[發明專利]金屬對金屬電容器

有效

• 申請號: 201910067991.8
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN110120384B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: Y·C·A·付;M·克拉瑪特;V·斯里尼瓦斯
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本發明題為“金屬對金屬電容器”。本公開描述了具有間距匹配的電容器晶胞的電容器結構。在一個實施方案中，電容器晶胞是由相互叉握的指狀電極形成的。指狀電極在電容器晶胞內的多個金屬層當中可以是間距匹配的，并且指狀電極在電容器晶胞的陣列之中可以是間距匹配的。此外，邊界晶胞可與電容器晶胞間距匹配。

技術領域

本文所述的實施方案涉及用于半導體器件中的電容器。更具體地講，本文所述的實施方案涉及模數轉換器電路內的電容器。

背景技術

電容器數模轉換器(DAC)是混合信號電路中的有用部件，其與其他類型的DAC相比具有功率較低的優點。電容式DAC的優點在于緊湊的面積及其低功率。電容式DAC最為常見的用途之一在于逐次逼近寄存器(SAR)模數轉換器(ADC)。在文獻中，高分辨率SAR ADC具有大的總電容器，以提高微小的最低有效位(LSB)電容器的匹配精確度，這樣將增大芯片面積，從而損減電容式DAC的好處。

發明內容

本公開描述了具有電容器晶胞的電容器結構。在一個實施方案中，電容器結構包括被多個邊界晶胞包圍的電容器晶胞的陣列。每個電容器晶胞可包括與第二多個指狀電極交叉的第一多個指狀電極，并且每一邊界晶胞可包括與第二多個虛設指狀電極交叉的第一多個虛設指狀電極。在一個實施方案中，第一多個指狀電極和第二多個指狀電極跨越電容器晶胞的陣列間距匹配，并且第一多個虛設指狀電極和第二多個虛設指狀電極與第一多個指狀電極和第二多個指狀電極間距匹配。例如，第一多個虛設指狀電極和第二多個虛設指狀電極可通過與第一多個指狀電極和第二多個指狀電極相同的尺寸和間距來表征。電容器晶胞的陣列可由多個電容器主晶胞和多個電容器子晶胞形成，其中每個電容器主晶胞和每個電容器子晶胞還通過大致相等的通孔密度來表征。類似地，邊界晶胞可具有相同的大致相等的通孔密度。

在一個實施方案中，電容器結構包括集成到電容器晶胞內的端子。在一個具體實施中，電容器結構包括下金屬層和上金屬層，下金屬層包括處于對應的電容器晶胞的陣列內的與指狀電極的第二陣列交叉的指狀電極的第一陣列，上金屬層包括處于電容器晶胞的陣列內與指狀電極的第四陣列交叉的指狀電極的第三陣列，其中指狀電極的第一陣列和第二陣列與指狀電極的第三陣列和第四陣列正交。在一個實施方案中，指狀電極的第一陣列包括延伸穿過電容器晶胞的陣列內第一系列的電容器晶胞的公共下軌道，其中對應系列的指狀電極的第一陣列和指狀電極的第三陣列電連接至公共下軌道。此外，指狀電極的第四陣列包括延伸穿過電容器晶胞的陣列內第二系列的電容器晶胞的公共上軌道，并且對應系列的指狀電極的第四陣列和指狀電極的第二陣列電連接至公共上軌道。公共下軌道和公共上軌道可以額外地穿過對應的邊界單元延伸。

在一個實施方案中，電容器結構可以利用下層的晶體管多晶層來形成電力解耦電容器。例如，一種電容器結構可包括下金屬層和上金屬層，下金屬層包括處于對應的電容器晶胞的陣列內的與指狀電極的第二陣列交叉的指狀電極的第一陣列，上金屬層包括處于所述的電容器晶胞的陣列內與指狀電極的第四陣列交叉的指狀電極的第三陣列。多晶硅層可以位于下金屬層之下，并且包括與指狀電極的第六陣列交叉的指狀電極的第五陣列。在一種配置中，指狀電極的第一陣列、第二陣列、第五陣列和第六陣列與指狀電極的第三陣列和第四陣列正交。在一個實施方案中，指狀電極的第五陣列耦接至地，同時指狀電極的第六陣列耦接至電源。

附圖說明

圖1是根據一個實施方案的模數轉換器(ADC)的框圖。

圖2是根據一個實施方案的電容器主晶胞的透視圖例示。

圖3是根據一個實施方案的電容器子晶胞的透視圖例示。

圖4是根據一個實施方案的電容器結構的透視圖。

圖5是根據一個實施方案的電容器結構的示意性頂視圖例示。

圖6是根據一個實施方案的模數轉換器的操作方法的流程圖。

具體實施方式