具有十字元件阵列的整合电容器制造技术

一种于集成电路（ＩＣ）中的电容器具有：一第一多个传导十字元件，形成于ＩＣ的一层，其电气连接且形成电容器的一第一节点的一部分；及，一第二多个传导十字元件，形成于ＩＣ的金属层。于第二多个传导十字元件的传导十字元件电气连接且形成电容器的一第二节点的一部分且电容式耦合至第一节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于形成于集成电路(IC integrated circuit)中的电容器，通称为“整合电容器”。
技术介绍
制造IC的方法典型包括一前端处理顺序，其中，诸如晶体管的种种的电气元件形成于一半导体基板；及，一后端处理顺序，概括包括形成具有传导通路(via)的介电材料与图案化(patterned)传导材料(典型为金属)的交替层或使用其它技术以互连金属层来形成一种三维的接线结构，其连接电气元件至其它电气元件及IC的端子。电容器为了种种目的而用于IC系统。于多个实例，纳入(整合)一电容器于IC芯片是期待的。一种简单的方式是形成具有一介于中间的介电质的二个传导平板；然而，此针对于取得的电容而消耗相当大的面积。用于增大一既定面积的电容之一种技术运用多个传导平板，各个传导平板与邻近的平板由介电质所分开。另外的技术运用传导板条(strip)， 亦称为传导线条(line)、传导指部(finger)或传导线迹(trace)，其交替地连接至第一与第二电容器端子(节点)。于传导板条之间耦合的侧壁提供电容。以垂直一致性排列或配置的传导板条层可附加以进而增大一种整合电容器结构的电容。一种电容器具有连接至第一节点的于连续层的若干个传导板条且与连接至整合电容器的第二节点的相等数目个传导板条交替。该传导板条是于连续层上偏置了半个单元，使得连接至第一节点的一传导板条具有于其上方且二侧的连接至第二节点的传导板条。提供针对于各个节点的于一层的相等数目个传导板条是与至基板的各个节点的耦合平衡，此是期待于一些应用中，但为不期待于其它者，诸如切换式应用，其中，于一个节点处具有较小的耦合是期待的。为了降低对于基板的耦合，一厚的二氧化硅层是用于基板与第一层的传导板条之间。此可能难以整合于一种标准CMOS制造顺序，且可能需要另外的步骤以附加至标准处理流程。重迭的平行传导板条运用汇流板条而连接在其末端，汇流板条消耗额外的表面积。提供一种整合电容器的另一个方式是具有连接至该电容器的交替节点之于一层的传导板条及连接至相同节点的重迭传导板条。此本质为形成连接至该电容器的第一节点的一帘幕(curtain)的传导板条与互连通路及连接至第二节点的相邻帘幕的传导板条与互连通路。连接至该相同节点的重迭传导板条避免其关联于汇流板条的丧失的表面积；然而，层间的电容是降低，因为上方板条如同下方板条而连接至相同节点。此效应是稍微排除，因为随着临界尺寸缩小，板条间的电容相较于层间的电容而成为较为强势。换言之，于连续金属层之间的介电层分离随着减小临界尺寸而成为愈来愈大于传导板条之间的介电分离。概括期待的是整合电容器具有高的比电容(specific capacitance)；然而，于诸多情况，制造能力与质量因子⑴因子，quality factor)亦为关注。一个制造能力的关注是控制于一大IC之内、跨于一晶圆及逐批的整合电容器的最终的电容值。因此，可制造以提供一致的电容值的整合电容器是期望的。更概括期望的是整合电容器具有每单位面积的高电容、低损失(电阻)与低的自电感，其藉由提高自共振频率与电容器电路质量而改良高频的应用。于一些应用，遮蔽整合电容器免于电气噪声是更为期待的。
技术实现思路
一种于集成电路(IC)中的电容器具有一第一多个传导十字元件，形成于IC的一层，其电气连接且形成该电容器的一第一节点的一部分；及，一第二多个传导十字元件，形成于IC的金属层。于第二多个传导十字元件的传导十字元件电气连接且形成该电容器的一第二节点的一部分且电容式耦合至第一节点。附图说明伴随图式显示根据本专利技术的一或多个观点的示范实施例；然而，伴随图式不应视作限制本专利技术于图示的实施例，而是仅用于解说与了解。图IA是根据一个实施例的一种具有重迭十字元件的重复图案的整合电容器的一层的平面图；图IB是图IA的层的横截面；图2A是根据一个实施例的一互连层的平面图；图2B是图2A的层的横截面，该层是于根据图IA的层间；图2C是图2A的层的平面图，该层重迭于根据图IA的一层；图3A是根据另一个实施例的一种具有十字元件阵列的整合电容器的一层的平面图，该层具有层内互连件；图;3B是纳入根据图3A的层的一种整合电容器的侧视图；图4是根据另一个实施例的一种具有十字与H元件阵列的整合电容器的一层的平面图，该层具有层内互连件；图5是纳入根据一个实施例的整合电容器的一种FPGA的平面图。 具体实施例方式诸如可程序逻辑元件的复合IC经常具有藉由形成于一半导体基板上的介电材料层所分开的数个图案化金属层，其用于接线连接与其它功能。本专利技术的一些实施例可适于现存CMOS处理程序，藉由运用形成期望的图案于适当金属层的屏蔽(mask)及通过金属间的介电质(IMD ；inter-metal dielectric)层或层间的介电质(ILD ；inter-layer dielectric)的通路(via)。通路运用数种已知技术的任一者所形成，诸如接触插头 (contact plug)、金属镶嵌(damascene)或双金属镶嵌技术。同理，传导板条运用数种已知技术的任一者所形成，诸如薄膜金属蚀刻(etch)、薄膜金属升离(lift-off)、金属镶嵌与双金属镶嵌技术。于一些实施例，该些传导层的一者是一聚硅或硅化物层。于再一个实施例，于半导体基板的一传导井是形成一电容器平板或一遮蔽的一部分。整合电容器运用于种种的应用。尽管高的比电容概括期待以降低用于整合电容器的IC的表面积，合成的电容值亦为极重要于诸多应用，诸如调谐应用。换言之，于一些应用，跨于一 IC芯片、跨于一晶圆及逐批的电容值是足够重要而牺牲比电容。相较于剧烈仰赖于层间(垂直)电容的整合电容器，主要仰赖于层内(横向)电容的整合电容器显示相当低的变异，因为尺寸的准确性是相较于逐层而较为可控制于一层之内。术语“顶部”节点与“底部”节点是无须关于相对于IC或其它结构的该些节点的实际方位，而是运用权宜的术语。于一些电路应用，一电容器的顶部节点指出该节点为连接至一放大器或其它元件的一高阻抗或高增益埠。于一种芯片上系统(SoC ；system-on-chip)， 于一模拟至数字转换器(ADC ；analog-to-digital converter)的准确度是相依于在顶部节点(对于除了底部节点外的所有其它节点)的寄生电容(Ctop)与于二个节点间的有用浮动讯号电容的电容(Csig)的比值。遮蔽顶部平板免于接地电流或电压供应变动是期待，使得Ct。p维持为低。注意一电容器概括视为一种二端子元件，且如本文所述的“顶部”与“底部”节点概括对应于电容器的此二个端子。因此，下述的结构可视为(例如电气)连接至一个节点或另一个节点或形成一节点的部分者。一节点未分开其所连接的电容结构，而是彼等结构可形成一节点的部分者。图IA是根据一个实施例的一种具有重迭十字元件(cross)的重复图案的整合电容器100的一层的平面图。一个极性(即连接至整合电容器的一第一节点且显示具有网点)的传导(例如金属、聚硅或硅化物)十字元件102、104、106沿着一浅对角线而于一第二极性(显示为不具有网点)的十字元件108、110交替。若一截面是平行于一边缘而取得，诸如沿着截面线A-A，该些传导十字元件的横截面是交替。尽管图标的十字元件是对本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种于集成电路ＩＣ中的电容器，包含：一第一多个传导十字元件，其形成于该ＩＣ的一层，该些第一多个传导十字元件的各者电气连接且形成该电容器的一第一节点的一第一部分；及一第二多个传导十字元件，其形成于该ＩＣ的该层，该些第二多个传导十字元件的各者电气连接且形成该电容器的一第二节点的一第一部分且电容式耦合至第一节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：派翠克·J·昆恩，
申请(专利权)人：吉林克斯公司，
类型：发明
国别省市：US