Mom电容的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种MOM电容，由多层金属线圈组成，每一层金属线圈都是由两条金属子线圈嵌套形成，每一层的两条金属子线圈之间形成横向电容结构，即由两条金属子线圈组成电容的两个极板，上下相邻两侧的两条金属子线圈通过通孔连接在一起。本发明MOM电容两个极板都分别由金属线圈组成，由于金属线圈具有较大的寄生电感，从而能够提高MOM电容的等效电容、增加电容密度并减少电路面积。
【专利说明】MOM电容
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体集成电路器件，特别是涉及一种金属-氧化物-金属(MOM)电容。
【背景技术】
[0002]电容在射频电路中应用非常广泛，如金属-绝缘层-金属(MiM)电容和MOM电容，但是电容往往也是非常占用面积器件，其电容密度也比较小。随着集成度的需求越来越高，对电容密度的要求也越来越高。
[0003]现有MiM电容的电容密度一般为2fF/μ m2左右，现有MOM电容结构有为三种结构。
[0004]如图1所示，是现有第一种MOM电容的结构示意图；第一种MOM电容为水平条杆结构(Horizontal Barsm，HB)，包括多层金属层，每层金属层都包括有金属条101和102，各层的相邻的金属条101和102之间形成横向结构的电容。上下两个相邻层之间的金属条101和102重叠并形成纵向结构的电容。每一层的金属条101和102可以结构一样。
[0005]如图2所示，是现有第二种MOM电容的结构示意图；第二种MOM电容为没有通孔的编织状结构(Woven No Via，WNV)，包括多层金属层，每层金属层都包括有金属条103和104,各层的相邻的金属条103和104之间形成横向结构的电容。相邻两层的金属条103和104之间形成交织状结构。每一层的金属条103和104可以结构一样。
[0006]如图3所示，是现有第三种MOM电容的结构示意图；现有第三种MOM电容为垂直平行板结构(vertical parallel plates, VPP),包括多层金属,各层金属层的相邻的金属条105通过通孔107连接在一起形成一个垂直平行板，各层金属层的相邻的金属条106通过通孔107连接在一起形成另一个垂直平行板，由两个相邻的金属条105组成的垂直平行板和金属条106组成的垂直平行板之间形成横向结构的电容。每一层的金属条105和106可以结构一样。
[0007]现有三种结构的MOM电容结构的金属层数不同时电容密度会有所调整，电容密度的范围为I?3fF/ym2。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种MOM电容，能提高等效电容，增加电容密度，减少电路面积。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供的MOM电容包括多层金属线圈，每一层金属线圈都是由两条金属子线圈嵌套形成。
[0010]对于每一层所述金属线圈的两条所述金属子线圈有如下结构:两条所述金属子线圈都分别由一条金属线环绕而成、环绕方向相同、环绕的圈数也相同，第一条金属子线圈和第二条金属子线圈之间由氧化层隔离、所述第一条金属子线圈和所述第二条金属子线圈的各圈金属线段的侧面会交叠并在对应的金属层形成横向的电容；最顶层的所述金属线圈包括两个电极端口，第一电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第一条金属子线圈的外侧端口，第二电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第二条金属子线圈的外侧端口；
[0011]两个相邻层的所述金属线圈之间具有如下结构关系:
[0012]上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈的金属线的环绕方向相反，两个相邻层的所述金属线圈之间用氧化层隔离；
[0013]上层所述金属线圈的第一条金属子线圈的内侧端口和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的内侧端口通过通孔相连，上层所述金属线圈的第二条金属子线圈的内侧端口和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的内侧端口通过通孔相连；上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈之间的金属线会部分交叠，该交叠部分形成纵向电容。
[0014]进一步的改进是，所有层的所述金属线圈的金属线的宽度相同，相邻金属线段之间的距离相等。
[0015]进一步的改进是，上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈之间的金属线的重叠部分的面积大于不重叠部分的面积。
[0016]为解决上述技术问题，本发明提供的MOM电容包括多层金属线圈，每一层金属线圈都是由两条金属子线圈嵌套形成。
[0017]对于每一层所述金属线圈的两条所述金属子线圈有如下结构:两条所述金属子线圈都分别由一条金属线环绕而成、环绕方向相同、环绕的圈数也相同，第一条金属子线圈和第二条金属子线圈之间由氧化层隔离、所述第一条金属子线圈和所述第二条金属子线圈的各圈金属线段的侧面会交叠并在对应的金属层形成横向的电容；最顶层的所述金属线圈包括两个电极端口，第一电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第一条金属子线圈的外侧端口，第二电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第二条金属子线圈的外侧端口。
[0018]两个相邻层的所述金属线圈之间具有如下结构关系:上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈的金属线的环绕方向相同，两个相邻层的所述金属线圈之间用氧化层隔离；上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段在纵向上完全重叠，上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段通过通孔相连；上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段在纵向上完全重叠，上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段通过通孔相连。
[0019]进一步的改进是，所有层的所述金属线圈的金属线的宽度相同，相邻金属线段之间的距离相等。
[0020]进一步的改进是，两个相邻层的所述金属线圈之间的结构关系中:上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段通过条状通孔相连，所述条状通孔和对应的金属线段平行；上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段通过条状通孔相连，所述条状通孔和对应的金属线段平行。
[0021]本发明的MOM电容的两个极板都分别由金属线圈组成，金属线圈能够增加MOM电容的寄生电感，从而能够提高MOM电容的等效电容、增加电容密度并减少电路面积。本发明能够增加等效电容的原理为:从高频阻抗公式
【权利要求】
1.一种MOM电容，其特征在于:包括多层金属线圈，每一层金属线圈都是由两条金属子线圈嵌套形成； 对于每一层所述金属线圈的两条所述金属子线圈有如下结构: 两条所述金属子线圈都分别由一条金属线环绕而成、环绕方向相同、环绕的圈数也相同，第一条金属子线圈和第二条金属子线圈之间由氧化层隔离、所述第一条金属子线圈和所述第二条金属子线圈的各圈金属线段的侧面会交叠并在对应的金属层形成横向的电容； 最顶层的所述金属线圈包括两个电极端口，第一电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第一条金属子线圈的外侧端口，第二电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第二条金属子线圈的外侧端口； 两个相邻层的所述金属线圈之间具有如下结构关系: 上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈的金属线的环绕方向相反，两个相邻层的所述金属线圈之间用氧化层隔离； 上层所述金属线圈的第一条金属子线圈的内侧端口和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的内侧端口通过通孔相连，上层所述金属线圈的第二条金属子线圈的内侧端口和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的内侧端口通过通孔相连；上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈之间的金属线会部分交叠，该交叠部分形成纵向电容。
2.如权利要求1所述的MOM电容，其特征在于:所有层的所述金属线圈的金属线的宽度相问。
3.如权利要求1所述的MOM电容，其特征在于:所有层的所述金属线圈的相邻金属线段之间的距离相等。
4.如权利要求1所述的MOM电容，其特征在于:上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈之间的金属线的重叠部分的面积大于不重叠部分的面积。
5.一种MOM电容，其特征在于:包括多层金属线圈，每一层金属线圈都是由两条金属子线圈嵌套形成； 对于每一层所述金属线圈的两条所述金属子线圈有如下结构: 两条所述金属子线圈都分别由一条金属线环绕而成、环绕方向相同、环绕的圈数也相同，第一条金属子线圈和第二条金属子线圈之间由氧化层隔离、所述第一条金属子线圈和所述第二条金属子线圈的各圈金属线段的侧面会交叠并在对应的金属层形成横向的电容； 最顶层的所述金属线圈包括两个电极端口，第一电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第一条金属子线圈的外侧端口，第二电极端口位于最顶层的所述金属线圈的所述第二条金属子线圈的外侧端口； 两个相邻层的所述金属线圈之间具有如下结构关系: 上层所述金属线圈和相邻的下层所述金属线圈的金属线的环绕方向相同，两个相邻层的所述金属线圈之间用氧化层隔离； 上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段在纵向上完全重叠，上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段通过通孔相连； 上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段在纵向上完全重叠，上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段通过通孔相连。
6.如权利要求5所述的MOM电容，其特征在于:所有层的所述金属线圈的金属线的宽度相问。
7.如权利要求5所述的MOM电容，其特征在于:所有层的所述金属线圈的相邻金属线段之间的距离相等。
8.如权利要求5所述的MOM电容，其特征在于:两个相邻层的所述金属线圈之间的结构关系中: 上层所述金属线圈的第一条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第一条金属子线圈的各圈金属线段通过条状通孔相连，所述条状通孔和对应的金属线段平行； 上层所述金属线圈的第二条金属子线圈和相邻的下层所述金属线圈的第二条金属子线圈的各圈金属线段通过条状通孔相连，所述条状通孔和对应的金属线段平行。
【文档编号】H01L23/522GK103839916SQ201210488405
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】黄景丰 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司