[发明专利]叉指状竖直平行电容器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年8月27日递交的、名称为“Interdigitated Vertical Parallel Capacitor”的、序列号为12/548484的美国临时专利申请的优先权，该申请的内容以引用的方式全部并入于此。

技术领域

本发明涉及电容器结构，并且具体地涉及具有叉指状导电线的电容器结构及其制造方法。

背景技术

现有技术的后端工艺(BEOL)金属电容器采用嵌入在介电材料层中的导电线。导电线与形成用于金属互连结构的其他金属线同时被形成为填充介电材料层中的线沟槽的金属线。导电线之间的距离通常是关键尺度，即可以由光刻方法印刷的最小尺度。由于这种BEOL金属电容器在用于形成其他金属互连结构的同一处理步骤中形成，所以这种BEOL金属电容器可以在不引起附加处理成本的情况下制造。

由于金属线之间的相对大的分开距离，这样的BEOL金属电容器需要相对大的面积。当期望这种BEOL金属电容器的面积较小时，无法在不增加将导电线电连接到不同层的导电结构的金属过孔与其附近的其他导电结构之间的电短路的风险的情况下减小导电线的线宽度。具体地，相对于在下部，在上部中的金属过孔倾向于形成为具有较宽的直径，借此增加了金属过孔的面积并且因此当金属过孔位于金属线正下方时增加了电短路的可能性。

由于在金属线正下方的金属过孔的存在倾向于使金属线的物理宽度变宽，并且增加金属过孔和邻近导电结构之间的短路的可能性，所以现有技术的BEOL金属电容器面临由金属过孔的存在而引发的成比例缩放方面的限制。

发明内容

提供了一种叉指状结构，其包括：至少一个第一金属线；至少一个第二金属线，其与至少一个第一金属线平行并且与其分离；以及第三金属线，其与至少一个第一金属线的端部接触，并且与至少一个第二金属线分离。至少一个第一金属线并不与任何金属过孔竖直接触，而至少一个第二金属线可以与至少一个金属过孔竖直接触。至少一个第一金属线与第三金属线横向接触，第三金属线可以与至少另一个金属过孔竖直接触。至少一个金属线中的每个与至少一个第二金属线中的每个隔开恒定分隔距离，该分隔距离可以是多个平行线的线间隔的关键尺度。至少一个第一金属线中的每个可以具有恒定宽度，该恒定宽度可以是多个平行线的线宽度的关键尺度。

叉指状结构的多个层可以竖直堆叠，从而使得并不与金属过孔竖直接触的金属线在竖直相邻层之间可以沿着相同方向而定向，或者竖直相邻层之间沿着相互垂直方向而定向。在叉指状结构的多个层中的至少一个第一金属线与第三金属线构成竖直平行电容器的一个电极，并且在多个层中的至少一个第二金属线和与至少一个第二金属线中的某些横向接触的至少一个第四金属线构成竖直平行电容器的另一个电极。

还提供了另一个叉指状结构，其包括多个第一金属线和多个第二金属线，每个金属线不与任何金属过孔竖直接触。多个第一金属线的每个与多个第二金属线横向分隔。多个第一金属线与第三金属线横向接触，并且多个第二金属线与第四金属线横向接触。多个第一金属线的每个与多个第二金属线中的至少一个分隔恒定分隔距离，该距离可以是多个平行线的线间距的关键尺度。多个第一金属线和多个第二金属线的每个可以具有恒定宽度，该宽度可以是多个平行线的线宽度的关键尺度。

可以在旋转或者不旋转的情况下横向地复制并且结合叉指状结构的多个实例，以形成叉指状结构的横向阵列。多个叉指状结构可以竖直地堆叠，从而使得在每个层中的第一多个金属线和第二多个金属线可以在竖直相邻层之间沿着相同方向而定向，或者在竖直相邻层之间沿着相互垂直方向而定向。叉指状结构可以横向地和竖直地复制，而某些金属过孔跨多个层连接第三金属线，而其他金属过孔跨多个层连接第四金属过孔。在叉指状结构的多个层中的多个第一金属线与第三金属线构成竖直平行电容器的一个电极，并且在多个层中的多个第二金属线和与第四金属线构成竖直平行电容器的另一个电极。