专利名称：具有电容功能的用于集成电路的连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有包含电容元件的焊垫的连接结构，其适用于在衬底中电子部件的测试步骤期间使用和/或用作集成电路的最终应用中的电路元件。本发明也涉及一种包括连接结构以及与所述连接结构相连的一个或多个电路元件的系统。
背景技术：
归功于集成电子电路制造工艺领域的进步，电子部件变得越来越小，因此允许制造包括大量集成电路的衬底。也能够制造包括大量部件的小型电子电路并且因此也大大增加了适用于连接集成电子电路的连接端子的密度。最新一代器件因此具有大量端子或焊垫以布置成接触，其具有小面积并且通常相互非常靠近。已在所谓晶片的衬底中 形成之后，必须测试集成电路以便能够可选地移除故障部件或者如果可能的话修复它们。借由合适的探针来检查衬底中每个集成电路的功能，探针与必须测试的并且行话称作DUT(待测器件)的集成电路自身的连接端子或者焊垫接触。在测试工序期间，ATE(自动测试设备)或者测试仪电连接至电子部件形成在其上的晶片。ATE与晶片之间的接口是探针卡，包括PCB(印刷电路板)和将ATE与待测器件焊垫电连接的多个探针。通常，晶片设置在属于称为探针台的设备的称为卡盘的基座上。通常用于建造集成电路的焊垫可以具有非常复杂和关节式机械结构。US2002/017999IAl中描述了一种用于焊垫的结构，适用于在高机械应力组装工艺之后减小分层和微破裂的风险。此外，在文献中已有多种已知的用于焊垫的机械结构，其具有增加组装和封装工艺可靠性以及使得焊垫表面足够粗糙以便增加在焊垫自身上增加引线键合粘附性的目的。日益增强的对于能够承受提升的高温的电子应用的需求要求为焊垫以及在焊垫和封装之间的连接引入新材料以便确保良好电连接。这些材料增强了焊垫自身并且相对于那些使用例如铝的传统材料得到的机械特性将给出不同的。用于制造最新一代焊垫结构的材料例如是镍，其具有大于铝的硬度。通常，设计焊垫的结构以便减小其寄生电容。如此方式其意图是避免接收或发射的信号被焊垫改变，例如信号的损耗、衰减或失真。在对集成电路或DUT (待测器件)执行测试操作中通常也使用允许在ATE和DUT之间通过基于电磁波的无线通信而交换信息的电磁接口。因此，在ATE和在DUT中均存在合适的发射和接收电路(TxRx)，发射和接收电路(TxRx)例如连接至通常为电容器的电容天线。上述系统描述在附图23中。对于具有高能耗的芯片而言，必需的是也以传统方式通过连接至DUT焊垫的探针来提供电源。考虑到这些，焊垫1111的上表面也用作无线通信接口的电容器的极板(armature)，其在焊垫自身和芯片外部的系统之间将是电容类型的。该情形示意性描述在图24中。为了检查集成电路，也可以使用电源线，其中射频信号例如可以如US2009/0224784所述而叠加在电源上。电容器的使用在许多系统中是非常重要的，例如测试设备并且特别是例如探针卡的测试接口，其中通常在电源线上使用电容器。在US2006/0038576中所述的系统中，两个MEMS探针电容地与靠近探针尖端设置的电容器耦合。然而，这种电容器出现在探针卡上而并非在测试的集成电路中。因此，如果那些将使用芯片的应用要求出现电容器，则对于最终应用而言不得不在后续步骤中从外部添加电容。该解决方案存在某些缺点，因为其要求在最终系统的制造步骤期间在集成电路外部添加电容器，这必须在已测试芯片之后执行，并且假定电容器连接在集成电路外部时这导致最终产品的尺寸较大。US2003/0234415描述了多种方式以在集成电路中制造电容器，如何使用MM(金属-绝缘体-金属)电容器或者使用了边缘电容的电容器。使用边缘电容的电容器的示例示出在图25a中，其中电容器由共面的导电集成结构制成。备选地，电容器也可以如图25b所示垂直制造，其中该电容器由上部金属层2510、下部金属层2520以及垂直结构2530构成，其中垂直结构2530交替地从上部金属层2510延伸至下部金属层2520并且分别指向下部金属层2520和上部金属层2510。为了增加所描述的电容器的电容,可能使用金属层的堆叠以及形成垂直柱的垂直连接(通孔)。US2007/0102788中描述了用于集成电路中的包括多于两个端子的另一电容器，并且通过在不同金属化层上形成螺旋而得到该电容器。尽管电容器集成在芯片中的解决方案允许节省成本和制造时间，如此方式设计的集成电路尺寸较大，因为电容器占据了芯片的相当大的面积。US6476459 描述了一种器件，其中电容器集成在位于例如焊垫的其他结构的芯片的衬底中。这种系统的示例示意性描述在图26中，其中电容器包括位于键合焊垫2620下方并且围绕一电路(未不出)的金属层2604和2608。此外在该情形中电容器作为独立结构建造，并且尽管该解决方案减小了集成电路的横向尺寸，其要求更大的垂直面积以集成电容器。的确，因为这种电容器位于传统焊垫下方，其必须设计具有更多数量金属化层的芯片以形成普通的电容器。上述结构的问题在于集成在芯片中的电容元件占据了其衬底的大部分，因此使得集成电路尺寸以及其成本增大。
发明内容
考虑到现有技术的前述问题，有利的是制造一种集成电路，通常具有大尺寸的电容器可以集成在该集成电路中，以尽可能减小电容器自身占据的面积，从而实现制造小尺寸芯片、以及降低制造成本的目的。本发明的特定实施方式由制造集成电路所构成，其中通过利用已有的并且属于其他电路元件的结构来在集成电路中制造电容器。本发明的理念在于形成一种作为焊垫并且包含至少一个电容器的微电子结构。特别地，与减小焊垫的寄生电容不同，增强了寄生电容以便在焊垫自身内形成至少一个电容器。根据第一实施例，本发明提供了一种适用于包括多个金属化层的集成电路中的连接结构。连接结构包括适用于连接至位于集成电路外部的一个或多个电路元件的第一金属层，以及适用于连接至位于集成电路内的一个或多个电路元件的导电结构。布置导电结构和第一金属层以便分别形成电容结构的至少一个第一和第二极板。根据该实施例，电容元件集成在连接结构中并且形成连接结构的利用结构(exploiting structure)。特别地,第一金属化层中的金属层具有连接端子和电容器极板的双重功能。如此方式，电容器无需作为独立结构集成在芯片中，因此有助于减小集成电路的整体尺寸。此外，因为电容器由属于例如连接焊垫的其他部件的利用结构形成，减少了制造电路所需的步骤的数目，有助于简化并且加速制造工艺，减小了制造成本。通常，试图尽可能减小集成在芯片中的互连结构的寄生电容以便能够对于高频和低频信号无差别地使用互连结构。实际上，仅有一些芯片的互连结构将用于高频信号，而一些则随后可以连接至集成的电容器。因此，具有电容元件的互连结构可以有利的用于互连结构，其中该互连结构具有低频信号或者更通常的其中电容元件不会可观地改变自身信号，或者其中仍将具有连接至高频信号流过其中的互连结构的电容元件。有利的，该具有电容元件的互连结构也可以用于消除不需要的高频信号的出现。此外，当需要时，能够使电容元件具有屏蔽结构以便减小其对于流经互连结构的信号的影响。
附图结合在说明书中并且形成说明书的一部分以便说明本发明的不同实施例。前述附图与说明书一起用于解释本发明的原理。提供附图仅为了说明可以如何制造和使用本发明的优选和备选实施例，并且不应解释为限制本发明至所示和所述的实施例。将由如附图所示的本发明不同实施例的以下和更详细说明来阐明额外的特征和优点，在附图中相同的参考标记相同的元件。图1是示出了根据本发明第一实施例的包括连接结构的集成电路的一部分的示意图；图2是示出了根据本发明实施例的用于图1的集成电路中连接结构的纵剖面的示意图；图3是示出了根据本发明其他实施例的用于图1的集成电路中连接结构的纵剖面的不意图；图4至图12是示出了根据本发明不同实施例的用于图中的集成电路中连接结构的横截面的示意图；图13至图22是示出了根据本发明备选实施例的包括连接结构的电路的图示；图23是示出了根据现有技术的测试系统的示意图；图24是示出了根据现有技术的包括收发器的系统的示意图；图25a和图25b是示出了根据现有技术的电容器的示意图；图26是示出了根据现有技术的连接焊垫的示意图。
具体实施例方式在以下说明书中，为了解释性目的提供了特定细节以便于允许清晰理解本发明的概念。然而，明显的是，可以不使用这些特定细节而实施本发明。此外，已知的结构和部件仅以它们的通常形式描述以便于更易于描述它们。形成本发明的基础问题是基于对于制造小尺寸成本降低的微电子部件的日益增长的需求。然而，本发明所基于的观察是，在集成电路或者芯片中，可能的电容元件集成在芯片的专用区域中并且通常当设计集成电路时试图消除焊垫中的寄生电容以便于避免改变焊垫自身的功能。这意味着集成电路的大部分区域由体积非常庞大的电容结构所占据，因此对于减小集成电路尺寸的可能性设定了限制。根据本发明，电容结构集成在用于将集成电路的电路元件与集成电路自身中的其他元件或者与外部系统或设备连接所用的正常连接焊垫的结构中。特别地，连接结构包括在上部金属化层中的连接端子，连接端子适用于连接至集成电路的一个或多个电路元件和/或连接至集成电路外部的电路和/或设备。连接结构也包括在连接端子下方的、金属化层上的导电元件。布置金属连接端子和导电元件以便于形成电容器的第一和第二极板。导电元件可以具有不同形状和尺寸。在本发明的最简化实施例中，导电元件可以是金属层。图1示出了包括连接结构的集成电路或芯片100的一部分的纵剖面，连接结构具有适用于连接集成电路的电路元件与其外部的电路的电容元件或CPAD 110。连接结构包括可以用作连接焊垫或端子的第一金属层111以及导电结构130。设置第一金属层111和导电结构130以便 形成电容结构或电容器112的两个极板。此外，连接结构110包括连接至连接端子自身的导电元件(未示出)。导电元件可以用于将连接端子111或焊垫连接至位于芯片100中的其他电路(未示出)，芯片100可以位于连接结构的内部或者外部。电容器112也可以接着连接至端子111或者连接至位于连接结构110外部的芯片100的电路。连接结构110也可以包括导电材料的机械增强结构(未示出)以便于允许其承受例如由于组装工艺带来的机械应力。所述机械增强结构可以连接至第一金属层111并且设置为以便于增大电容结构112的电容量。图2示出了连接结构110的纵剖面。结构110包括形成在连接结构110的上部金属化层上的至少一个第一金属层111并且可以用作连接端子。第一金属层111由导电性材料形成并且选择为机械强硬的。在一些应用中优选地是，第一金属层111使用也具有机械特性的材料，例如镍、钴、它们的合金或者类似于上述所列材料的具有机械和磁性特性的材料。如此方式，连接焊垫110对于机械应力具有良好阻抗。图2的连接结构110包括多个金属化层，其中第一金属层111占据了上部金属化层并且可以用作连接端子。连接结构Iio也可以包括至少一个机械增强结构120。机械增强结构可以使用金属和通孔形成并且具有增强连接结构110的功能，例如由于探针工艺和组装工艺连接结构Iio通常要经受巨大的机械应力。机械结构120也可以至少部分地具有电子功能以便于能够传导电流并且因此也具有电容功能以便于能至少部分地用作电容器的极板。用于形成机械增强结构120的各种材料也可以由不同层形成，取决于具有合适的电和/或机械特性的目的。机械增强结构120可以是垂直结构120，从第一金属层111朝向连接结构110的内部延伸并且包括形成在位于第一金属层111下方的至少一个金属化层中的至少一个金属的不连续层。金属的不连续层包括可能经由孔或垂直互连路径122 (通孔)而互连的多个金属子结构121。机械增强结构120可以通过至少一个垂直互连路径122连接至第一金属层111。
金属子结构121可以具有各种形状和尺寸但是必须便于根据连接结构110的工作频率而确保连接结构110的正确操作。例如，通过使用机械上较硬的材料来形成连接端子111，增强了连接结构Iio的上部部分以便于减小金属子结构121的尺寸。此外，通过增大连接端子111的厚度，能够确保连接结构110的更大的机械强度。连接结构110也包括导电结构130，包括形成在连接结构110的下部金属化层中的第二金属层131。第二金属层131可以连接至包括了连接结构110的芯片中的一个或多个集成电路。连接结构130也包括至少一个不连续的第二金属层132，金属的不连续层132通过至少一个垂直互连路径122连接至第二金属层131以便于形成垂直结构133，垂直结构133从第二金属层131朝向连接结构110的内部延伸以便于占据形成了机械增强结构120的两个金属子结构121之间的孔隙。如此方式，导电结构130以及包括连接端子111和机械增强结构120的结构互相交错，因此构成了使用边缘电容的电容器112的第一和第二极板以便于增大电容器112的电容量。即便在图2所示的系统中，机械增强结构120包括了形成在两个不同金属化层中的两个金属的不连续层，机械增强结构120可以包括经由通孔122连接起来的任意数目的金属的不连续层。类似的，导电结构130可以根据连接结构110的特性和电容结构112的功能而具有不同形状，如稍后参照本发明的其他实施例所示。特别地，即便图2的导电结构130包括两个金属的不连续层132，导电结构130可以包括经由通孔122连接起来的任意数目的金属的不连续层。换言之，导电结构130包括位于第一金属层111下方的金属化层中的第二金属层131以及连接至第二金属层131的至少一个金属的第一不连续层132。此外，机械增强结构120包括连接至第一金属层111的至少一个金属的第二不连续层121以使得金属的第一不连续层和第二不连续层形成了互相交错的电容结构。图3是连接结构1·10的备选配置的纵剖图，并且将不再描述图3中的已参照图2描述过的结构的元件。在图3的实施例中，第一金属层111由外部金属层140所被覆，外部金属层140由例如镍、钴、它们的合金的机械强硬和导电性材料或者任何其他具有类似于以上列出的材料的电、机械和磁特性的其他材料所形成。外部金属层140进一步增强了连接结构110。因此，机械增强结构可以减少，或者甚至可以不再需要机械增强结构。根据该配置(未示出)，可以减少形成电容器112极板的电容表面，如此方式以减小电容器112的总电容以便于不影响连接结构110的行为。另外，根据设计需求，机械结构120和垂直结构133可以制造得更窄和更密集以增大电容器11的总电容。图4示出了连接结构210的横剖面。连接结构210包括沿着连接结构210外周部延伸的横向机械结构220。在图4的实施例中横向机械结构220形状类似具有方形截面的拱顶，但是本发明的设想不限于此，根据本发明的设想，机械结构220可以具有圆形、椭圆或者类似截面。机械结构220连接至第一金属层111 (图中不可见)并且其每个侧面包括朝向连接结构210的中心延伸的多个金属板221。连接结构210也包括包含了多个导电板231的导电结构230。导电结构设置在机械增强结构220的内部以使得每个导电板231设置在机械增强结构的两个金属板221之间或者设置在金属板221与机械增强结构220的侧边之间。在该配置中，导电结构形成电容器212的第一极板，而机械增强结构220形成了电容器212的第二极板。在该实施例中，两个极板互相交错以便于增大电容器212的电容量。图4示出了连接结构210的金属化层的横剖面，然而机械结构220和导电结构230可以根据需求和连接结构210的功能而形成在许多金属化层上。机械和导电结构220和230的各个层可以通过通孔122 (未示出)互连。尽管机械结构220在每个侧边上包括多个金属板221，可以仅在其一些侧边上包括具有金属板221的机械结构。在图5中，机械增强结构220包括从机械结构220的一侧朝向连接结构210的内部延伸的多个金属板221。将不再描述已参照图4描述过的图5的兀件,例如导电结构230。
为了增大电容器212的电容量，金属板221和导电板231可以包括子结构，形式为垂直于金属和导电板211和231表面延伸的突出222和232。机械结构220和导电结构230可以设置为使得金属和导电板221和231与突出222和232互相交错。这种结构示出在图6中。图7示出了连接结构210，其中机械结构220包括在两个相对侧边上并且朝向连接结构210的内部延伸 的多个金属板221。在该实施例中，限定了电容器112的第一极板的导电结构230是线圈形状。图8示出了连接结构310，其中机械增强结构320包括连接以便形成线圈的多个金属板321。连接结构310也包括形状类似线圈并且布置在连接结构310内部的导电结构330，以使得形成了导电结构330的每个导电板331位于形成了机械结构320的线圈的两个金属板321之间。图9示出了包括横向机械结构420的连接结构410，横向机械结构420沿着连接结构410的外周部延伸。机械结构420连接至第一金属层111 (图中不可见)。连接结构410也包括形状类似具有方形截面的拱顶的第一和第二导电结构430和440。导电结构430和440的周围是如此以使得这些结构可以布置在机械结构420内部以便于采用三个极板412来形成共轴电容器的极板。在图9的实施例中，横向机械结构420以及导电结构430和440形状类似具有方形截面的拱顶但是本发明的设想不限于此，根据该设想这些结构可以具有圆形、椭圆和类似的截面。此外,尽管图9的实施例中导电结构430和440位于机械结构430的内部，在其他有利的实施例中导电结构430和440的一个或者两个可以大于机械结构420并且可以位于其外部。根据本发明的有利实施例，也能够在焊垫的机械结构的外部形成极板。在该情形下，存在具有三个极板的电容器，一个极板由焊垫自身的机械结构的一部分构成。图10示出了上述实施例。连接结构510包括沿着连接结构510的外周部延伸的横向机械结构520。机械结构520连接至第一金属层111 (图中不可见)。连接结构510也包括形成在机械结构520外部的第一和第二导电结构530和540并且分别设置在机械结构520的两个相对侧边的前面。第一和第二导电结构530和540以及机械结构520形成了电容器512的三个极板。为了增大电容器512的电容量，导电结构530和540以及导电结构530和540前面的机械结构520的至少一个侧边可以包括突出550，设置突出550以使得第一导电结构530和机械结构520的至少一部分，以及第二导电结构540和机械结构520的至少一部分互相交错。
结构530和540可以串联连接在一起以形成单个电容器，或者它们可以连接至两个不同电路。在本发明的有利实施例中，电容器的极板可以划分为由另一极板环绕的许多部分，另一极板可以由焊垫的机械结构的至少一部分构成。图11示出了连接结构610，包括具有网格截面的机械结构620。连接结构610包括位于机械网格结构620内部的多个垂直导电结构630以使得每个垂直导电结构630被机械结构620的至少一部分环绕。垂直结构630可以包括形成在不同金属化层中并且通过通孔(未示出)互连的多个金属的不连续层。垂直结构630也可以连接至形成在连接结构的最低金属化层中的金属的层(未示出)并且穿过该层至包括了连接结构610的芯片中的一个或多个集成电路。通常，导电结构可以包括位于第一金属层或者连接端子下方的金属化层中的第二金属层以及连接至第二金属层的至少一个金属的第一不连续层，并且机械增强结构包括连接至第一金属层并且环绕导电结构的至少一个金属的第二不连续层。在本发明的有利实施例中，能够有多于一个的电容器位于连接结构内部。图12示出了包括横向机械结构720的连接结构710，横向机械结构720沿着连接结构710的外周部延伸。在机械结构720内部，连接结构包括具有相互共轴的极板的第一电容器701 ;具有面向相互串联的两个横向极板的中心极板的第二电容器702 ;具有面向相互串联的两个横向极板的中心极板并且具有允许利用边缘电容的部分的第三电容器703和第四电容器704。尽管电容器703和704 在工作上类似，第四电容器704更好的使用了边缘电容，这归功于包括在第四电容器704的横向极板中的两个横向突出705。从701-704四个电容器由包括在机械结构702中的板721而相互分离并绝缘，并且可以可选地将板721设置在合适的电势以使得可以不同于机械结构720的电势。自然，连接结构710可以具有多于四个电容器并且它们的形状和结构不限于前述的这些而是可以根据连接结构710的需要和应用而在现有技术范围内变化。此外，从110至710的连接结构可以具有不同的截面，例如圆形、椭圆、多边形、方形、矩形、六边形、八边形等。在本发明的有利实施例中，包括在从110至710的连接结构中的电容器和连接端子111可以连接至位于集成电路内部的其他电路以及相互连接起来。在图13示意性描述的第一系统中，电容器112-612、701_704连接至连接端子111并且可以是滤波器的一部分。这种滤波器例如可以具有消除连接端子111上出现的信号或者来自电路810的信号的连续组分的功能。此外，这种系统也可以用于通过电源线而形成通信接口，其中电路820由电源线供电，而电路810则形成了收发器系统。特别地电路810可以是发射器、接收器或者收发器
/发射机应答器。在图14中所示的该电路的变形中，电容器112-612、701_704可以连接至接地而形成了用于电源的滤波器电容器。这种结构在集成电路的检查步骤中是特别有利的。确实，因为滤波器电容器已出现在集成在将要测试的芯片中的连接结构中，通常形成在探针卡的印刷电路板(PCB)上并且连接至电源探针的滤波器电容器可以具有较低的电容值或者甚至被去除，如此方式简化了探针卡。此外，因为电容器形成在有源连接结构110至710内部，这种电容器也可以有利的用于最终应用，减少了芯片的制造成本以及最终产品的尺寸。图15是示出了一种包括连接结构110至710以及第一和第二电容器112-612、701-704的系统的示意图。系统也可以包括第一电路810和电路830，其中第一电路810可以是通过第一电容器112-612、701-704连接至连接端子111的接收器，而电路830可以是通过第二电容器112-612、701-704连接至连接端子111的收发器。系统也可以包括电路820，电路820可以经由电源线供电。图16是示出了一种包括连接结构110至710以及未连接至连接端子111的电容器112-612、701-704的系统的示意图。在该实施例中，电容器112_612、701_704可以用作用于电路810的传统电容器。考虑到电容器112-612、701-704形成在由CPAD 110-710占据的区域中，由电路所占据的芯片的面积可以减小，如此方式有助于减小集成电路的总尺寸。有利的，为了避免电容器可观地改变焊垫的信号，例如可能使用具有两个共轴极板的电容器。也可能的是使用一个或多个屏蔽结构，例如环绕了电容器外部的另一共轴极板，其可以布置在合适的参考电势因此形成了电磁屏蔽。这些解决方案可以根据设 计需求有利的实施在每个前述连接结构中。有利的，屏蔽的结构可以具有空腔以便于减小面向CPAD的其他结构的表面，因此减小电容耦合以及寄生电容。此外，如果需要的话，可能有利的是以各种方式将包含在许多CPAD中的电容器连接起来以形成具有大电容量的电容器。图17是示出了系统的示意图，其中系统包括连接结构110-710以及形成了EMI (电磁干扰)滤波器的一部分的具有三个端子412、512、702-704的电容器，以减小甚至消除在第二电路820上的电磁干扰。在图17的系统中，第一和第二电路810和820通过具有三个端子412、512、702-704的电容器而连接至连接端子111。电路810可以形成EMI滤波器的一部分，或者其可以是例如用于回收将要存储或者使用的电磁扰动的能量的其他电路，例如以便向集成电路100的至少一部分供电。因此，电路810可以执行能量收集器或者能量清理器的功能，其中能量收集涉及能源为已知的、有特性的以及规则的的领域，而能量清理器涉及能源未知并且高度不规则的领域。图18是示出了包括连接结构110-710以及具有三个端子412、512、702_704的电容器的系统的示意图。在该实施例中，电容器412、512、702-704的极板连接接地，并且电路820通过电容器412、512、702-704连接至连接端子111。最终，连接端子111可以连接至电源线或者信号线。图19是示出了包括连接结构110-710以及具有三个端子412、512、702_704的电容器的系统的示意图。在该实施例中，第一电路810和第二电路820通过具有三个端子412、512、702-704的电容器的不同的极板而连接至连接端子。图20是示出了包括具有电容器的连接结构110-710的系统的示意图，电容器具有三个端子412、512、702-704。在该系统中，焊垫可以连接至接地，并且其可以用作例如用于交流电源的滤波器电路。
图21是示出了包括具有第一电容器112-612、701_704的第一连接结构110-710或CPAD以及具有第二电容器112’ _612’、701’ -704’的第二连接结构110’ -710’或CPAD的芯片100的示意图。在该系统中连接第一和第二 CPAD以使得第一和第二电容器相互并联。如此方式可以增大总电容以允许位于芯片100外部的天线850以非常精确的频率而谐振。天线850通过第一和第二连接端子111和111’连接至芯片。连接结构110-710和110’ -710’连接至集成在芯片100中的电路810，电路810可以是发射器、接收器或收发器/发射机应答器。外部天线850可以使用凸块或者引线键合而连接至CPAD 110-710和110’_710’。尽管在图21的电路中电容器112-612,701-704以及112’_612’、701’_704’并联，该结构并非限定性的而是应当理解为电容器也可以根据设计需要而串联。在图22所示有利的实施例中，天线850也可以位于芯片100内部，而电容器112-612、701-704和112，_612，、701，-704，也可以具有不同电容值，并且有利的可以存在电子开关860，电子开关860例如由至少一个晶体管MOS或类似物形成。通过所述电子开关能够以改变天线的谐振频率的方式来连接或者断开电容器112-612、701-704和112，_612，、701，-704，的至少一个。因为天线850连接至有源连接结构，可以使用这种天线850以检测芯片100并且
用于最终应用。自然，可以根据所展示的实施例并且结合现有技术来形成混合的结构和系统。在参照图1至图12所述的连接结构100中，电容器112集成在结构自身内部，然而在本发明的一些有利 实施例中，电容器112可以部分位于连接焊垫110的机械结构的内部和/或外部。根据连接结构的目的和应用，至少一个电容器和连接端子111可以具有与位于集成电路内部其他电路的连接以及连接在一起。例如也可以使用诸如氧化物或介电材料的绝缘材料使多个部分相互电绝缘。这些介电材料也可以可选地出现在电容器112-612、701-704的至少两个极板之间以增大其电容量，这能够减小其尺寸并且因此减小其对于连接结构110-710或CPAD的工作的影响。自然，为了满足临时和特定的需求，本领域技术人员可以对前述解决方案做许多修改。尽管已参照优选实施例描述了本发明，应当明晰的是各种形状和细节上的省略、替换和修改等等甚至混合实施例也可以与现有技术结合，应当清楚理解的是参照本发明任何实施例所述的特定元件和/或方法步骤可以作为设计选择的通常方面而合并在任何其他实施例中与现有技术结合。
权利要求
1.一种适用于在包括多个金属化层的集成电路中使用的连接结构，所述连接结构包括: 第一金属层，适用于连接至位于所述集成电路外部的一个或多个电路元件；以及 导电结构，适用于连接至位于所述集成电路内部的一个或多个电路元件， 其中，布置所述导电结构和所述第一金属层以便分别形成电容结构的至少一个第一极板和第二极板。
2.根据权利要求1所述的连接结构，还包括由导电材料制成的机械增强结构，所述机械增强结构连接至所述第一金属层并且设置为增大所述电容结构的电容。
3.根据权利要求2所述的连接结构，其中: 所述导电结构包括在所述第一金属层下方的金属化层中的第二金属层，以及连接至所述第二金属层的至少一个第一金属不连续层，其中 所述机械增强结构包括连接至所述第一金属层的至少一个第二金属不连续层，设置所述第一金属不连续层和第二金属不连续层以便形成互相交错的电容结构。
4.根据权利要求所述的连接结构，其中: 所述导电结构包括在 所述第一金属层下方的金属化层中的第二金属层，以及连接至所述第二金属层的至少一个第一金属不连续层，以及 所述机械增强结构包括连接至所述第一金属层并且环绕所述导电结构的至少一个第二金属不连续层。
5.根据权利要求2所述的连接结构，其中: 所述机械增强结构至少部分地沿着所述连接结构的周围延伸并且包括在所述连接结构内部延伸的多个板；以及 所述导电结构包括设置在所述机械结构内部的多个导电板以便形成互相交错的电容结构。
6.根据权利要求2所述的连接结构，其中，所述导电结构在所述机械增强结构外部延伸，所述连接结构还包括: 位于所述机械增强结构外部的第三极板，布置所述导电结构、机械增强结构以及第三极板以便形成具有三个极板的电容结构。
7.根据权利要求2所述的连接结构，其中所述机械增强结构沿着所述连接结构的周围延伸，所述连接结构还包括: 设置在所述机械增强结构内部的第三极板，其中 所述机械增强结构、所述导电结构和所述第三极板形成具有三个极板的共轴电容结构。
8.根据权利要求2所述的连接结构，其中: 所述机械增强结构至少部分地沿着所述连接结构的周围延伸并且包括在所述连接结构内部延伸的多个板；以及 所述导电结构包括设置在所述机械增强结构的所述板之间的线圈。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接结构，还包括至少一个第二电容结构。
10.一种集成电路，包括根据权利要求1至9中任一项所述的连接结构。
全文摘要
本发明在单个结构中组合了焊垫以及至少一个电容器，所述焊垫包括适用于将集成在芯片中的电路元件连接至位于芯片自身外部的电路的连接端子。通过将连接焊垫和电容器组合在单个结构中，能够减小否则由于电容器的存在而在通常集成电路中将更大的芯片的总面积。如此方式，可以减小芯片的成本和尺寸。
文档编号H01L23/522GK103250248SQ201180058905
公开日2013年8月14日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者A·帕加尼 申请人:意法半导体股份有限公司