[發明專利]MOM電容器及半導體元件

在審

• 申請號: 202010872394.5
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111900251A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 曹云
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L49/02
• 分類號: H01L49/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種MOM電容器及半導體元件，MOM電容器包括呈菱形分布的四個電容部分，每個電容部分包括交替設置且相互平行的多個電極條，電極條與菱形的對角線具有一預設夾角以使同一電容部分的多個電極條與菱形的兩條對角線構成三角形，位于同一電容部分的相鄰兩個電極條的極性相反且之間填充有電介質，關于菱形的任一對角線對稱的兩個電容部分上的電極條相互對稱且極性相反。通過將MOM電容的結構設計為菱形，使得不論是沿X軸方向還是沿Y軸方向經過MOM電容器上的信號線都同時經過形狀相等且對稱的正電極條及負電極條，進而使得信號線對MOM電容器的正電極條和負電極條產生的寄生電容相同且差值為0，避免了信號線發生信號跳變對MOM電容器造成干擾。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種MOM電容器及半導體元件。

背景技術

電容器是集成電路(簡稱IC)中的重要組成單元，廣泛運用于存儲器、微波、射頻、智能卡和濾波等芯片中。隨著半導體集成電路制造技術的不斷進步，半導體器件的性能也不斷提升。集成電路集成度提升過程中對于電容器如何在有限的面積下獲得高密度的電容成為一個重要課題。

現有電容器通常包括：結電容器、柵電容器、金屬-金屬(Intra-metal)電容器等等。其中，在高電容密度的場合，結電容器、柵電容器的線性度及品質因數都較差，且擊穿電壓低，適用性不強；而金屬-金屬(Intra-metal)電容器的線性特征要遠好于其他類型的電容器，因而具有更好的精度，能更好的滿足高電容密度場合的需要。上述金屬-金屬(Intra-metal)電容器包括了MIM(metal-insulator-metal)電容器和MOM(metal-oxide-metal)電容器。

MOM電容器是通過對同一金屬層上的金屬進行光刻和刻蝕，得到多個相互平行的導電電極條，即同一層上的金屬呈梳狀(即COMB結構)排列，多個導電電極條即為梳齒部分，同一層的多個導電電極條之間設置有電介質，位于同一層上導電電極條與電介質組成的組合層稱為金屬化層。如圖1所示，圖1為現有技術中MOM電容器的版圖結構示意圖，所述MOM電容器包括：與電源正電極連接的正電極板10和與電源負電極連接的負電極板20；所述正電極板10上還連接有多條正電極條11，正電極條11成梳齒狀排列在正電極板10一側；所述負電極板20上連接有多條負電極條21，負電極條21成梳齒狀排列在負電極板20一側；所述正電極條11和負電極條21間隔交錯排列，且相鄰的正電極條11和負電極條21間填充有介電層電容。在同一金屬化層上，相鄰的正電極條11與負電極條21及其之間的電介質形成了電容結構。MIM電容器主要包括上電極板、下電極板以及夾設于上、下電極板之間的電介質層，在上、下電極板之間形成電容結構。相對于MOM電容器來說，制作MIM電容器的過程中，不可避免的要增加一塊掩膜版(如電容器上極板光刻時所用的mask)，同時增加一次光刻和腐蝕過程，這必然導致了工藝成本的增加。并且，占用相同襯底面積條件下，MOM電容器相比于MIM電容器可提供更高的電容密度。

但是，現有MOM電容器結構目前普遍存在的問題是，請繼續參照圖1，當MOM電容器上有X軸方向或Y軸方向的信號線30通過時，由于經過的正電極11和負電極條21的形狀和大小不同，因此對正電極條11和負電極條21產生的寄生電容不相等。若所述信號線30的信號發生跳變，例如電壓跳變，容易對MOM電容器產生干擾，進行影響芯片的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MOM電容器及半導體元件，能夠解決信號線對MOM電容器的不同極板產生不同寄生電容的問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種MOM電容器，包括呈菱形分布的四個電容部分，每個所述電容部分包括交替設置且相互平行的多個電極條，所述電極條與所述菱形的對角線具有一預設夾角以使同一電容部分的多個電極條與所述菱形的兩條對角線構成三角形，位于同一電容部分的相鄰兩個電極條的極性相反且之間填充有電介質，關于所述菱形的任一對角線對稱的兩個電容部分上的所述電極條相互對稱且極性相反。