[发明专利]具有增强电容的金属-氧化物-金属(MOM)电容器

说明书

一种特定的金属‑氧化物‑金属(MOM)电容器器件包括耦合至基板的导电栅极材料。该MOM电容器器件进一步包括耦合至该导电栅极材料的第一金属结构。该MOM电容器器件进一步包括耦合至该基板且邻近第一金属结构的第二金属结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求共同拥有的于2013年3月5日提交的美国非临时专利申请No.13/784,895的优先权，该非临时专利申请的内容通过援引全部明确纳入于此。

领域

本公开一般涉及半导体器件中的金属-氧化物-金属(MOM)电容器。

相关技术描述

技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络传达语音和数据分组。另外，此类无线电话包括能处理可执行指令的电子设备(诸如处理器)，可执行指令包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括相当强的计算能力。

电子设备可包括无源组件，诸如电感器、电阻器和电容器，它们被广泛用于集成电路(IC)的调谐、滤波、阻抗匹配、和增益控制。在各种类型的电容器当中，金属-氧化物-金属(MOM)电容器被用在模拟调谐电路、开关电容器电路、滤波器、谐振器、上变频和下变频混频器、以及模/数(A/D)转换器中。此类应用中的电容器的挑战包括使MOM电容器提供较大电容值或者维持电容水平而同时占据IC的较小表面积。

概述

在使用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺来形成的常规金属-氧化物-金属(MOM)电容器中，电极可包括形成在基板上的多个金属层。常规MOM电容器的电容可基于毗邻电极对的电容，包括毗邻电极对中的每一金属层之间的电容。增大常规MOM电容器的电容而不增加常规MOM电容器的表面积(即，“占用空间”)的一种方式是通过在电极中包括导电栅极材料或触点金属。例如，通过包括导电栅极材料，可在该导电栅极材料与毗邻电极的导电栅极材料之间形成附加电容。可类似地在毗邻电极的两个触点金属部分之间形成附加电容。为了进一步增大常规MOM电容器的电容，可添加附加电极。然而，常规MOM电容器的表面积可能受与CMOS制造工艺相关联的设计规则的约束，这可能阻碍常规MOM电容器在没有不期望的表面积增加的情况下达成特定电容。

根据本公开形成的MOM电容器包括连接至基板的电极对以相比于常规MOM电容器实现增强的电容。例如，第一电极对可包括皆连接至(例如，接触或“延伸”至)基板的第一电极和第二电极，由此相比于包括不“延伸”至基板的电极的MOM电容器形成附加电容。

此外，第一电极和第二电极的材料可被选择成使得第一电极与第二电极之间的距离基本等于一个或多个制造设计规则(例如，CMOS制造设计规则)所定义的“最小”允许距离。例如，根据设计规则，导电栅极材料与触点金属之间的允许距离可小于两个毗邻触点金属或两个毗邻导电栅极材料之间的允许距离。因此，通过在第一电极中包括导电栅极材料以及在第二电极中包括触点金属，第一电极与第二电极之间的距离可以减小，由此实现MOM电容器的电极对的更高密度。相应地，减小第一电极与第二电极之间的距离可增大MOM电容器的电容并实现MOM电容器的表面积减小，这可实现MOM电容器的高电容而不会超过由MOM电容器的设计所指定的特定表面积。

在特定实施例中，一种MOM电容器器件包括耦合至基板的导电栅极材料。该MOM电容器器件进一步包括耦合至该导电栅极材料的第一金属结构。该MOM电容器器件进一步包括耦合至该基板且邻近第一金属结构的第二金属结构。通过使用通孔结构来将第一金属结构耦合至第一较高金属结构。