237d之間的介電材料（未示出）組成。上電極237d通過通孔245耦合到金屬線240a。電容器單元40e由下電極232b、上電極237e和介電材料（未示出）組成。上電極237e通過通孔245耦合到金屬線240b。類似地，佈置在同一行中的電容器單元40d和40e共享相同的下電極232b。下電極232b通過通孔248耦合到金屬線242a、242b和242c。

電容器單元30和40的上電極具有相同的面積。例如，電容器單元30b的上電極235b與電容器單元40a的上電極237a具有相同的面積。此外，電容器單元30和40的下電極具有比電容器單元30和40的上電極更大的面積。例如，下電極230a的面積大於上電極235a、235b和235c的面積。

與圖2的電容器陣列100A及圖7的電容器陣列100B中金屬線140a至140c與金屬線142a至142c具有固定寬度的情形相比，電容器陣列200中的金屬線240a至240b與金屬線242a至242c具有多種不同的寬度。例如，金屬線240a和240b在行COL1和COL3中具有寬度W1，在行COL2和COL4中具有寬度W2，並且寬度W1小於寬度W2（即，W1＜W2）。寬度W2大到足以完全覆蓋電容器單元40a、40b、40d和40e的上電極237a、237b、237d和237e。類似地，金屬線242a至242c在行COL2和COL4中具有較窄的寬度（例如，寬度W1）並且在行COL1和COL3中具有較寬的寬度（例如，寬度W2）。

以金屬線242a（VDD）和金屬線240a（VSS）為例，電容器單元30a、40a、30d和40d並聯耦合在電源線（即金屬線242a）和地線（即，金屬線240a）之間。電容器單元30a、30d由電容器單元40a隔開，電容器單元40a、40d由電容器單元30d隔開。電容器單元30a和30d的磁場與電容器單元40a和40d的磁場相反，從而引起感應抵消。與圖2的電容器陣列100A和圖7的電容器陣列100B中電容器單元10和20中的上電極通過不同數量的通孔145耦合到相應的金屬線相比，電容器單元30和40中的上電極通過相同數量的通孔245耦合到相應的金屬線。例如，電容器單元10a的上電極135a通過九個通孔145耦合到金屬線142a，電容器單元10c的上電極135c通過十八個通孔145耦合到金屬線142b和142c，因此，通孔145在電容器陣列100A和100​​B中的佈置是不平衡的。在電容器陣列200中，電容器單元30和40的每一個上電極通過十二個通孔245耦合到相應的金屬線，從而通孔245的佈置是平衡的以更好地匹配感應消除。

雖然已經通過示例和根據優選實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所公開的實施例。相反，本發明旨在涵蓋所公開的實施例的各種修改和類似的佈置（這對於所屬技術領域具有通常知識者來說是顯而易見的）。因此，所附請求項的範圍應給予最廣泛的解釋，以涵蓋所有此類修改和類似佈置。

100A,100B,200:電容器陣列 102A,102B,202:區域 140a,142a,140b,142b,140c,142c,120a,120b,242a,240a,242b,240b,242c:金屬線 148,145,125,122,245,248:通孔 130a,132a,130b,132b,130c,132c,130d,132d,230a,232a,230b,232b:下電極 10a,20a,10b,20b,10c,20c,10d,20d,10,20,30,40,30a,30b,30c,40a,30d,40d,30e,40e,40b,30f:電容器單元 135a,137a,135b,137b,135c,137c,135d,137d,235b,235c,235a,237a,235d,237d,235e,237e,237b,235f:上電極 110:半導體襯底 133:介電材料 210a,220a,210b,220b:磁場

圖1是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列100A的示意圖。 圖2根據本發明的一些實施例顯示圖1的電容器陣列100A中的區域102A的電容器結構。 圖3A根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a沿圖2中的線A-AA的截面圖。 圖3B根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a沿圖2中的線B-BB的截面圖。 圖3C根據本發明的一些實施例示出電容器單元20a沿圖2中的線C-CC的截面圖。 圖4根據本發明的一些實施例示出了電容器單元20a的截面圖。 圖5根據本發明的一些實施例示出了圖2中的列ROW2的示意電路。 圖6是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列100B的示意圖。 圖7根據本發明的一些實施例示出了圖6的電容器陣列100B中的區域102B的電容器結構。 圖8是說明根據本發明一些實施例的電容器陣列200的示意圖。 圖9根據本發明的一些實施例顯示圖8的電容器陣列200中的區域202的電容器結構。

100A:電容器陣列

102A:區域

140a,142a,140b,142b,140c,142c:金屬線

148,145:通孔

130a,132a,130b,132b,130c,132c,130d,132d:下電極

10a,20a,10b,20b,10c,20c,10d,20d,10,20:電容器單元

135a,137a,135b,137b,135c,137c,135d,137d:上電極

Claims (19)

1. 一種電容器結構，包括：第一金屬線；第二金屬線；並聯耦合在該第一金屬線和該第二金屬線之間的複數個第一電容器單元；並聯耦合在該第一金屬線和該第二金屬線之間的複數個第二電容器單元；其中每一個該第一電容器單元包括：耦合到該第一金屬線的第一下電極；該第一下電極上方的第一介電材料；和位於該第一介電材料上方並耦合到該第二金屬線的第一上電極；其中每一個該第二電容器單元包括：耦合到該第二金屬線的第二下電極；該第二下電極上方的第二介電材料；和位於該第二介電材料上方並耦合到該第一金屬線的第二上電極；其中施加到該第一金屬線的第一電壓不同於施加到該第二金屬線的第二電壓；其中該第一金屬線和該第二金屬線形成在該複數個第一電容器單元和該複數個第二電容器單元上方的相同的金屬層中。
2. 如請求項1所述的電容器結構，其中兩個相鄰的該第一電容器單元被一個該第二電容器單元隔開，並且兩個相鄰的該第二電容器單元被一個該第一電容器單元隔開。
3. 如請求項1所述的電容器結構，其中該複數個第一電容器單元的該第一下電極與該複數個第二電容器單元的該第二下電極形成於同一平面中，且該複數個第一電容器單元的該第一上電極與該複數個第二電容器單元的 該第二上電極形成於同一平面中。
4. 如請求項1所述的電容器結構，其中每一個該第一電容器單元的該第一下電極通過複數個第一連接部件耦合到該第一金屬線，並且每一個該第一電容器單元的該第一上電極通過複數個第二連接部件耦合到該第二金屬線，其中該第一連接部件的第一高度大於該第二連接部件的第二高度。
5. 如請求項4所述的電容器結構，其中每一個該第二電容器單元的該第二下電極通過該複數個第二連接部件耦合到該第二金屬線，並且每一個該第二電容器單元的該第二上電極通過該複數個第一連接部件耦合到該第一金屬線。
6. 如請求項1所述的電容器結構，其中該複數個第一電容器單元和該複數個第二電容器單元與該第一金屬線和該第二金屬線重疊，且該複數個第一電容器單元和該複數個第二電容器單元交替佈置在該第一金屬線和該第二金屬線下方。
7. 如請求項1所述的電容器結構，其中每一個該第一電容器單元與每一個該第二電容器單元具有相同的電容值，且該第一電容器單元的數量等於該第二電容器單元的數量。
8. 如請求項1所述的電容器結構，其中該第一下電極與該第二下電極具有相同的第一面積，且該第一上電極與第二上電極具有相同的第二面積。
9. 如請求項8所述的電容器結構，其中該第一面積大於該第二面積。
10. 一種電容器結構，包括一電容器陣列，該電容器陣列包括：複數條第一金屬線；複數條第二金屬線，其中該複數條第一金屬線與該複數條第二金屬線在該 電容器陣列中交替佈置且彼此平行；複數個第一電容器單元，佈置在該電容器陣列的奇數行中；和複數個第二電容器單元，佈置在該電容器陣列的偶數行中，其中該複數個第一電容器單元的第一下電極耦合到該複數條第一金屬線，並且該複數個第一電容器單元的第一上電極耦合到該複數條第二金屬線，其中該複數個第二電容器單元的第二下電極耦合到該複數條第二金屬線，並且該複數個第二電容器單元的第二上電極耦合到該複數條第一金屬線，其中施加到該複數條第一金屬線的第一電壓不同於施加到該複數條第二金屬線的第二電壓；其中該複數條第一金屬線和該複數條第二金屬線形成在該複數個第一電容器單元和該複數個第二電容器單元上方的相同的金屬層中。
11. 如請求項10所述的電容器結構，其中在該電容器陣列的每一列中，相鄰的兩行第一電容器單元被一個第二電容器單元隔開，而相鄰的兩行第二電容器單元被一個第一電容器單元隔開。
12. 如請求項10所述的電容器結構，其中該複數個第一電容器單元的該第一下電極與該複數個第二電容器單元的該第二下電極形成於同一平面上，且該複數個第一電容器單元的該第一上電極與該複數個第二電容器單元的該第二上電極形成於同一平面中。
13. 如請求項10所述的電容器結構，其中該第一電容器單元的數量與該第二電容器單元的數量相等，且每一個該第一電容器單元與每一個該第二電容器單元具有相同的電容值。
14. 如請求項13所述的電容器結構，其中每一個該第一電容器單元的該第一下電極通過複數個第一連接部件耦合到該複數條第一金屬線，並且每一個該第一電容器單元的該第一上電極通過複數個第二連接部件耦合到該複 數條第二金屬線，其中該第一連接部件的第一高度大於該第二連接部件的第二高度。
15. 如請求項14所述的電容器結構，其中每一個該第二電容器單元的該第二下電極通過該複數個第二連接部件耦合到該複數條第二金屬線，並且每一個該第二電容器單元的該第二上電極通過該複數個第一連接部件耦合到該複數條第一金屬線。
16. 如請求項10所述的電容器結構，其中佈置於同一行中的複數個第一電容器單元共用同一個第一下電極，佈置於同一行中的複數個第二電容器單元共用同一個第二下電極。
17. 如請求項10所述的電容器結構，其中該第一下電極與該第二下電極具有相同的第一面積，且該第一上電極與該第二上電極具有相同的第二面積，其中該第一面積大於該第二面積。
18. 如請求項10所述的電容器結構，其中該複數條第一金屬線與該複數條第二金屬線具有一固定寬度。
19. 如請求項10所述的電容器結構，其中該複數條第一金屬線與該複數條第二金屬線在該電容器陣列的奇數行與偶數行中具有不同的寬度。