專利名稱：金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻器件的結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種金屬-氧化物-金屬(MOM)電容結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
MOM電容是射頻CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)或BiCMOS (雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)集成電路的重要元件之一，廣泛應(yīng)用在壓控振蕩器等射頻電路模塊中。傳統(tǒng)的MOM電容一般采用插指狀結(jié)構(gòu)(圖1所示)，要獲得大的電容值，需要增加每指的長(zhǎng)度和提高插指的數(shù)目，增加每指長(zhǎng)度會(huì)增加每指的寄生電感和電阻，降低了電容高頻下的Q值(品質(zhì)因素)，同時(shí)電容值隨著頻率的升高會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，從而限制了 MOM電容的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種MOM電容結(jié)構(gòu)。通過(guò)該電容結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展MOM 電容的應(yīng)用范圍。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的MOM電容結(jié)構(gòu)，是利用相鄰?fù)瑢咏饘賯?cè)壁之間電容形成MOM電容，兩組不相連的金屬形成電容的兩極，該電容結(jié)構(gòu)包括在同層金屬上，電容的第一電極(陽(yáng)極或陰極)是由第一組相互平行的金屬條組成，該第一組相互平行的金屬條通過(guò)一條與該第一組相互平行的金屬條垂直的金屬條連接，該連接點(diǎn)位于平行金屬條的兩端點(diǎn)之內(nèi)；或者電容的第一電極是由一垛形金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極(陰極或陽(yáng)極)是由與電容的第一電極形成插指結(jié)構(gòu)的第二組金屬條組成；以如上所述的同層金屬結(jié)構(gòu)為最小重復(fù)單元，形成MOM電容結(jié)構(gòu)。其中，所述平行金屬條的長(zhǎng)度可以相等或不等；平行金屬條可形成軸對(duì)稱圖形，對(duì)稱軸為各金屬條中點(diǎn)的連線。所述連接點(diǎn)位于平行金屬條的中點(diǎn)或除中點(diǎn)外的兩端點(diǎn)內(nèi)的任意點(diǎn)。所述電容的第二電極環(huán)形包圍第一電極，環(huán)形可以為閉合環(huán)形或非閉合環(huán)形；閉合環(huán)形包圍結(jié)構(gòu)電容，被包圍的電極通過(guò)另一層金屬連出。所述重復(fù)單元之間的電容極性可以相同或相反。所述MOM電容結(jié)構(gòu)可以由多層金屬結(jié)構(gòu)形成的，其中，不同層金屬之間的金屬圖形可以相同，該不同層金屬之間的金屬圖形也可以上下對(duì)齊；不同層金屬之間的電容極性可以相同或相反；不同層金屬之間可通過(guò)slot via(插槽通孔)或via孔(通孔)連接或不連接。另外，本發(fā)明的MOM電容結(jié)構(gòu)可按照常規(guī)的MOM電容的制備方法制得。本發(fā)明利用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有效降低了 MOM電容兩端極板的寄生電感和電阻，擴(kuò)展了
3MOM電容的應(yīng)用范圍。同時(shí)以該結(jié)構(gòu)作為單元，利用單元結(jié)構(gòu)的重復(fù)并聯(lián)形成大的電容值的電容，降低了射頻MOM電容模型建立的難度。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是傳統(tǒng)MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是魚骨形MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是以圖2結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元O組)Μ0Μ電容的示意圖；圖4是以圖2結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元(8組)Μ0Μ電容的示意圖；圖5是以圖2結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元(32組)Μ0Μ電容的示意圖；圖6是閉合環(huán)狀電極魚骨形MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是以為圖6所示結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元的MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖(圖形重復(fù)，電極相同)；圖8是以為圖6所示結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元的MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖(圖形重復(fù)，電極相反)；圖9是垛形MOM電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是以圖9結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元O組)Μ0Μ電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11是以圖9結(jié)構(gòu)為重復(fù)單元(8組)Μ0Μ電容結(jié)構(gòu)的示意圖；圖12是不同層金屬間采用via或者slot via連接的俯視圖；圖13是不同層金屬連接剖面圖；圖14是用slot via連接上下層金屬的MOM電容一極。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)，是利用相鄰?fù)瑢咏饘賯?cè)壁之間電容形成MOM電容， 兩組不相連的金屬形成電容的兩極?，F(xiàn)以對(duì)稱結(jié)構(gòu)電容為例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的MOM電容結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1本實(shí)施例中的魚骨形MOM電容結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該電容結(jié)構(gòu)具體如下在同層金屬(該同層金屬的材質(zhì)可為鋁、銅等)上，魚骨形MOM電容的第一電極 (陽(yáng)極或陰極)是由第一組相互平行、長(zhǎng)度相等、且端對(duì)齊的金屬條(該金屬條的材質(zhì)可為鋁、銅等)組成，這第一組平行等長(zhǎng)的金屬條是由一條與之(第一組金屬條)垂直的金屬條該金屬條的材質(zhì)可為鋁、銅等連接，連接點(diǎn)位于平行金屬條的中點(diǎn)；平行金屬條可形成軸對(duì)稱圖形，對(duì)稱軸為各金屬條中點(diǎn)的連線；在同層金屬上，魚骨形MOM電容的第二電極(陰極或陽(yáng)極)是由與電容的第一電極形成插指結(jié)構(gòu)的第二組金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極環(huán)形包圍第一電極，環(huán)形可以為閉合環(huán)形(如圖6 所示)或非閉合環(huán)形(如圖2所示)，閉合環(huán)形包圍結(jié)構(gòu)電容，被包圍的電極通過(guò)另一層金屬連出；以上面所述結(jié)構(gòu)為最小重復(fù)單元形成電容結(jié)構(gòu)，如圖3、圖4、圖5、圖7、圖8所示。重復(fù)單元之間電容極性可以相同(如圖7所示)或相反(如圖8所示)。本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)可由多層金屬(如6層)結(jié)構(gòu)形成的，不同層金屬之間的圖形相同且上下對(duì)齊，但不同層金屬之間的電容極性可以相同或相反；而且不同層金屬之間可通過(guò)slot via或via孔連接或不連接(如圖12-14所示)。該MOM電容結(jié)構(gòu)可按照常規(guī)的MOM電容的制備方法制得。現(xiàn)以本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)與如圖1所示的傳統(tǒng)MOM電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行寄生電感、寄生電阻和Q值的比較，結(jié)果如下傳統(tǒng)的MOM電容結(jié)構(gòu)和本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)，雖然都是由6層鋁金屬構(gòu)成， 不同層金屬之間的圖形相同且上下對(duì)齊，不同層金屬之間的電容極性相同，而且不同層金屬之間通過(guò)slot via連接，但本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)，通過(guò)利用結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性，寄生電感能降低20%，寄生電阻能降低60%，Q值能提高40%，因此，能擴(kuò)展MOM電容的應(yīng)用范圍，如可以運(yùn)用于頻率為20GHz的射頻領(lǐng)域。同時(shí)可以利用該重復(fù)單元形成大的電容值的電容，降低射頻MOM電容模型建立的難度。實(shí)施例2本實(shí)施例中的垛形MOM電容結(jié)構(gòu)(如圖9所示)，與實(shí)施例1類似，但其中，同層金屬的結(jié)構(gòu)和重復(fù)單元，改為在同層金屬上，電容的第一電極是由一垛形金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極是由與電容的第一電極形成插指結(jié)構(gòu)的金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極環(huán)形包圍第一電極，環(huán)形可以為閉合環(huán)形或非閉合環(huán)形；以上面所述結(jié)構(gòu)為最小重復(fù)單元形成電容結(jié)構(gòu)，如圖10、圖11所示。本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)可由多層金屬(如6層)結(jié)構(gòu)形成，不同層金屬之間的材質(zhì)、圖形、電容極性及連接關(guān)系，可參照實(shí)施例1。本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)也可按照常規(guī)MOM電容的制備方法制得。本實(shí)施例中的MOM電容結(jié)構(gòu)與如圖1所示的傳統(tǒng)MOM電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行寄生電感、寄生電阻和Q值的比較，其比較方法如同實(shí)施例1，結(jié)果也顯示寄生電感能降低20%，寄生電阻能降低60%，Q值能提高40%，因此，能擴(kuò)展MOM電容的應(yīng)用范圍，如可以運(yùn)用于頻率為 20GHz的射頻領(lǐng)域。同時(shí)可以利用該重復(fù)單元形成大的電容值的電容，降低射頻MOM電容模型建立的難度。
權(quán)利要求
1.一種金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，是利用相鄰?fù)瑢咏饘賯?cè)壁之間電容形成金屬-氧化物-金屬電容，兩組不相連的金屬形成電容的兩極，其特征在于該電容結(jié)構(gòu)包括在同層金屬上，電容的第一電極是由第一組相互平行的金屬條組成，該第一組相互平行的金屬條通過(guò)一條與該第一組相互平行的金屬條垂直的金屬條連接，該連接點(diǎn)位于平行金屬條的兩端點(diǎn)之內(nèi)；或者電容的第一電極是由一垛形金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極是由與電容的第一電極形成插指結(jié)構(gòu)的第二組金屬條組成；以如上所述的同層金屬結(jié)構(gòu)為最小重復(fù)單元，形成金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述平行金屬條的長(zhǎng)度相等或不等。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述平行金屬條形成軸對(duì)稱圖形，對(duì)稱軸為各金屬條中點(diǎn)的連線。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述連接點(diǎn)位于平行金屬條的中點(diǎn)、或除中點(diǎn)外的兩端點(diǎn)內(nèi)的任意點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電容的第二電極環(huán)形包圍第一電極，環(huán)形為閉合環(huán)或非閉合環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述閉合環(huán)形包圍結(jié)構(gòu)電容，被包圍的電極通過(guò)另一層金屬連出。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述重復(fù)單元之間的電容極性相同或相反。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)是由多層金屬結(jié)構(gòu)形成的，其中，不同層金屬之間通過(guò)插槽通孔或通孔連接或不連接；不同層金屬之間的電容極性相同或相反。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述不同層金屬之間的金屬圖形相同。
10.如權(quán)利要求8所述的金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，其特征在于所述不同層金屬之間的金屬圖形上下對(duì)齊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬-氧化物-金屬電容結(jié)構(gòu)，該電容結(jié)構(gòu)包括在同層金屬上，電容的第一電極是由第一組相互平行的金屬條組成，該第一組相互平行的金屬條通過(guò)一條與該第一組相互平行的金屬條垂直的金屬條連接；或者電容的第一電極是由一垛形金屬條組成；在同層金屬上，電容的第二電極是由與電容的第一電極形成插指結(jié)構(gòu)的第二組金屬條組成；以如上所述的同層金屬結(jié)構(gòu)為最小重復(fù)單元，形成MOM電容結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有效降低了MOM電容兩端極板的寄生電感和電阻，擴(kuò)展了MOM電容的應(yīng)用范圍。同時(shí)以該結(jié)構(gòu)作為單元，利用單元結(jié)構(gòu)的重復(fù)并聯(lián)形成大的電容值的電容，降低了射頻MOM電容模型建立的難度。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102487055SQ20101056702
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者周天舒, 王生榮 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司