一种可变容值多层MOM电容器的制作方法

本发明一种可变容值多层mom电容器属于集成电路。

背景技术：

1、电容器是集成电路中的重要组成部分，在电路中实现旁路、去耦、滤波和储能等作用。

2、在半导体器件中，常用的电容器结构形式包括金属-介质-金属形式，主要分为mim(metal insulator metal)电容和mom(metal oxide metal)电容；金属-介质-半导体形式，主要有mos(metal oxide semiconductor)电容和mis(metal insulator semiconductor)电容；多晶硅-介质-多晶硅形式，主要为pip(poly insulator poly)电容。

3、在无线通信系统特别是微波电路中，高集成化的发展促使系统中各种器件不断趋近小型化，作为基础元件的电容也需要适应小型化而不断进步，促进其小型化可以用更高介电常数的介质或者改换电容结构，以适应诸如ipd系统之类微型化系统的尺寸要求。

4、mim电容基本类似于平板电容，当需要使用的电容值超过10pf，电容尺寸便在系统中显得较大，且电容高频特性开始变差；而mom电容不仅容值精度高，寄生电容小，线性度好，可以准确补偿，有效降低电容两极的接触电阻，可用于精度需求高的adc电路，以及功率密度高，需要大容量，高抗压的引信发火等电路，更重要的是，mom电容是将电容设计扩展到三维结构，以减小电容极板在二维平面上的尺寸，而且能够将多个容值的电容集成到一起，且容值可变，因此可以实现用单电容代替多电容，提高电路的集成度。

5、可见，设计一个可变容值多层mom电容，可以使得在要求的垂直高度限制下尽量缩小水平方向的尺寸，高频特性较好，寄生电容小，适合微波系统较大电容的小型化。

技术实现思路

1、为了满足上述技术需求，本发明设计了一种可变容值多层mom电容器，将传统多层mom电容交指结构改造成四层交错金属片结构，并且以螺旋形式缠绕，因此能够增大mom电容器正负极之间的耦合面积，进而有效增加mom电容器的电容密度，减小体积，实现小型化要求，还兼顾多电容集成的作用。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种可变容值多层mom电容器，包括：上部金属结构，下部金属结构和绝缘层；其中绝缘层将上部金属结构和下部金属结构分开；

4、所述的上部金属结构包括上单元主极板和上单元次极板；

5、所述的上单元主极板包括主极板金属平板，主极板螺旋金属片，主极板第一金属层和主极板第二金属层；所述的主极板金属平板、主极板第一金属层和主极板第二金属层相互平行，并分别通过金属沉积与主极板螺旋金属片相连；

6、所述的上单元次极板包括次极板金属平板，次极板螺旋金属片，次极板第一金属层和次极板第二金属层；所述的次极板金属平板、次极板第一金属层和次极板第二金属层相互平行，并分别通过金属沉积与次极板螺旋金属片相连；

7、所述的下部金属结构作为下单元极板，包括下极板金属平板，下极板螺旋金属片，下极板第一金属层和下极板第二金属层；所述的下极板金属平板、下极板第一金属层和下极板第二金属层相互平行，并分别通过金属沉积与下极板螺旋金属片相连；

8、所述的主极板第一金属层、主极板第二金属层、次极板第一金属层、次极板第二金属层、下极板第一金属层和下极板第二金属层厚度相同；其中，主极板第一金属层和次极板第一金属层位于同一水平面，主极板第二金属层和次极板第二金属层位于同一水平面；

9、所述的主极板第一金属层、下极板第一金属层、主极板第二金属层和下极板第二金属层位于不同水平面，且相邻两个金属层的垂直间距相同。

10、上述的一种可变容值多层mom电容器，主极板螺旋金属片和次极板螺旋金属片结构相同，且不相连，下极板螺旋金属片与主极板螺旋金属片或次极板螺旋金属片。

11、上述的一种可变容值多层mom电容器，主极板第一金属层和主极板第二金属层贯穿主极板螺旋金属片；次极板第一金属层和次极板第二金属层贯穿次极板螺旋金属片；下极板第一金属层和下极板第二金属层贯穿下极板螺旋金属片；其中主极板第一金属层、主极板第二金属层、次极板第一金属层、次极板第二金属层、下极板第一金属层和下极板第二金属层的宽度与各自连接的相邻螺旋金属片之间的间距相同，长度与各自连接的螺旋金属片长度相同。

12、上述的一种可变容值多层mom电容器，所述上单元主极板和上单元次极板连接参考地。

13、有益效果：

14、本发明可变容值多层mom电容器，由于将传统多层mom电容交指结构改造成四层交错金属片结构，并且以螺旋形式缠绕，因此能够增大mom电容器正负极之间的耦合面积，进而有效增加mom电容器的电容密度，减小体积，实现小型化要求。

15、本发明可变容值多层mom电容器，下部金属结构作为公共极板，而上部金属结构通过绝缘层分成互不相连的上单元主极板和上单元次极板，该结构能够实现两个不同电容的并联，根据需求对上单元主极板或上单元次极板进行连接，实现多电容集成的作用。

技术特征：

1.一种可变容值多层mom电容器，其特征在于，包括：上部金属结构(1)，下部金属结构(2)和绝缘层(3)；其中绝缘层(3)将上部金属结构(1)和下部金属结构(2)分开；

2.根据权利要求1所述的一种可变容值多层mom电容器，其特征在于，主极板螺旋金属片(1-1-2)和次极板螺旋金属片(1-2-2)结构相同，且不相连，下极板螺旋金属片(2-2)与主极板螺旋金属片(1-1-2)或次极板螺旋金属片(1-2-2)。

3.根据权利要求1所述的一种可变容值多层mom电容器，其特征在于，主极板第一金属层(1-1-3)和主极板第二金属层(1-1-4)贯穿主极板螺旋金属片(1-1-2)；次极板第一金属层(1-2-3)和次极板第二金属层(1-2-4)贯穿次极板螺旋金属片(1-2-2)；下极板第一金属层(2-3)和下极板第二金属层(2-4)贯穿下极板螺旋金属片(2-2)；其中主极板第一金属层(1-1-3)、主极板第二金属层(1-1-4)、次极板第一金属层(1-2-3)、次极板第二金属层(1-2-4)、下极板第一金属层(2-3)和下极板第二金属层(2-4)的宽度与各自连接的相邻螺旋金属片之间的间距相同，长度与各自连接的螺旋金属片长度相同。

4.根据权利要求1所述的一种可变容值多层mom电容器，其特征在于，所述上单元主极板(1-1)和上单元次极板(1-2)连接参考地。

技术总结
本发明一种可变容值多层MOM电容器属于集成电路技术领域；包括：上部金属结构，下部金属结构和绝缘层；上部金属结构包括上单元主极板和上单元次极板；上单元主极板包括主极板金属平板，主极板螺旋金属片，主极板第一金属层和主极板第二金属层；上单元次极板包括次极板金属平板，次极板螺旋金属片，次极板第一金属层和次极板第二金属层；下部金属结构包括下极板金属平板，下极板螺旋金属片，下极板第一金属层和下极板第二金属层；本发明将交指结构改造成四层交错金属片结构，并以螺旋形式缠绕，增大MOM电容器正负极之间的耦合面积，有效增加MOM电容器的电容密度，减小体积，实现小型化要求还能够实现两个不同电容的并联，实现多电容集成。

技术研发人员：金岸
受保护的技术使用者：苏州麦田微系统技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13