[发明专利]半导体电容结构及其布局

说明书

技术领域

本发明提供一种半导体电容结构，尤指一种具有多个对称环型区段的金属-氧化层-金属(metal-oxide-metal，MOM)电容结构。

背景技术

在半导体工艺中，利用金属层-绝缘层-金属层(MIM)结构所构成的金属电容器已广泛地运用于极大型集成电路(Ultra Large Scale Integration，ULSI)的设计上。因为此种金属电容器具有较低的电阻值以及较不显著的寄生效应，且没有耗尽区感应电压(Induced Voltage)偏移的问题，因此目前多采用MIM构造作为金属电容器的主要构造。

然而，由于MIM的制造技术所需的制造成本十分昂贵，主要是因为制造过程中所需使用的额外光掩模，其花费随着工艺技术日趋先进而更加显著，因此，仅需使用标准CMOS工艺(standard CMOS manufacturing process)中的金属层-氧化层-金属层(MOM)结构的交叉金属电容(interdigitated metalcapacitor)，即伴随着更经济的半导体电容制造技术的需求，而被发展出来。目前关于交叉金属电容的应用，已揭露于美国专利第6,625,006号、第6,784,050号、第6,885,543号、第6,974,744号、第6,819,542号及台湾地区专利第I222,089号等专利中。

举例来说，于美国专利案第6,819,542号中，其定义多层交叉金属结构，至少包含多个奇数层、多个偶数层及多个介电层，而该多个奇数层与该多个偶数层各包含第一型电极及第二型电极。其中，该奇数层的该第一型电极与该偶数层的该第一型电极通过第一导线(First Bus)相连接，而该奇数层的该第二型电极与该偶数层的该第二型电极通过第二导线(Second Bus)相连接。

于美国专利第6,819,542号(`542号专利)中，其定义多层交叉金属结构。请参考图1与图2。图1为如`542号专利的图5B中所示多层交叉金属结构的奇数层10的示意图。图2为如`542号专利的图6B中所示多层交叉金属结构的偶数层20的示意图。

首先请参考图1。奇数层10包含第一型电极11及第二型电极15。第一型电极11包含第一部份12及多个平行的第二部分13。第一部份12包含第一结构12A及第二结构12B，且第一结构12A及第二结构12B呈L型接合。多个平行的第二部分13相隔一预设距离分别接合在第一部份12的第一结构12A上。第二型电极15包含第一部份16及多个平行的第二部分17。第一部份16包含第一结构16A及第二结构16B，且第一结构16A及第二结构16B呈L型接合。多个平行的第二部分17相隔一预设距离分别接合在第一部份16的第一结构16A上。而第一型电极11的该多个第二部分13与第二型电极15的多个第二部分17平行交叉。

请继续参考图2。偶数层20包含第一型电极21及第二型电型25。第一型电极21包含第一部份22及多个平行的第二部分23。第一部份22包含第一结构22A及第二结构22B，且第一结构22A及第二结构22B呈L型接合。多个平行的第二部分23相隔一预设距离分别接合在第一部份22的第一结构22A上。第二型电极25包含第一部份26及多个平行的第二部分27。第一部份26包含第一结构26A及第二结构26B，且第一结构26A及第二结构26B呈L型接合。多个平行的第二部分27相隔一预设距离分别接合在第一部份26的第一结构26A上。而第一型电极21的该多个第二部分23与第二型电极25的多个第二部分27平行交叉。且图1中的第一型电极11的第二部分13垂直于图2中的第一型电极21的第二部分23。

然而，如美国专利第6,819,542号或是上述其他各个文献中所描述的交叉金属电容结构，由于在其每一电极中的多个相互平行的结构体最后均于周边以一与其垂直的结构体来达到相互电性连结此一本质使然，导致这些交叉金属电容结构的几何对称性(geometrical symmetry)不尽完美，进而使得其电气特性不佳。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种半导体电容结构，其具有多个对称环型区段，具有优选的几何对称性，因而能够得到优选的电容效果，并具有较高的单位电容值。