[发明专利]电容结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容结构，且特别是涉及一种金属-氧化物-金属(metal-oxide-metal，MOM)电容结构。

背景技术

在现今半导体产业中，电容为相当重要而基本的元件。其中，金属-氧化物-金属电容(MOM电容)为一种常见的电容结构，其基本设计为在作为电极的金属平板之间充填绝缘介质，而使得每两个相邻的金属平板与其中的绝缘介质可形成一个电容单元。

由于电容值和电极的面积成正比，而与两电极之间的距离成反比，故一般而言，在电容结构的设计中，可通过将电极之间的绝缘介质的厚度降低、或者增加电极表面积等方式来提高电容值。

其中，关于增加电极表面积的方法，已提出有多层式电容结构，其为利用多层金属电极的设计来增加电极表面积。然而，于制作工艺技术方面常会产生难以控制介质层的均匀度、制造步骤较繁琐以及稳定度等问题。

随着半导体微型化的需求，集成电路的积成度愈来愈高，如何在现有制作工艺规格下改良电容结构以提高电容结构中单位面积的电容值已然成为重要的研究课题。为了更有效地提升电容结构中单位面积的电容值，需要提出更理想的电容结构设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容结构，其可提升单位面积的电容值，并且实现总电容值的最佳化。

为达上述目的，本发明提出一种电容结构，包括介电材料层以及至少两层金属层。金属层间隔设置于介电材料层中。各金属层包括绕行状(zigzaging)电极、第一指状电极以及第二指状电极。绕行状电极形成多个第一凹部以及多个第二凹部，多个第一凹部位于绕行状电极的一侧，多个第二凹部位于绕行状电极的另一侧。第一指状电极包括多个第一延伸部，第一延伸部分别设置于第一凹部中。第二指状电极包括多个第二延伸部，第二延伸部分别设置于第二凹部中。其中，各金属层中的绕行状电极电连接相邻金属层中的第一指状电极及第二指状电极。

本发明还提出一种电容结构，包括介电材料层、第一金属层以及第二金属层。第一金属层设置于介电材料层中，第一金属层包括第一绕行状电极、第一指状电极以及第二指状电极。第一绕行状电极形成多个第一凹部以及多个第二凹部，多个第一凹部位于第一绕行状电极的一侧，多个第二凹部位于第一绕行状电极的另一侧，第一指状电极包括多个第一延伸部，各第一延伸部分别设置于第一凹部中。第二指状电极包括多个第二延伸部，各第二延伸部分别设置于第二凹部中。第二金属层与第一金属层间隔设置于介电材料层中。第二金属层包括第二绕行状电极、第三指状电极以及第四指状电极。第二绕行状电极形成多个第三凹部以及多个第四凹部。多个第三凹部位于第二绕行状电极的一侧，多个第四凹部位于第二绕行状电极的另一侧。第三指状电极包括多个第三延伸部，各第三延伸部分别设置于第三凹部中。第四指状电极包括多个第四延伸部，各第四延伸部分别设置于第四凹部中。其中，第一绕行状电极电连接第三指状电极及第四指状电极，且第二绕行状电极电连接第一指状电极及第二指状电极。

基于上述，本发明提供一种电容结构，可提升单位面积的电容值并实现总电容值的最佳化，且对于集成电路布局而言具有较低的面积成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为依照本发明的一实施例所绘示的电容结构的示意图；

图1B为图1A所示的电容结构沿X-X′线的剖视图；

图2为依照本发明的一实施例所绘示的电容结构中，多个介层窗连接两个相邻金属层的各种态样的示意图；

图3A及图3B分别为图1A所绘示的电容结构中的第一金属层102与第二金属层202的上视图；

图4为计算本发明的电容结构中的总电容值所使用公式的示意图。

主要元件符号说明

100：电容结构

101：介电材料层

102：第一金属层

108：第一绕行状电极

108a：第一凹部

108b：第二凹部

110：第一指状电极

110a：第一基部

110b：第一延伸部

109a：第一方向

109b：第二方向

112：第二指状电极

112a：第二基部

112b：第二延伸部

114、114a、114b、114c、114d、114e、114f、114g、114h：介层窗

202：第二金属层

208：第二绕行状电极