一种电容器和电源电路及芯片制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种电容器和电源电路及芯片。所述电容器包括：MIM电容、MOM电容和MOS电容；所述MOM电容的第一端与MOS电容的栅极以及MIM电容的上极板相连；所述MOM电容的第二端与MOS电容的源极、漏极以及MIM电容的下极板相连；所述上极板与下极板的极性相反。本实用新型专利技术充分利用了芯片制造过程中的光罩层资源，进一步提高单位面积的去耦电容容值，节省版图面积，从而降低芯片成本。从而降低芯片成本。从而降低芯片成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器和电源电路及芯片


[0001]本技术涉及半导体
，具体地涉及一种电容器和电源电路及芯片。

技术介绍

[0002]随着半导体工艺的飞速进步，尤其是进入超深亚微米级后，电源噪声对芯片的影响愈发严重。在设计电源网络时，为了抑制电源噪声，通常会在芯片各电源域加入大量的去耦电容。去耦电容还能充当电荷储存器，对电路额外供电，防止由于电流突变而使电压下降，影响电路的时序和性能。
[0003]对于量产芯片，设计人员在考虑性能的同时，芯片成本越来越被重视。而压缩芯片面积是节省成本最直接的方法。为了去除噪声和减小电压波动，一般会加入很大面积的去耦电容，这会大大增加芯片制造成本。如何在更小的面积下获得更大容值的去耦电容是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术旨在提出一种电容器，以进一步提高单位面积的去耦电容容值，节省版图面积，从而降低芯片成本。
[0005]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种电容器，包括：MIM电容、MOM电容和MOS电容；所述MOM电容的第一端与MOS电容的栅极以及MIM电容的上极板相连；所述MOM电容的第二端与MOS电容的源极、漏极以及MIM电容的下极板相连；所述上极板与下极板的极性相反。
[0007]进一步的，所述电容器还包括衬底和第一金属层（M1），所述衬底位于所述MOS电容的下方，所述第一金属层（M1）位于MOS电容与MOM电容之间；所述MOS电容的栅极通过接触孔连接至第一金属层（M1）作为MOS电容的正极；所述MOS电容的源极、漏极以及衬底通过接触孔连接至第一金属层（M1）作为MOS电容的负极。
[0008]进一步的，所述电容器还包括顶层金属（Mn）和次顶层金属（Mtop
‑
1），所述顶层金属（Mn）位于所述MIM电容的上极板的上方，所述MIM电容的下极板设于次顶层金属（Mtop
‑
1）内；所述MOM电容的第一端与MIM电容的上极板在顶层金属（Mn）处连接；所述MOM电容的第二端通过接触孔与MIM电容的下极板连接。
[0009]进一步的，所述顶层金属（Mn）和次顶层金属（Mtop
‑
1）之间的上极板包括至少一个CTM介质。
[0010]进一步的，所述CTM介质为绝缘体金属。
[0011]进一步的，所述MOM电容为多个电容层叠加。
[0012]进一步的，所述电容器包括多个指电极，该指电极形成叉指状的电极阵列；所述指电极通过金属条用于连接指电极。
[0013]本技术还提供了一种电源电路，该电源电路包括电源域和上述所述任一项所述的电容器，所述电容器与电源域并联。
[0014]本技术还提供了一种芯片，该芯片包括至少一个上述所述的电容器。
[0015]本技术提供的电容器在MOS电容与MOM电容并联的基础上，引入MIM电容，因为MIM电容一般都是做在顶层金属（Mn）和次顶层金属（Mtop
‑
1）之间，本技术的MIM电容在空间上与MOS，MOM电容并联，充分利用了芯片制造过程中的光罩层资源，进一步提高单位面积的去耦电容容值，节省版图面积，从而降低芯片成本。
[0016]本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1是本技术的一种电容器的示意图；
[0019]图2是本技术的一种电容器的结构示意图。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0021]下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术。
[0022]图1是本技术的一种电容器的示意图，如图1所示，电容器包括MIM电容300、MOM电容200和MOS电容100；所述MOM电容200的第一端与MOS电容100的栅极以及MIM电容300的上极板相连；所述MOM电容200的第二端与MOS电容100的源极、漏极以及MIM电容300的下极板相连；所述上极板与下极板的极性相反。
[0023]图2是本技术的一种电容器的结构示意图。图2的电容器从下到上依次为：衬底、外延层、CONT接触孔、第一金属层（M1）、第一通孔（VIA1）、第二金属层（M2）、第二通孔（VIA2）、第三金属层（M3）、第三通孔（VIA3）、第四金属层（M4）、倒数第二金属层（Mtop
‑
2）、第n
‑
1通孔（VIAtop
‑
1）、次顶层金属（Mtop
‑
1）、第n通孔（VIAn）、顶层金属（Mn）。
[0024]如图2所示，电容器包括MIM电容、MOM电容和MOS电容。该电容器为MIM电容、MOM电容和MOS电容叠在空间上叠加并联形成。MOM电容叠加在MOS电容上，MIM电容叠加在MOM电容上。具体的，MOS电容包括：衬底、外延层、CONT接触孔、第一金属层（M1）；MOM电容包括：第二金属层（M2）、第二通孔（VIA2）、第三金属层（M3）、第三通孔（VIA3）、第四金属层（M4）、倒数第二金属层（Mtop
‑
2）；MIM电容包括：次顶层金属（Mtop
‑
1）、第n通孔（VIAn）、顶层金属（Mn）。
[0025]按照一种具体的实施方式，MOS电容为NMOS电容。MOS电容为两端结构，电容值不精确，可以实现随控制电压变化而变化的容值，上下极板接法不可互换。MOM电容为叉指电容，主要是利用同层金属边沿之间的电容，在版图设计过程中，为了缩小面积，可以进行叠加多层金属（如图2所示的M2、M3、M4
…
M
top
‑2）。MOM是连线的金属自然形成的，可以多层stack叉指形成，上下极板接法可互换。所述电容器还包括衬底和第一金属层（M1），该衬底位于所述MOS电容的下方，MOS电容的源极、漏极及ptap位于外延层，所述外延层位于衬底上方，该第一金属层（M1）位于MOS电容与MOM电容之间；所述MOS电容的栅极通过接触孔连接至第一金属层（M1）作为MOS电容的正极；所述MOS电容的源极、漏极以及衬底通过接触孔连接至第一
金属层（M1）作为MOS电容的负极。所述MOM电容为多个电容层叠加。电容层包括电容器和至少两组金属条。所述电容器包括多个指电极，该指电极形成叉指状的电极阵列；所述指电极通过金属条连接。所述MOM电容的第一端为正极，第二端为负极。
[0026]所述电容器还可以包括顶层金属（Mn）和次顶层金属（Mtop
‑
1），该顶层金属（Mn）位于所述MIM电容的上极板的上方，所述MIM电容的下极板设于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器，其特征在于，包括：MIM电容、MOM电容和MOS电容；所述MOM电容的第一端与所述MOS电容的栅极以及所述MIM电容的上极板相连；所述MOM电容的第二端与所述MOS电容的源极、漏极以及所述MIM电容的下极板相连；所述上极板与所述下极板的极性相反。2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述电容器还包括衬底和第一金属层，所述衬底位于所述MOS电容的下方，所述第一金属层位于所述MOS电容与所述MOM电容之间；所述MOS电容的栅极通过接触孔连接至第一金属层作为所述MOS电容的正极；所述MOS电容的源极、漏极以及衬底通过接触孔连接至第一金属层作为所述MOS电容的负极。3.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述电容器还包括顶层金属和次顶层金属，所述顶层金属位于所述MIM电容的上极板的上方，所述MIM电容的下极板设于次顶层金属内；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾张冰，胡毅，武超，胡旭，李德建，甘杰，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：