[发明专利]半导体电容结构

说明书

技术领域

本发明提供一种半导体电容结构，尤指一种由第一电容与第二电容所组成的金属-氧化层-金属电容结构，其具有多个对称分支区段，沿着多个环状轮廓形成相互叉合的结构，而且具有最佳化的几何对称性，因此能够得到优选的电容匹配效果，并具有较高的单位电容值，此外，在该半导体电容结构中还可以根据不同需求来调整该第一电容以及该第二电容之间的电容值比值。

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超大规模集成电路(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，且没有空乏区感应电压(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，主要归因于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)结构的叉合金属电容(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。目前关于叉合金属电容的应用，已披露于美国专利第6,625,006号、第6,784,050号、第6,885,543号、第6,974,744号、第6,819,542号及中国台湾专利第I222,089号等专利中。

此外，由于半导体电容结构的布局的不匹配性(mismatch)与该半导体电容结构的电容值的平方根成反比关系，所以在现有技术中为了改善该半导体电容结构的布局的匹配表现(matching performance)(亦即几何对称性(geometrical symmetry))以进而提高该半导体电容结构的电容值的目的，一般而言利用共同质心类型(common centroid type)的布局方式来完成该半 导体电容结构的布局，如图1所示，其中该半导体电容结构包含有第一电容C1以及第二电容C2。

在现有技术中为了进一步改进这种共同质心类型的布局方式以降低半导体工艺变异性对该半导体电容结构的布局的几何对称性的影响，则是利用多重共同质心类型(multi-common centroid type)的布局方式来完成该半导体电容结构的布局，如图2所示，同样的，该半导体电容结构也包含有第一电容C1以及第二电容C2，但是这种多重共同质心类型的布局方式会提高布局的复杂度。

然而，无论是图1所示的共同质心类型的布局方式或是图2所示所示的多重共同质心类型的布局方式，该半导体电容结构中的第一电容C1以及第二电容C2之间的电容值比值都只能做到1∶1。然而，由于目前在半导体产业界中有许多情况需要制作具有不同电容值比值的包含有第一电容C1以及第二电容C2的半导体电容结构，而且该半导体电容结构也同样需要具有最佳的几何对称性，以及具有最大的单位电容值，因此上述的现有技术已经无法满足现有的各种需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种由第一电容与第二电容所组成的半导体电容结构，其具有多个对称分支区段，沿着多个环状轮廓(ringcontour)形成相互叉合的结构(interdigitated structure)，而且具有最佳化(optimal)的几何对称性，因此能够得到优选的电容效果，并具有较高的单位电容值，此外，在该半导体电容结构中还可以根据不同需求来调整该第一电容以及该第二电容之间的电容值比值。