一种MOM电容器及电容调整方法技术

本发明专利技术涉及电容器领域，尤其涉及一种MOM电容器及电容调整方法，在每层金属层的第一电极和第二电极连接一电压开关装置，通过控制电压开关装置施加到每层金属层的第一电极和第二电极上的电压的正负极性，改变连接在所述第一电极一侧的第一电极叉指和连接在所述第二电极一侧的第二电极叉指的正负极性，以实现行方向上各电极叉指的正负极性交替间隔排列，列方向上各电极叉指的正负极性混合排列，来精细调整MOM电容器的电容。该方法节省电容调整成本，能够实现调整后MOM电容器的电容值与目标值相差小于5％，以使得模拟电路更加精准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容器领域，尤其涉及一种MOM电容器及电容调整方法。
技术介绍
电容器是集成电路中的重要组成单元，广泛运用于各种芯片。随着半导体集成电路制造技术的不断进步，半导体器件的性能也不断提升。集成电路集成度提升过程中如何控制电容器的电容以精准地控制模拟电路成为一个重要的课题。在芯片生产过程中，MOM(metal-oxide-metal)电容器的电容值的变化被限定在10%以内。但这仍不够优化某一需要更精确控制的MOM电容器的电容值的模拟电路设计。现有技术中没有一种低成本的在芯片级精细调整MOM电容器的电容值的方法。电容值调整使用熔丝或OTP编程方法，增加了处理的复杂性以及芯片尺寸和成本。具有多级金属互连层的横向磁通BEOL电容器、因金属连线(interconnect)电容器以及MOM电容器被广泛地用在CMOS
作为高密度的“免费”电容器。现有的MOM电容器的结构包括成梳齿状排列的金属叉指在垂直方向上极性相同以及成梳齿状排列的金属叉指在垂直方向上极性交替两种结构。其中，叉指均处于密集的介质层内。传统的MOM电容的控制通过控制互连的工艺参数，如金属线宽度，行间距，金属抛光(凹陷)、金属间的距离和电介质层的属性等等实现。但是，这些方法均只能控制MOM电容器的电容值在10%的范围内变化，而无法实现更精细的调整。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供一种低成本的精细调整MOM电容器的电容值的方法，使得MOM电容器的电容值与目标值相差小于5%，以使用在需要精确控制的模拟电路中。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:提供一种MOM电容器，其特征在于，包括:多层相互平行叠置的金属层，且每层所述金属层中均包括第一电极、分别与该第一电极连接的若干第一电极叉指、第二电极以及分别与该第二电极连接的若干第二电极叉指；绝缘介质层，所述金属层均嵌入设置于该绝缘介质层中，以将各所述金属层之间、位于同一所述金属层中的第一电极与第二电极之间均予以隔离；电压开关装置，分别与每层金属层中的所述第一电极和所述第二电极连接；其中，利用所述电压开关装置调整每个所述第一电极和/或每个所述第二电极的正负极性，以调整所述电容器的电容值。优选的，上述的MOM电容器，其中，每层所述金属层中，所述第一电极和第二电极平行设置。优选的，上述的MOM电容器，其中，每层所述金属层中，各所述第一电极叉指成梳齿状排列在第一电极一侧，第二电极叉指成梳齿状排列在所述第二电极一侧。优选的，上述的MOM电容器，其中，每层所述金属层中，所述第一电极和第二电极的正负极性相反。优选的，上述的MOM电容器，其中，每层所述金属层中，所述第一电极叉指的正负极性与第一电极一致，所述第二电极叉指的正负极性与第二电极一致。优选的，上述的MOM电容器，其中，每层所述金属层中，所述第一电极叉指与所述第二电极叉指交替间隔排列。优选的，上述的MOM电容器，其中，所述MOM电容器的电容包括每层所述金属层中正负极性交替间隔排列的第一电极叉指和第二电极叉指之间的电容、正负极性不同的相邻两层金属层的第一电极叉指和第二电极叉指之间的电容以及边缘电容。本专利技术还提供一种电容调整方法，用于调整上述MOM电容器的电容，所述方法包括:根据工艺需求，发送控制信号给所述电压开关装置，以控制与所述电压开关装置连接的各所述第一电极的正负极性和各所述第二电极的正负极性；其中，控制每层的第一电极和第二电极极性相反，以实现每层中交替间隔排列的与所述第一电极连接的第一电极叉指和与所述第二电极连接的第二电极叉指极性相反。优选的，上述的电容调整方法，其中，通过控制所述电压开关装置施加给各层的所述第一电极极性相同或不同，相应的第二电极极性相同或不同，来调整所述MOM电容器的电容。优选的，上述的电容调整方法，其中，所述MOM电容器的电容调整精度与目标值相差小于5%。上述技术方案具有如下优点或有益效果:本专利技术提供的MOM电容器以及电容调整方法，通过控制电压开关装置施加到每层金属层的第一电极和第二电极的电压的正负极性，来调整MOM电容器的电容。该方法节省电容调整成本，能够实现调整后MOM电容器的电容值与目标值相差小于5%，以使得模拟电路更加精准。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、夕卜形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1是本专利技术一种MOM电容器的结构示意图；图2是本专利技术电压开关装置与电极连接的示意图；图3-图5是本专利技术三个实施例中施加给MOM电容器的电极不同的正负极性以调整电容的示意图。【具体实施方式】参照图1，本专利技术提供的一种MOM电容器，包括多层金属层Ml-M5(图中标示出5层，实际层数可根据具体的工艺需求而定，本专利技术对此不作限制)。每层金属层均包括一第一电极和一第二电极，即图中所不金属层Ml包括第一电极11和第二电极12，金属层M2包括第一电极21和第二电极22，以此类推，金属层M3包括第一电极31和第二电极32，金属层M4包括第一电极41和第二电极42，金属层M5包括第一电极51和第二电极52。每个第一电极上连接有若干呈梳齿状排列的第一电极叉指，每个第二电极上连接有若干呈梳齿状排列的第二电极叉指，即图中所示第一金属层Ml的第一电极11 一侧连接有若干个第一电极叉指，分别标示为110、111、112，第一金属层Ml的第二电极12—侧连接有若干个第二电极叉指，分别标示为120、121 (为方便展示，图中每层仅标示出三个第一电极叉指和两个第二电极叉指，实际可根据具体的工艺需求设定多个第一电极叉指和第二电极叉指，本专利技术对此不作限制)；以此类推，第二金属层M2的第一电极21 —侧同样连接有若干呈梳齿状排列的第一电极叉指，第二电极22 —侧连接有若干呈梳齿状排列的第二电极叉指，此处不再赘述。其中，每一层中，以第一金属层Ml为例，第一电极11和第二电极12平行设置，同样的连接在第一电极11 一侧的第一电极叉指110、111和112以及连接在第二电极12 —侧的第二电极叉指120和121也均平行设置，也就是说在同一层中，第一电极、第一电极叉指、第二电极以及第二电极叉指均处于同一水平面。同时，第一电极叉指和第二电极叉指呈梳齿状交替间隔排列。其他金属层的排列参照第一金属层M1，此处不再赘述。在整个MOM电容器空间内，均勾密集分布着绝缘介质(图中未标不)，以将各金属层、各第一电极、第二电极以及各电极叉指均隔离开。参照图2，每一层的第一电极和第二电极均和电压开关装置6连接(为方便展示，图中仅标示出第一金属层Ml的第一电极11和第二电极12与电压开关装置6的连接示意图，实际运用中每一层的第一电极和第二电极均与该电压开关装置6连接，或者在需要调整某一层的第一电极和第二电极的极性时将该电压开关装置6连接到该层的第一电极和第二电极，实际可根据具体工艺需求灵活变动，本专利技术对此不作限制)，电压开关装置6根据接收到的控制信号(Control Signal，图中标示为CS)控制施加给每一层的第一电极和第二电极的电压的正负极性(V-or V+)，以此来调整MOM电容器的电容。其中，在每一层金属层中，同样以第一金属层Ml为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOM电容器，其特征在于，包括：多层相互平行叠置的金属层，且每层所述金属层中均包括第一电极、分别与该第一电极连接的若干第一电极叉指、第二电极以及分别与该第二电极连接的若干第二电极叉指；绝缘介质层，所述金属层均嵌入设置于该绝缘介质层中，以将各所述金属层之间、位于同一所述金属层中的第一电极与第二电极之间均予以隔离；电压开关装置，分别与每层金属层中的所述第一电极和所述第二电极连接；其中，利用所述电压开关装置调整每个所述第一电极和/或每个所述第二电极的正负极性，以调整所述电容器的电容值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠韶复，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42