具有多样宽度的指的指叉式电容器的制造方法
【专利摘要】揭示的是具有多样宽度的指的指叉式电容器。电容器的一具体态样(100)包括第一复数个导电指(110)和以连锁方式与第一复数个导电指(110)而定位的第二复数个导电指(110)，以致形成指叉式结构。第一复数个导电指(110)和第二复数个导电指(110)合起来形成一指组，其中该指组(110)的第一指的宽度相对于该指组的第二指是非均匀的。
【专利说明】具有多样宽度的指的指叉式电容器
【技术领域】
[0001 ] 本发明的具体态样一般关于集成电路，尤其关于用于集成电路科技的指叉式电容器。
【背景技术】
[0002]例如电容器的被动电子构件常常用于集成电路(integrated circuit, IC)用途。一种特殊类型的电容器是指叉式电容器。传统的指叉式电容器包括复数个指叉层，其中每对指叉层是由氧化层(或氧化区域)所分开。每个指叉层包括二根杆条(bar)或交互连接(interconnect),其定位成彼此实质平行。从每根杆条延伸的是复数个「指」(digit,亦即长的导体)。指沿着杆条而隔开，致使指合起来形成连锁式或指叉式结构。
[0003]传统的指叉式电容器有一些缺点。举例来说，指的长度愈长，则指倾向于导致愈多电流漏失。如此，则指的长度典型乃加以选择以使此种漏失减到最少。举例来说，具有较短长度的指的多重指叉层典型乃跨越电容器的区域。虽然这有效的使漏失减到最少，但是电容器的电容密度也因而降低。因此，每个指叉层将需要二个电极以便提供必要的电容密度。这些电极位在指叉式结构外面，并且耗去杆条和氧化层区域的空间。因此，电容器面积并不是以效能最大化的方式来利用。
【发明内容】
[0004]揭示的是具有多样宽度的指的指叉式电容器。电容器的一具体态样可以包括第一复数个导电指和与第一复数个导电指以连锁方式而定位的第二复数个导电指，以致形成指叉式结构。第一复数个导电指和第二复数个导电指合起来形成一指组，其中该指组的第一指的宽度相对于该指组的第二指是非均匀的。
[0005]于某些具体态样，该指组中定位最接近指叉式结构末端的第一次组可以具有宽于该指组中定位最接近指叉式结构中央的第二次组的宽度。
[0006]于某些具体态样，该指组中定位最接近指叉式结构末端的第一次组的宽度可以比该指组中定位最接近指叉式结构中央的第二次组宽三到五倍。
[0007]于某些具体态样，该指组中定位最接近指叉式结构末端的限定数目的第一次组可以具有第一宽度，并且该指组中的剩余指可以具有窄于第一宽度的第二宽度。
[0008]于某些具体态样，该指组中的每一指的宽度可以从定位在指叉式结构末端的指的最宽宽度逐渐变细到定位在指叉式结构中央的指的最窄宽度。
[0009]于某些具体态样，该指组中的指的相对宽度可以依据指叉式结构的磁场H分布所决定。
[0010]于某些具体态样，该指组的特定者的宽度可以正比于该指组的特定者所承载的电流量。
[0011 ] 于某些具体态样，该指组中的指之间的间隙可以是实质均匀的尺寸。
[0012]于某些具体态样，第一复数个导电指和第二复数个导电指可以由以下至少一者所形成:铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。
[0013]于某些具体态样，第一复数个导电指可以由第一材料所形成，并且第二复数个导电指可以由不同于第一材料的第二材料所形成。
[0014]于某些具体态样，电容器可以进一步包括至少一杆条，其耦合于指叉式结构，其中至少一杆条可以具有至少一馈入点。
[0015]于某些具体态样，该指组中定位最接近馈入点的第一次组可以具有宽于该指组的其余者的宽度。
[0016]形成电容器的方法的具体态样可以包括:形成第一复数个导电指，以及形成第二复数个导电指，其与第一复数个导电指以连锁方式而定位，以致形成指叉式结构。第一复数个导电指和第二复数个导电指可以合起来形成一指组，其中该指组的第一指的宽度可以相对于该指组的第二指是非均匀的。
[0017]于某些具体态样，该指组中定位最接近杆条的馈入点(其耦合于指叉式结构)的第一次组可以具有宽于该指组中定位最远离杆条的馈入点的第二次组的宽度。
[0018]于某些具体态样，该指组中定位最接近杆条的馈入点(其耦合于指叉式结构)的第一次组的宽度可以比该指组中定位最远离杆条的馈入点的第二次组宽三到五倍。
[0019]于某些具体态样，该指组中定位最接近杆条的馈入点(其耦合于指叉式结构)的限定数目的第一次组可以具有第一宽度，并且该指组中的剩余指可以具有窄于第一宽度的第二宽度。
[0020]于某些具体态样，该指组中的每一指的宽度可以从定位靠近杆条馈入点(其耦合于指叉式结构)的指的最宽宽度逐渐变细到定位最远离杆条馈入点的指的最窄宽度。
[0021]于某些具体态样，该指组中的指的相对宽度可以依据指叉式结构的磁场H分布所决定，并且其中该指组的特定者的宽度可以正比于该指组的特定者所承载的电流量。
[0022]于某些具体态样，具有馈入点的至少一杆条可以耦合于指叉式结构，并且其中该指组中定位最接近馈入点的第一次组可以具有宽于该指组的其余者的宽度。
[0023]电容器的另一具体态样可以包括单一指叉层，其中单一指叉层可以包括第一复数个导电指和第二复数个导电指，其以连锁方式而定位。可以定位第一复数个导电指和第二复数个导电指，以致形成指叉式结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]附图显示依据本揭示一或更多方面的范例性具体态样；然而，附图不应该用来将本揭示限制于所示的具体态样，而是仅用于解释和理解。
[0025]图1是示范指叉式电容器的第一具体态样的平面图；
[0026]图2是示范传统指叉式电容器的磁场H分布的图形；
[0027]图3是示范指叉式电容器的第四具体态样的平面图；
[0028]图4是示范形成电容器的方法的一具体态样的流程图；
[0029]图5是示范指叉式电容器的第二具体态样的平面图；以及
[0030]图6是示范指叉式电容器的第三具体态样的平面图。
【具体实施方式】[0031]揭示的是具有多样宽度的指的指叉式电容器。如上面讨论的，指叉式电容器是一种特别的电容器，其使用长的导体或「指」来产生像是电容器的高通特征。指叉式电容器的一具体态样包括复数个指，其中位置比较靠近指叉式结构末端的指乃宽于位置比较靠近指叉式结构中央的指。于进一步具体态样，指的宽度从在指叉式结构末端的最宽点逐渐变细到在指叉式结构中央的最窄点。如下面更详细的讨论，此安排允许指被加长，如此则指叉式电容器结构可以应用于杆条和氧化层，同时增加指叉式电容器的电容密度。
[0032]图1是示范指叉式电容器的第一具体态样100的平面图。特定而言，图1示范指叉式电容器100于X和Z维度。注意图1未必按照比例绘制，并且指叉式电容器100未必受限于所示范的尺寸或数量(其主要是为了便于读者理解)。
[0033]如所示范，电容器100包括第一杆条106和第二杆条108，其定位成彼此实质平行。从第一杆条106和第二杆条108各者延伸的是复数个指IlO1?IlOn (下文合起来称为「指110」)。合起来看,指110形成连锁式或指叉式结构104。电流经由位在第一杆条106和第二杆条108上的至少一「馈入点」(feed point)或电极IU1?1122(下文合起来称为「电极112」)而提供至指叉式结构104。于一具体态样，第一杆条106和第二杆条108都包括电极(广泛而言即馈入点)112以提供电流。应该注意位在杆条106和108上的馈入点可以配置在杆条上的任何位置，譬如在杆条的最末端、杆条的中央、杆条的最末端和中央之间的任何其他位置。
[0034]于一具体态样，指110是由导电材料所形成，在可能的材料当中尤其例如铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。延伸自第一杆条106的指110的组成可以异于延伸自第二杆条108的指的组成。指110和杆条106、108之间的间隙一般包括介电材料，例如二氧化硅。
[0035]如所示范，指110的宽度于各指之间是非均匀的(譬如至少二或更多根指具有不同的宽度)。举例而言，于一具体态样，位置比较靠近指叉式结构104末端的指110(譬如指IlO1UlO2Ul(V1UlOn)乃宽于位置比较靠近指叉式结构104中央的指110 (譬如指IlOnK和IlOnJ。尤其于一具体态样，位置比较靠近指叉式结构104末端的指110比位置比较靠近指叉式结构104中央的指110宽三到五倍。
[0036]于另一具体态样，位置比较靠近指叉式结构104末端的特定数目的指110乃宽于指叉式结构104中的剩余指110。举例而言，从指叉式结构104的末端移动到指叉式结构104的中央，第一指110具有第一宽度，而其余指110具有窄于第一宽度的第二宽度。
[0037]于又一具体态样，指110的宽度从在指叉式结构末端104的最宽宽度W1逐渐变细到在指叉式结构中央104的最窄宽度W2，致使位在指叉式结构104的中间点(亦即在末端和中央之间)的指110的宽度为在W1和W2之间某处的宽度。
[0038]于又一具体态样，指110的相对宽度是依据指叉式结构104的磁场H分布所决定。举例而言，图2是示范传统指叉式电容器的磁场H分布的图形。特定而言，图2是以电流密度(每公尺的千安培)大小与离指叉式结构的馈入位置(亦即注入电流的点)的距离(微米)来作图。如所示范，电流密度随着从指叉式结构的末端移动到指叉式结构的中央而减少。相对而言，跨越指叉式结构的电场分布则比较均匀。
[0039]因此，于一具体态样，比较靠近指叉式结构104中央的指110(亦即承载最少电流的指110)做得最窄(譬如窄到指叉式电容器100将允许的机械公差)。当从指叉式结构104的中央往外移动，指110随着承载较多的电流而做得比较宽，其中最宽的指110是位置最接近指叉式结构104末端的指110。此安排将增加指叉式电容器100的电容密度。
[0040]于另一具体态样，最宽的指110的位置最接近电极112。举例而言，于图1所示范的范例性具体态样，最宽的指IlO1和IlOn也是最接近电极112的指，其分别定位在第一杆条106和第二杆条108的相对末端；最窄的指是最远离电极112的指(譬如指IlOn^和IlOnJ。因此，最宽的指1101和IlOn也分别定位在第一杆条106和第二杆条108的相对末端。
[0041]以进一步的范例来看，图5是示范指叉式电容器的第二具体态样500的平面图；图6是示范指叉式电容器的第三具体态样600的平面图。于图5，电极512i~5122 (下文合起来称为「电极512」)分别位在第一杆条506和第二杆条508的同一末端上(亦即于图的左手侧)。再次的，最宽的指SlO1和5102也是最接近电极512的指；最窄的指是最远离电极512的指(譬如指510n)。因此，最宽的 指SlO1和5102也分别定位在第一杆条506和第二杆条508的同一末端上(亦即致使指SlO1和5102彼此相邻)。
[0042]于图6,电极61^~6122 (下文合起来称为「电极612」)差不多分别位在第一杆条606和第二杆条608的中央。再次的，最宽的指610i也是最接近电极612的指(于此情形为延伸于电极612之间的单一指610i);最窄的指是最远离电极612的指(譬如指61(^和61 On)。
[0043]于上述任一情形，指110之间的间隙G保持实质均匀的。也就是说，虽然指110的宽度将有所变化，但是指之间的间隙G的尺寸将无实质变化。
[0044]如图1所示范，指叉式电容器100可以是由多层所形成。指叉式电容器100包括多样宽度的指HO的组态则允许指110加长，以使电容器100中的电极所耗去的空间(譬如于第一杆条106和第二杆条108的区域)减到最少，同时增加指叉式电容器的电容密度。由于承载最多电流的指110 (亦即比较靠近指叉式结构104末端的指)的宽度增加了，故这些较宽的指110将不会见到漏失增加。再者，由于比较靠近指叉式结构104中央的指110不承载或承载极少的电流，故指110的长度增加将不会造成漏失有显著的增加。因此，可以维持电容器100的质量因素或「Q因素」(Q factor，亦即电容器的电容电抗除以电容器的等效串联电阻)。
[0045]图3是示范指叉式电容器的第四具体态样300的平面图。特定而言，图3示范指叉式电容器300于X和z维度。注意图3未必按照比例绘制，并且指叉式电容器300未必受限于所示范的尺寸或数量(其主要是为了便于读者理解)。
[0046]如所示范，电容器300包括第一杆条306和第二杆条308，其定位成彼此实质平行。从第一杆条306和第二杆条308各者延伸的是复数个指3IO1~3IOn (下文合起来称为「指310」)。合起来看，指310形成连锁式或指叉式结构304。
[0047]于一具体态样，指310是由导电材料所形成，在可能的材料当中尤其例如铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。延伸自第一杆条306的指310的组成可以异于延伸自第二杆条308的指310的组成。指310和杆条306、308之间的间隙一般包括介电材料，例如二氧化硅。
[0048]如所示范，指310的宽度于各指之间是非均匀的(譬如至少二或更多根指具有不同的宽度)。于一具体态样，指310的宽度可以采上面讨论的任何方式来变化。此外，指310的长度于各指之间也是非均匀的(譬如至少二或更多根指具有不同的长度)。举例来说，指310的长度可以从最长长度L1变化到最短长度L2。于一具体态样，指310的长度乃基于上面讨论的变化指310宽度的任何准则而变化。
[0049]图4是示范形成电容器的方法400的一具体态样的流程图。举例而言，可以实施方法400以便形成电容器，例如图1和3所示范的电容器。
[0050]方法400开始于步骤402。于步骤404，形成第一复数个导电指，其中指的宽度于各指之间变化。可选用而言，指的长度也可以于各指之间变化。于一具体态样，指的宽度(以及可选用的长度)根据上面讨论的任何准则来变化。第一复数个导电指是由第一杆条所连接，而第一导电指以隔开方式从此处延伸。于一具体态样，第一复数个导电指是由导电材料所形成，在可能的材料当中尤其例如铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。第一复数个导电指的指间间隙一般包括介电材料，例如二氧化硅。
[0051]于步骤406，形成第二复数个导电指，其中指的宽度于各指之间变化。可选用而言，指的长度也可以于各指之间变化。于一具体态样，指的宽度(以及可选用的长度)根据上面讨论的任何准则来变化。第二复数个导电指是由第二杆条所连接，而第二导电指以隔开方式从此处延伸。于一具体态样，第二复数个导电指是由导电材料所形成，在可能的材料当中尤其例如铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。第二复数个导电指不须非要由与第一复数个导电指相同的导电材料而形成。第二复数个导电指的指间间隙一般包括介电材料，例如二氧化硅。
[0052]于步骤408，定位第一复数个导电指和第二复数个导电指以形成指叉式结构。此指叉式结构形成指叉式电容器的主要结构，如上所讨论。熟于此技艺者将体会最终的指叉式电容器可以包括额外的构件，例如电极。
[0053]方法400然后结束于步骤410。
[0054]虽然前面描述了依据本揭示一或更多方面的范例性具体态样，不过可以设计出依据本揭示一或更多方面的其他和进一步具体态样而不偏离其范围，该范围是由以下的申请专利范围及其等效者所决定。列出步骤的申请专利范围并不暗示步骤的任何顺序。商标是其个别拥有者的财产。
【权利要求】
1.一种电容器，其包括: 第一复数个导电指；以及 第二复数个导电指，其与该第一复数个导电指以连锁方式而定位，以致形成指叉式结构， 其中该第一复数个导电指和该第二复数个导电指合起来形成一指组，并且其中该指组的第一指的宽度相对于该指组的第二指是非均匀的。
2.如权利要求1的电容器，其中该指组中定位最接近该指叉式结构末端的第一次组具有宽于该指组中定位最接近该指叉式结构中央的第二次组的宽度。
3.如权利要求1的电容器，其中该指组中定位最接近该指叉式结构末端的第一次组所具有的宽度比该指组中定位最接近该指叉式结构中央的第二次组宽三到五倍。
4.如权利要求1的电容器，其中该指组中定位最接近该指叉式结构末端的限定数目的第一次组具有第一宽度，并且该指组中的剩余指具有窄于该第一宽度的第二宽度。
5.如权利要求1至4中任一项的电容器，其中该指组中的每一指的宽度从定位在该指叉式结构末端的指的最宽宽度逐渐变细到定位在该指叉式结构中央的指的最窄宽度。
6.如权利要求1的电容器，其中该指组中的指的相对宽度是依据该指叉式结构的磁场H分布所决定。
7.如权利要求6的电容器，其中该指组的特定者的宽度正比于该指组的该特定者所承载的电流量。
8.如权利要求1至7中任一项的电容器，其中该第一复数个导电指和该第二复数个导电指是由以下至少一者所形成:铜、掺杂的多晶硅、铝或氮化钛。
9.如权利要求1至7中任一项的电容器，其中该第一复数个导电指是由第一材料所形成，并且该第二复数个导电指是由不同于该第一材料的第二材料所形成。
10.如权利要求1至7中任一项的电容器，其进一步包括: 至少一杆条，其耦合于该指叉式结构，其中该至少一杆条具有至少一馈入点。
11.如权利要求10的电容器，其中该指组中定位最接近该至少一馈入点的第一次组具有宽于该指组的其余者的宽度。
12.—种形成电容器的方法,该方法包括: 形成第一复数个导电指；以及 形成第二复数个导电指，其与该第一复数个导电指以连锁方式而定位，以致形成指叉式结构， 其中该第一复数个导电指和该第二复数个导电指合起来形成一指组，并且其中该指组的第一指的宽度相对于该指组的第二指是非均匀的。
13.如权利要求12的方法，其中该指组中定位最接近耦合于该指叉式结构的杆条的馈入点的第一次组具有宽于该指组中定位最远离该杆条的该馈入点的第二次组的宽度。
14.如权利要求12的方法，其中该指组中的每一指的宽度从定位靠近耦合于该指叉式结构的杆条的馈入点的指的最宽宽度逐渐变细到定位最远离该杆条的该馈入点的指的最窄宽度。
15.如权利要求12的方法，其中该指组中的指的相对宽度是依据该指叉式结构的磁场H分布所决定，并且其中该指组的特定者的宽度正比于该指组的该特定者所承载的电流量。
【文档编号】H01L49/02GK103988328SQ201280043625
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】昭颖·D·吴, 帕瑞格·尤帕德海亚, 姜学文 申请人:吉林克斯公司