金屬-氧化物-金屬電容器結構制造技術

本發明專利技術公開一種金屬-氧化物-金屬電容器，其包括第一電極、第二電極、多個第一指狀物和多個第二指狀物。每個第一指狀物和與其相應的第二指狀物互相平行并且通過低k電介質材料分隔開。采用保護環包圍金屬-氧化物-金屬電容器以防止潮濕滲透進低k電介質材料。本發明專利技術還提供了一種金屬-氧化物-金屬電容器結構。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地涉及半導體領域，更具體地來說，涉及金屬-氧化物-金屬結構。
技術介紹
現代電子設備(例如，筆記本電腦)包括各種存儲器，以存儲信息。每個存儲單元會需要至少一個電容器以保留信息。根據慣例，金屬-氧化物-金屬(MOM)電容器能夠為集成電路(例如，存儲電路)提供合適的電容。單層MOM電容器可包括第一金屬板、第二金屬板和沉積在第一金屬板和第二金屬板之間的絕緣層。單層MOM電容器的電容與金屬板的面積和絕緣層的介電常數成比例。為了提供更大電容同時保持MOM電容器的較小管芯面積，MOM電容器可包括堆放在一起的多個層。多層MOM電容器可包括兩個電極。每個電極與多個指狀物連接，這些指狀物中的每個指狀物和連接到另一個電極的與該指狀物相對應的指狀物形成子電容器。在MOM電容器的一層上，通過各種相鄰指狀物形成各種子電容器。每層的總電容等于在該層上的子電容器的總和。而且，通過多個通孔插塞(via plug)將多層MOM電容器的電極與所有層連接在一起。因此，多層MOM電容器的總電容等于多層MOM電容器的所有層的電容的總和。由于各種電子元件(例如晶體管、二極管、電阻器和電容器等等)的集成密度的改進，半導體工業經歷了快速增長。集成密度的改進來自縮小半導體工藝節點(例如將工藝節點朝小部件尺寸縮小，如65納米、45納米、32納米和以下)。具有小部件尺寸的半導體技術使得半導體制造與設計之間有更多的交互。例如，MOM電容器中具有的濕度對小部件尺寸器件的影響將變得更重要。MOM電容器具有的濕度必須降低到最低水平以確保具有小部件尺寸的器件符合被具體制定的性能指標
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本專利技術的一方面，提供了一種結構包括金屬-氧化物-金屬電容器，所述金屬-氧化物-金屬電容器包括低k電介質絕緣層；和保護環，所述保護環包圍金屬-氧化物-金屬電容器，其中所述保護環配置成防止潮濕滲透進低k電介質絕緣層。在該結構中，金屬-氧化物-金屬電容器包括第一金屬-氧化物-金屬層，所述第一金屬-氧化物-金屬層包括與第一指狀物連接的第一電極；與第二指狀物連接的第二電極，其中所述第一指狀物和所述第二指狀物平行并且通過第一電介質材料分隔開。該結構進一步包括第二金屬-氧化物-金屬層，所述第二金屬-氧化物-金屬層包括與第三指狀物連接的第三電極；與第四指狀物連接的第四電極，其中所述第三指狀物和第四指狀物平行并且通過第二電介質材料分隔開。在該結構中，所述第一電極通過多個通孔插塞與所述第三電極連接。在該結構中，所述第二電極通過多個通孔插塞與所述第四電極連接。在該結構中，所述第一指狀物的第一方向正交于所述第三指狀物的第三方向；以及所述第二指狀物的第二方向正交于所述第四指狀物的第四方向。在該結構中，所述保護環包括在第一金屬-氧化物-金屬層中的第一導電元件；以及在第二金屬-氧化物-金屬層中的第二導電元件，其中所述第一導電元件通過在所述第一金屬-氧化物-金屬層和所述第二金屬-氧化物-金屬層之間的電介質層中的多個通孔插塞與第二導電元件連接。根據本專利技術的另一方面，提供了一種多層結構，所述多層結構包括第一金屬-氧化物-金屬層，所述第一金屬-氧化物-金屬層包括與第一電極連接的第一指狀物，與第二電極連接的第二指狀物，其中所述第一指狀物和所述第二指狀物平行，第一導電元件，所述第一導電元件包圍所述第一指狀物、所述第二指狀物、所述第一電極和所述第二電極；第二金屬-氧化物-金屬層，所述第二金屬-氧化物-金屬層包括與第三電極連接的第三指狀物，與第四電極連接的第四指狀物，其中所述第三指狀物和所述第四指狀物平行，第二導電元件，所述第二導電元件包圍所述第三指狀物、所述第四指狀物、所述第三電極和所述第四電極；以及電介質層，所述電介質層包括連接在所述第一電極和所述第三電極之間的第一通孔插塞，連接在所述第二電極和所述第四電極之間的第二通孔插塞，以及連接在所述第一導電元件和所述第二導電元件之間的多個通孔插塞。在該多層結構中，所述第一指狀物和所述第二指狀物形成第一子電容器；以及所述第三指狀物和所述第四指狀物形成第二子電容器。在該多層結構中，所述第一子電容器和所述第二子電容器形成金屬-氧化物-金屬電容器。在該多層結構中，所述第一導電元件、第二導電元件和所述多個通孔插塞形成包圍所述金屬-氧化物-金屬電容器的保護環。在該多層結構 中，所述保護環由金屬材料形成。在該多層結構中，所述第一指狀物和所述第二指狀物被第一低k電介質材料分隔開；所述第三指狀物和所述第四指狀物被第二低k電介質材料分隔開。在該多層結構中，所述第一指狀物、所述第二指狀物、所述第一電極和所述第二電極由第一金屬材料形成。在該多層結構中，所述第三指狀物、所述第四指狀物、所述第三電極和所述第四電極由第二金屬材料形成。根據本專利技術的又一方面，提供了一種電容器，所述電容器包括第一電極，所述第一電極與多個第一導電指狀物連接，其中所述第一導電指狀物互相平行；第二電極，所述第二電極與多個第二導電指狀物連接，其中所述第二導電指狀物互相平行；以及第一導電元件，所述第一導電元件包圍所述第一導電指狀物、所述第二導電指狀物、所述第一電極和所述第二電極。該電容器進一步包括第三電極，所述第三電極與多個第三導電指狀物連接，其中所述第三導電指狀物互相平行，以及所述第三導電指狀物在鄰近的層；第四電極，所述第四電極與多個第四導電指狀物連接，其中所述第四導電指狀物互相平行，以及所述第四導電指狀物在所述鄰近的層；以及第二導電元件，所述第二導電元件包圍所述第三導電指狀物、所述第四導電指狀物、所述第三電極和所述第四電極。在該電容器中，所述第一導電指狀物的第一方向正交于所述第三導電指狀物的第三方向；和，所述第二導電指狀物的第二方向正交于所述第四導電指狀物的第四方向。在該電容器中，所述第一導電元件通過多個通孔插塞與所述第二導電元件連接；所述第一導電元件、所述第二導電元件和所述多個通孔插塞形成保護環。在該電容器中，所述保護環由金屬材料制成。附圖說明為更完整的理解實施例及其優點，現將結合附圖進行的以下描述作為參考，其中圖1示出了根據一實施例的MOM電容器結構的俯視圖；圖2不出了根據一實施例的MOM電容器的第一 MOM層的俯視圖；圖3示出了根據一實施例的MOM電容器的第二 MOM層的俯視圖；和圖4不出了根據一實施例的MOM電容器結構的橫截面圖。除非另有說明，不同附圖中的相應標號和符號通常指相應部件。將附圖繪制成清楚地示出實施例的相關方面而不必須成比例繪制。具體實施例方式下面詳細討論本專利技術各實施例的制造和使用。然而，應該理解，本專利技術提供了許多可以在各種具體環境中實現的可應用的概念。所討論的具體實施例僅僅示出了制造和使用本專利技術的具體方式，而不用于限制本專利技術的范圍。下面,將描述本專利技術關于具體環境下的優選實施方式，用于多層金屬-氧化物-金屬(MOM)電容器結構的保護環。然而，本專利技術也可應用到各種半導體器件中。首先，參考圖1，示出了根據一實施例的MOM電容器結構的俯視圖。MOM電容器結構100可包括MOM電容器102和保護環104。MOM電容器102由堆疊在一起的多個MOM層形成。根據一種實施例，MOM電容器可以有4個MOM層。每個MOM層可包括2個電極和2組指狀物以形成單層MOM電容本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種結構包括：金屬?氧化物?金屬電容器，所述金屬?氧化物?金屬電容器包括低k電介質絕緣層；和保護環，所述保護環包圍金屬?氧化物?金屬電容器，其中所述保護環配置成防止潮濕滲透進低k電介質絕緣層。

【技術特征摘要】
2011.10.14 US 13/274,1221.一種結構包括 金屬-氧化物-金屬電容器，所述金屬-氧化物-金屬電容器包括低k電介質絕緣層；和 保護環，所述保護環包圍金屬-氧化物-金屬電容器，其中所述保護環配置成防止潮濕滲透進低k電介質絕緣層。2.根據權利要求1所述的結構，其中金屬-氧化物-金屬電容器包括 第一金屬-氧化物-金屬層，所述第一金屬-氧化物-金屬層包括 與第一指狀物連接的第一電極； 與第二指狀物連接的第二電極，其中所述第一指狀物和所述第二指狀物平行并且通過第一電介質材料分隔開。3.根據權利要求2所述的結構，所述結構進一步包括第二金屬-氧化物-金屬層，所述第二金屬-氧化物-金屬層包括 與第三指狀物連接的第三電極； 與第四指狀物連接的第四電極，其中所述第三指狀物和第四指狀物平行并且通過第二電介質材料分隔開。4.根據權利要求3所述的結構，其中所述第一電極通過多個通孔插塞與所述第三電極連接。5.根據權利要求3所述的結構，其中所述第二電極通過多個通孔插塞與所述第四電極連接。6.根據權利要求3所述的結構，其中 所述第一指狀物的第一方向正交于所述第三指狀物的第三方向；以及 所述第二指狀物的第二方向正交于所述第四指狀物的第四方向。7.根據權利要求1所述的結構，其中所述保護環包括 在第一金屬-氧化物-金屬層中的第一導電元件；以及 在第二金屬-氧化物-金屬層中的第二導電元件，其中所述第一導電元件通過在所述第一金屬-氧化物-金屬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃俊杰，王琳松，林其諺，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：