[发明专利]含层间绝缘部分的低漏电电容器

说明书

技术领域

本发明一般涉及半导体器件，具体涉及电容器和制造电容器的方法。

背景技术

为了减小电源噪音，数字应用通常需要使用去耦电容器。去耦电容器连接在VDD电源轨和VSS电源轨之间，这样由于去耦电容器对于高频信号的短路效应，高频感应噪音将被消除。

目前，有许多种去耦电容器。例如，用晶体管制成的电容器。图1讲的是通过将晶体管的源区和漏区短路形成的常规去耦电容器。晶体管的栅极与VDD电源轨或者VSS电源轨耦合。因此，如果VDD电源轨或者VSS电源轨发生电源浪涌(比如，静电放电(ESD))，晶体管就可能被损坏。

图2讲的是另外一种用晶体管做成的去耦电容器，不同的是，它不是用栅极连接VDD和VSS电源轨，而是用源区/漏区连接VDD和VSS电源轨。因此，去耦电容器受电源浪涌的影响较小。然而，如图2所示的晶体管方案通常使用带有长器件沟道的厚栅极氧化层来实现，当它们在核心器件区域形成的时候，氧化层厚度的一致性和临界尺寸的一致性(其会影响栅极的宽度)都会受到不利影响。而当集成电路的形成技术向下扩展到32纳米时，对集成电路的布局需要很严格的限制规则，这样情况会变的更加糟糕。另外，图2所示的去耦电容器还要承受亚阈值泄漏。

如图3到图6所示，去耦电容器还可以由两个传导电极构成，可以分为多晶硅-扩散区电容器，多晶硅-多晶硅电容器，金属-多晶硅电容器，和金属-金属电容器。图3表示的是多晶硅-扩散区电容器，带有多晶硅(poly)板和扩散区作为相应电容器的板。这种类型的电容器要承受扩散区的耗尽区大小变化引起的非线性，而耗尽区的大小随着外加电压变化。图4和图5分别表示了多晶硅-多晶硅电容器和金属-多晶硅电容器。这些类型的电容器通常需要额外的工艺步骤，因此相比于其它类型的电容器它们需要花费更多的成本。图6表示的是金属-氧化物-金属(下面简称为MOM)电容器，该电容器由多于一层的金属层构成。在每一个金属层，金属指以交替的图案放置以形成电容器。相邻金属层上的指相互垂直。这种类型的电容器的电容高度依赖于金属层间的耦合电容。很明显，MOM电容器在多个金属层都要求有较大的芯片面积。

因此，该技术领域需要的是承受较少泄露电流、并且占据较小芯片面积的电容器。单位面积的电容也需要较高，以便于在诸如32纳米或以下的先进技术下形成电容器。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种集成电路结构，包括：半导体衬底，该半导体衬底包括第一区和第二区；位于第二区的绝缘区，和处于绝缘区上方的层间电介质(下面简称为ILD)。晶体管位于第一区。晶体管包括栅极电介质，和在栅极电介质上方的栅电极。在绝缘区上方有第一导线和第二导线。第一导线和第二导线基本上平行，并且均在第一方向延伸。在ILD上方的金属层上有第一金属线和第二金属线，两者也都向第一区延伸，但是分别与第一导线和第二导线垂直重叠。第一金属线和第二金属线构成电容器的两个电容电极。

根据本发明的另一方面，提供了一种集成电路结构，包括：半导体衬底，位于半导体衬底上方的ILD，位于ILD上方的金属层，和位于半导体衬底上方的电容器。电容器包含ILD的第一层，第一电容器电极和第二电容器电极，每个电容器电极包括一条总线和连接到总线上的指。第一电容器电极的指和第二电容器电极的指相互平行，并且交替放置。电容器进一步包括位于金属层的第二层，第三电容器电极，和第四电容器电极，它们之间彼此绝缘，并且每个第三电容器电极和第四电容器电极包含一条总线和连接到总线上的指。第三电容器电极和第四电容器电极的指平行于第一电容器电极和第二电容器电极的指，并且交替放置。第一电容器的每个指都与第四电容器电极中的一个指垂直重叠，第二电容器电极的每个指都与第三电容器电极中的一个指垂直重叠。