[发明专利]接触焊盘下方的MIM去耦电容器

说明书

本申请要求于2009年2月27日提交的名为“MIM DecouplingCapacitors under a Contact Pad”的美国临时申请序列第61/156,281号的优先权，其申请结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体器件，更具体地，涉及具有直接设置在外部接触焊盘下方的金属绝缘体金属(MIM)电容器的半导体器件。

背景技术

电容器用于多种功能电路中的多种目的的半导体器件，诸如混合信号电路、模拟电路、无线电频率(RF)电路、动态随机存取存储器(DRAM)、嵌入式DRAM(eDRAM)以及逻辑运算电路。使用电容器的一个目的是作为去耦电容器，其中，去耦电容器放在功率触点之间以消除或减小电源线上的噪声，从而防止电源线上的功率峰值因子破坏其他电路。

在将去耦电容器与其他电路结合的尝试中，去耦电容器已经被放置在芯片上。使用芯片上去耦电容器的一种尝试利用薄膜平面电容器。然而，这些电容器通常要求大面积并且很难设计和制造，使得电容器具有充分大的足够电容。

在增加去耦电容器的电容的尝试中，已经使用了金属绝缘体金属(MIM)电容器。MIM电容器包括形成在电介质层的沟槽中的、其间夹置有电介质层的金属层。然而，在芯片上放置MIM去耦电容器受到面积和互连量的限制。例如，MIM去耦电容器可以要求大量空间，并且对布置必须注意。结果，增加了所得到的芯片尺寸。

从而，本领域需要要求更少整体芯片面积的用于在芯片上集成去耦MIM电容器的方案。

发明内容

通过在外部接触焊盘下方直接提供去耦MIM电容器的本发明的实施例，通常可以减小、解决或避免这些和其他问题，并且通常可以实现技术优点。

根据本发明的一个实施例，提供了一种集成电路结构。该集成电路结构包括具有外部接触焊盘的芯片。一个或多个去耦MIM电容器被直接放置在外部接触焊盘下方。另外，可以包括一个或多个虚拟去耦MIM电容器。

根据本发明的另一实施例，提供了一种集成电路结构。该集成电路结构包括具有在其上形成的多个电介质层的衬底。一个或多个有效MIM电容器形成在多个电介质层中。MIM电容器的第一极板电耦合至V_ss或V_dd中的一个，同时另一极板电耦合至V_ss和V_dd中的另一个。外部接触焊盘形成在一个或多个有效MIM电容器之上。另外，可以包括一个或多个虚拟去耦MIM电容器。

根据本发明的又一实施例，提供了一种形成集成电路器件的方法。该方法包括提供衬底以及在衬底之上形成多个电介质层。一个或多个金属化层形成在多个电介质层中的相邻电介质层之间。多个有效去耦MIM电容器形成在多个电介质层中的至少一个中。外部接触焊盘直接形成在多个有效去耦电容器之上。另外，可以包括一个或多个虚拟去耦MIM电容器。

附图说明

为了更好地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下说明作为参考，其中：

图1是根据本发明实施例的接触焊盘的平面图；

图2至图5示出了根据本发明实施例的利用接触焊盘下方的MIM电容器形成半导体器件的方法的中间步骤；

图6是示出根据本发明实施例的去耦MIM电容器的电连接的示意图；

图7是根据本发明实施例的去耦MIM电容器阵列的平面图；

图8是根据本发明实施例的结合到CUP设计中的去耦电容器的截面图；

图9是根据本发明实施例的用于RF电路设计的去耦MIM电容器的截面图；

图10是根据本发明另一实施例的用于RF电路设计的去耦MIM电容器的截面图；以及

图11A和图11B示出了根据本发明又一实施例的去耦MIM电容器。

具体实施方式

以下详细描述本发明的实施例的制造和使用。然而，应该明白，本发明的实施例提供可以在多种特定环境中具体化的多种可应用发明思想。所述的特定实施例仅示出了制造和使用本发明的特定方式，并且不限制本发明的范围。

将关于特定环境中的优选实施例描述本发明，即，与用于制造eDRAM和混合信号/RF应用的标准半导体处理技术兼容的集成电容器。然而，还可以将本发明应用于希望将电容器与其他半导体器件集成的其他设计以及诸如其他信号处理和芯片上系统应用的设计。