[實用新型]集成電路堆疊電容器

有效

• 申請號: 200920071417.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN201466027U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 張步新;王媛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/52;H01L29/92;H01L29/41
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本實用新型涉及集成電路制造領域，尤其涉及集成電路堆疊電容器。

【背景技術】

集成電路制造領域中，電容是不可或缺的基本元件之一。為了降低集成電路的幾何尺寸，提高單位面積上的電容值，尤其需要研發結構緊湊的電容結構。

堆疊(stack)電容是目前電容結構發展中產生的一種典型的緊湊型電容結構。附圖1是現有技術中一種集成電路堆疊電容器10的結構示意圖，包括襯底100和設置于襯底100表面的第一主極板110、第二主極板120和第三主極板130，還包括設置于第一極板110與第二極板130下方的第一擴展極板111與第二擴展極板121，以及用于電學連接主極板與對應的擴展極板之間的多個通孔112與122。第三主極板130也應包括對應的擴展極板，由于結構與上述第一擴展極板111與第二擴展極板121類似，因此在附圖1中從略。

上述各個極板之間填充有介質材料，例如二氧化硅、氮化硅或者BPSG等。

其中第一極板與第三極板通過通孔140電學連接，并繼續在垂直于襯底100的方向上與上方和下方的極板交替連接，第二極板也以同樣的方式通過通孔150交錯電學連接其余的極板，從而在襯底表面成一系列并聯的電容。由于采用了主極板和擴展極板相結合的結構，相當于降低了極板之間的距離，從而增大了單位面積的電容值。

現有技術中雖然采用了上述結構增加電容值，但是由于需要考慮引出的擴展極板同通孔140和150之間的電學耦合現象，需要彼此保持較大的距離，而距離過大又增加了電容的橫向面積。因此上述第一擴展極板111和第二擴展極板121的位置在垂直方向上并不能完全重合，在制備工藝上需要兩塊不同的掩模版。并且，上述結構由于增加了一層擴展極板，相當于在后道金屬工藝中的金屬層數目增加了一倍。目前的0.18微米下工藝的主流金屬材料是銅，生長和圖形化工藝復雜，因此上述結構嚴重增加了工藝成本。如果在增加的擴展極板層采用工藝簡單的金屬，例如鋁，則又由于上、下金屬層是不同材料，相當于堆疊電容的上下極板交替使用不同的材料，因此容易產生電容值隨溫度和電壓變化的情況，這也是實際工藝中所不希望看到的。因此現有技術中的電容結構很難在工藝成本和電學特性上做到平衡兼顧。

【發明內容】

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種集成電路堆疊電容器，既可以節約工藝成本，又保證具有良好的電學特性。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種集成電路堆疊電容器，包括襯底和在襯底表面上相對設置的第一主極板與第二主極板，所述第一主極板與第二主極板之間設置有擴展極板，所述擴展極板僅與第一主極板或者第二主極板電學連接，兩個主極板中未與此擴展極板電學連接的另一個主極板與擴展極板電學隔離。

作為可選的技術方案，所述主極板與擴展極板之間填充有介質材料。

作為可選的技術方案，所述擴展極板與主極板之間通過嵌入介質材料通孔中的導電插塞電學連接。

作為可選的技術方案，在垂直于襯底表面的方向上還包括多組彼此相對設置的主極板，每一組主極板中，僅其中一個主極板電學連接有擴展極板，且每一組中第一主極板相互電學連接，每一組中的第二主極板相互電學連接；所述主極板之間的電學連接采用嵌入介質材料通孔中的導電插塞。

本實用新型的優點在于，所述結構的擴展極板的數目減小了一半，且擴展極板的位置以及導電插塞的位置均相同，可以采用一塊掩模版制作，因此降低了工藝成本。此種結構雖然降低了擴展極板的數量，進而導致電容值降低，但是由于取消了一半的擴展極板，因此電容極板在平行于襯底的方向可以布置的更緊密，從而減小了電容的橫向面積，彌補了電容值降低的缺陷。并且此結構所形成的堆疊電容，一個極板全部由擴展極板構成，而另一個極板全部由主極板構成，因此無論擴展極板與主極板是否采用同種材料，并聯后的堆疊電容的兩個極板各自所采用的材料都是一致的，因此能夠抑制電容值隨溫度和電壓變化的情況發生。與現有技術相比而言，本實用新型所述的電容器在工藝成本和電學特性上做到平衡兼顧。

【附圖說明】

附圖1是現有技術中一種集成電路堆疊電容器的結構示意圖；

附圖2是本實用新型的具體實施方式中所述集成電路堆疊電容器的結構示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖對本實用新型提供的集成電路堆疊電容器的具體實施方式做詳細說明。