[发明专利]集成电路中的电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及半导体装置,更具体而言,涉及集成电路中的电容器及其制造方法。

背景技术

半导体装置被用于各种电子应用中，举例来说，诸如个人电脑、手机、数码相机以及其它电子装备。半导体装置典型地通过在半导体衬底上依次沉积材料的绝缘或介电层、导电层、以及半导电层制造，并使用光刻技术图案化各个层以在其上形成电路部件和元件。

电容器是在半导体装置中使用的用于存储电荷的元件。电容器包括由绝缘材料分隔开的两个导电板。当电流被施加到电容器上时，数量相等但极性相反的电荷积聚在电容器板上。每施加1V电压，电容量或由电容器容纳的电荷量取决于很多参数，举例来说，诸如板的面积、板之间的距离、以及板之间绝缘材料的介电常数值。电容器被用于诸如电子滤波器、模拟-数字转换器、存储装置、控制应用、以及许多其他类型的半导体装置应用的应用中。

发明内容

根据本发明的一个实施例，制造电容器阵列的方法包括形成包括串联耦合的第一电容器元件和第二电容器元件的第一列。该方法进一步包括形成包括串联耦合的第三电容器元件和第四电容器元件的第二列。第一列与第二列并联耦合。第二电容器元件被放置在金属化层中的第一电容器元件和第四电容器元件之间。第四电容器元件被放置在金属化层中的第二电容器元件和第三电容器元件之间。

在本发明的一个替代实施例中，制造装置的方法包括提供包括具有第一电容量和第一面积的单个电容器的第一电路设计，以及通过用电容器阵列替代单个电容器产生第二电路设计。电容器阵列包括含有串联的电容器元件的多个列。多个列并联耦合以形成多个行。多个列中的每个电容器元件的电容量具有的值等于或小于第一电容量的值。多个列中的每个电容器元件具有的面积小于第一面积。该方法进一步包括用含有在工件上的金属化层中的电容器阵列的第二电路设计制造电路。

在本发明的另一个替代实施例中，制造装置的方法包括提供包括具有第一电容量的单个电容器的第一电路设计，以及通过用电容器阵列替代单个电容器产生第二电路设计。电容器阵列包括含有串联的电容器元件的多个列。多个列并联耦合以形成多个行。多个列中的每个电容器元件的电容量具有的值为第一电容量乘以换算系数。换算系数是多个列中的一列上的元件总数除以多个行中的一行上的元件总数。该方法进一步包括用含有在工件上的金属化层中的电容器阵列的第二电路设计制造电路。

在本发明的一个替代实施例中，制造装置的方法包括提供包括具有第一电容量的单个电容器的第一电路设计，以及通过用具有第一电容量的电容器阵列替代单个电容器产生第二电路设计。电容器阵列包括含有串联耦合的第一电容器元件和第二电容器元件的第一列，以及含有串联耦合的第三电容器元件和第四电容器元件的第二列。第一列与第二列并列耦合。该方法进一步包括用含有在工件上的电容器阵列的第二电路设计制造电路。第一、第二、第三和第四电容器元件被放置在相同的金属化层中。第二电容器元件被放置在金属化层中的第一电容器元件和第四电容器元件之间。第四电容器元件被放置在金属化层中的第二电容器元件和第三电容器元件之间。

在本发明的另一个替代实施例中，电容器包括含有并联耦合的第一电容器元件和第二电容器元件的第一行，以及含有并联耦合的第三电容器元件和第四电容器元件的第二行。第一行与第二行串联耦合。在工件上的金属化层中，第二电容器元件被放置在第一电容器元件和第三电容器元件之间。在金属化层中，第三电容器元件被放置在第二电容器元件和第四电容器元件之间。第一、第二、第三和第四电容器元件被放置在金属化层中。

在本发明的又一个替代实施例中，电容器包括沿第一方向放置在第一金属层中的衬底上的第一导线，以及沿第一方向放置在第一金属层的衬底上的第二导线。第二导线容性耦合至第一导线。第三导线沿第一方向放置在第一金属层的衬底上。第二导线被放置在第一和第三导线之间。第一垂直导线沿第二方向放置在第一金属层上方的第二金属层中。第一导线耦合至第一垂直导线。第一方向垂直于第二方向。第二垂直导线沿第二方向放置在第二金属层中。第二垂直导线耦合至第三导线。第一垂直导线耦合至第一电位节点，以及第二垂直导电线耦合至第二电位节点。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，结合附图的参考以下描述，其中：

图1图示了与不同电容器结构的失效有关的缺陷密度；

图2，其包括图2A至图2C，图示了堆叠电容器的原理图；

图3图示出了用于理解本发明的一个实施例的电容器结构；

图4图示出了用于理解本发明的一个实施例的表格；