[发明专利]MOM电容器、电容阵列结构及其版图设计方法

说明书

本发明实施例提供一种MOM电容器、电容阵列结构以及制造方法。该MOM电容器包括：衬底；在所述衬底上方依次层叠设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层和所述第三层分别为一个极板，所述第二层包括属于第一部分和第二部分的多个电极条，所述第一部分的至少部分电极条围绕着所述第二部分的电极条设置；多个通孔，用于将所述第一部分的电极条电连接到所述第一层和所述第三层，以形成第一电极，所述第二部分的电极条形成第二电极，所述第二电极与所述第一电极的极性相反；以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘层。本发明实施例提供的MOM电容器和电容阵列结构，可以显著地减小第二电极和电源地之间的寄生电容。

技术领域

本申请涉及半导体领域，并且更具体地涉及一种MOM电容器、电容阵列结构及其版图设计方法。

背景技术

电容阵列结构领域中，电容器是相当重要的基本元件。金属-氧化物-金属(Metal-Oxide-Metal，MOM)电容器和金属-绝缘体-金属（Metal-Insulator-Metal, MIM）电容器是其中两种常见的电容结构。MIM电容器采用位于同一层或者位于不同层的金属图案形成同一电极，其电容值主要为不同导体层形成的电容构成。MOM电容器采用将同一层的金属图案同时形成极性相反的两个电极，因而其电容值可包括同一导体层形成的电容。

参考图1所示，MOM电容器100包括衬底101和导体层M1，导体层M1包括两个梳形结构的第一电极102和第二电极103，第一电极和第二电极极性相反，两个梳形结构各自包含的电极条交错排布从而不同电极的电极条之间形成电容，电容器100的电容值等于这些电极条形成的电容之和。MOM电容器的这种设计方式有助于提高每单位面积上的电容，从而有助于降低MOM电容器所占面积，进而有助于提高半导体电路的集成度。为了增加电容值，图1所示的MOM电容器还可以采用叠层设计，使得总电容主要等于同层电容、不同层之间的电容、各个电极条与通孔之间的电容之和。

但是如图1所示的MOM电容器，第一电极和第二电极均与衬底相对，从而在电极与衬底之间几乎引入相同的寄生电容。这种设计对于某些电容阵列结构十分不利。例如，逐次逼近暂存器(Successive Approximation Register，SAR)模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)的架构需要带有大量电容器的电容阵列，且电容阵列中大多数电容的其中之一个电极连接到同一个端点(即共电位)，因此首先需要确保连接到该共电位的电极的寄生电容较小。因此对如图1所示的MOM电容器还需要进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种MOM电容器、电容阵列结构及其版图设计方法，以解决上述问题。

根据本发明的第一方面，提供一种MOM电容器，包括：

衬底；

在所述衬底上方依次层叠设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层和所述第三层分别为一个极板，所述第二层包括属于第一部分和第二部分的多个电极条，所述第一部分的至少部分电极条围绕着所述第二部分的电极条设置；

多个通孔，用于将所述第一部分的电极条电连接到所述第一层和所述第三层，以形成第一电极，所述第二部分的电极条形成第二电极，所述第二电极与所述第一电极的极性相反；

以及

设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘层。

在一个实施例中，所述第二部分的电极条形成‘十’字、‘井’字、‘丰’和‘卅’字形状。

在一个实施例中，所述第一部分的电极条形成‘|’形状或者是在‘|’与‘一’连接的形状。

在一个实施例中，所述第一层至所述第三层均采用金属层制成。

在一个实施例中，所述MOM电容器还包括：位于所述第一层下方的保护层。