[发明专利]金属对金属电容器

说明书

本发明题为“金属对金属电容器”。本公开描述了具有间距匹配的电容器晶胞的电容器结构。在一个实施方案中，电容器晶胞是由相互叉握的指状电极形成的。指状电极在电容器晶胞内的多个金属层当中可以是间距匹配的，并且指状电极在电容器晶胞的阵列之中可以是间距匹配的。此外，边界晶胞可与电容器晶胞间距匹配。

本申请是申请日为2019年1月24日、申请号为201910067991.8、发明名称为“金属对金属电容器”的中国发明专利申请的分案申请。

背景技术

技术领域

本文所述的实施方案涉及用于半导体器件中的电容器。更具体地讲，本文所述的实施方案涉及模数转换器电路内的电容器。

背景技术

电容器数模转换器(DAC)是混合信号电路中的有用部件，其与其他类型的DAC相比具有功率较低的优点。电容式DAC的优点在于紧凑的面积及其低功率。电容式DAC最为常见的用途之一在于逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)。在文献中，高分辨率SAR ADC具有大的总电容器，以提高微小的最低有效位(LSB)电容器的匹配精确度，这样将增大芯片面积，从而损减电容式DAC的好处。

发明内容

本公开描述了具有电容器晶胞的电容器结构。在一个实施方案中，电容器结构包括被多个边界晶胞包围的电容器晶胞的阵列。每个电容器晶胞可包括与第二多个指状电极叉指的第一多个指状电极，并且每一边界晶胞可包括与第二多个虚设指状电极叉指的第一多个虚设指状电极。在一个实施方案中，第一多个指状电极和第二多个指状电极跨越电容器晶胞的阵列间距匹配，并且第一多个虚设指状电极和第二多个虚设指状电极与第一多个指状电极和第二多个指状电极间距匹配。例如，第一多个虚设指状电极和第二多个虚设指状电极可通过与第一多个指状电极和第二多个指状电极相同的尺寸和间距来表征。电容器晶胞的阵列可由多个电容器主晶胞和多个电容器子晶胞形成，其中每个电容器主晶胞和每个电容器子晶胞还通过大致相等的通孔密度来表征。类似地，边界晶胞可具有相同的大致相等的通孔密度。

在一个实施方案中，电容器结构包括集成到电容器晶胞内的端子。在一个具体实施中，电容器结构包括下金属层和上金属层，下金属层包括处于对应的电容器晶胞的阵列内的与指状电极的第二阵列叉指的指状电极的第一阵列，上金属层包括处于电容器晶胞的阵列内与指状电极的第四阵列叉指的指状电极的第三阵列，其中指状电极的第一阵列和第二阵列与指状电极的第三阵列和第四阵列正交。在一个实施方案中，指状电极的第一阵列包括延伸穿过电容器晶胞的阵列内第一系列的电容器晶胞的公共下轨道，其中对应系列的指状电极的第一阵列和指状电极的第三阵列电连接至公共下轨道。此外，指状电极的第四阵列包括延伸穿过电容器晶胞的阵列内第二系列的电容器晶胞的公共上轨道，并且对应系列的指状电极的第四阵列和指状电极的第二阵列电连接至公共上轨道。公共下轨道和公共上轨道可以额外地穿过对应的边界单元延伸。

在一个实施方案中，电容器结构可以利用下层的晶体管多晶层来形成电力解耦电容器。例如，一种电容器结构可包括下金属层和上金属层，下金属层包括处于对应的电容器晶胞的阵列内的与指状电极的第二阵列叉指的指状电极的第一阵列，上金属层包括处于所述的电容器晶胞的阵列内与指状电极的第四阵列叉指的指状电极的第三阵列。多晶硅层可以位于下金属层之下，并且包括与指状电极的第六阵列叉指的指状电极的第五阵列。在一种配置中，指状电极的第一阵列、第二阵列、第五阵列和第六阵列与指状电极的第三阵列和第四阵列正交。在一个实施方案中，指状电极的第五阵列耦接至地，同时指状电极的第六阵列耦接至电源。

附图说明

图1是根据一个实施方案的模数转换器(ADC)的框图。

图2是根据一个实施方案的电容器主晶胞的透视图例示。

图3是根据一个实施方案的电容器子晶胞的透视图例示。

图4是根据一个实施方案的电容器结构的透视图。

图5是根据一个实施方案的电容器结构的示意性顶视图例示。