电容器评估结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种电容器评估结构，包括：衬底以及位于衬底上的电介质层；所述电介质层内设置有第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容器，所述第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，所述第一电容器和第三电容器下方均无器件结构；所述第一电容器和第二电容器串联形成第一支路，所述第三电容器和第四电容器串联形成第二支路，之后，所述第一电容器的一端通过一第一节点连接第四电容器的一端，所述第二电容器的一端通过一第二节点连接第三电容器的一端，所述第一支路和第二支路并联。所述电容器评估结构能够快速准确地评估下方的器件结构是否会对电容器产生不可忽略地影响。
【专利说明】电容器评估结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及防静电【技术领域】，特别是涉及一种电容器评估结构。
【背景技术】
[0002] 电容器是在超大规模集成电路中常用的无源元件，其主要包括多晶硅-绝缘 体-多晶娃（PIP，Polysilicon-Insulator-Polysilicon)、金属-绝缘体-娃（MIS， Metal-Insulator-Silicon)、金属-绝缘体-金属（MIM，Metal-Insulator-Metal)和 金属-氧化物-金属（metal-〇xide_metal，MOM)电容器等。其中，由于MIM电容器和 MOM电容器对晶体管造成的干扰最小，且可以提供较好的线性度（Linearity)和对称度 (Symmetry)，因此得到了更加广泛的应用，特别是混合信号（Mixed-signal)和射频（RF， Radio Frequency)领域。
[0003] 在现有技术中，MM电容器和MOM电容器一般位于互连层的顶部，为了避免其他器 件结构对MM电容器或MOM电容器的影响，在芯片结构中，MIM电容器和MOM电容器下方均 不设置任何器件结构。然而，随着芯片尺寸的不断减小，需要在M頂电容器和MOM电容器下 方设置一些器件结构，以减小芯片的横向尺寸。因此，当在MM电容器和MOM电容器下方设 置器件结构时，需要评估下方的器件结构是否会对M頂电容器或MOM电容器产生不可忽略 地影响。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于，提供一种电容器评估结构，能够快速准确地评估下方的 器件结构是否会对MM电容器或MOM电容器产生不可忽略地影响。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电容器评估结构，包括：
[0006] 衬底以及位于衬底上的电介质层；
[0007] 设置于所述电介质层内的第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容器， 所述第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，所述第一电容器和第三电容器下方 均无器件结构；
[0008] 所述第一电容器和第二电容器串联形成第一支路，所述第三电容器和第四电容器 串联形成第二支路；
[0009] 所述第一支路和第二支路并联，其中，所述第一电容器的一端通过一第一节点连 接第四电容器的一端，所述第二电容器的一端通过一第二节点连接第三电容器的一端；
[0010] 所述第一节点接工作电压，所述第二节点接地。
[0011] 进一步的，所述第一电容器的电容值、所述第二电容器的电容值、所述第三电容器 的电容值以及所述第四电容器的电容值均相同。
[0012] 进一步的，所述第一电容器包括第一上层板以及与所述第一上层板相对设置的第 一下层板；所述第二电容器包括第二上层板以及与所述第二上层板相对设置的第二下层 板；所述第三电容器包括第三上层板以及与所述第三上层板相对设置的第三下层板；所述 第四电容器包括第四上层板以及与所述第四上层板相对设置的第四下层板。
[0013] 进一步的，所述第一上层板、第一下层板、第二上层板、第二下层板、第三上层板、 第三下层板、第四上层板和第四下层板均为方形，所述第一上层板的长度和宽度分别小于 所述第一下层板的长度和宽度，所述第二上层板的长度和宽度分别小于所述第二下层板的 长度和宽度，所述第三上层板的长度和宽度分别小于所述第三下层板的长度和宽度，所述 第四上层板的长度和宽度分别小于所述第四下层板的长度和宽度。
[0014] 进一步的，所述第一上层板、第二上层板、第三上层板和第四上层板位于同一层， 所述第一下层板、第二下层板、第三下层板和第四下层板位于同一层。
[0015] 进一步的，所述电介质层中包括层叠的n层互连层，所述第一下层板、第二下层 板、第三下层板和第四下层板位于第n-1层互连层，所述第一上层板、第二上层板、第三上 层板和第四上层板位于第n层互连层和第n-1层互连层之间，n为大于等于2的正整数。
[0016] 进一步的，所述第一上层板通过一第一上层通孔结构电性引出到所述n层互连 层，所述第一下层板通过第一下层通孔结构电性引出到所述n层互连层；所述第二上层板 通过一第二上层通孔结构电性引出到所述n层互连层，所述第二下层板通过第二下层通孔 结构电性引出到所述n层互连层；所述第三上层板通过一第三上层通孔结构电性引出到所 述n层互连层，所述第三下层板通过第三下层通孔结构电性引出到所述n层互连层；所述第 四上层板通过一第四上层通孔结构电性引出到所述n层互连层，所述第四下层板通过第四 下层通孔结构电性引出到所述n层互连层；通过所述n层互连层的互连线排布，实现所述第 一支路、第二支路以及所述第一支路和第二支路的并联。
[0017] 进一步的，所述第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容器均为MM电 容器。
[0018] 进一步的，所述第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容器均为MOM电 容器。
[0019] 进一步的，所述第二电容器和第四电容器的下方各设置有一栅极结构。
[0020] 与现有技术相比，本实用新型提供的电容器评估结构具有以下优点：
[0021] 在本实用新型提供的电容器评估结构中，所述第一电容器和第二电容器串联形成 第一支路，所述第三电容器和第四电容器串联形成第二支路，之后，所述第一电容器的一端 通过一第一节点连接第四电容器的一端，所述第二电容器的一端通过一第二节点连接第三 电容器的一端，使得所述第一支路和第二支路并联，当进行评估时，所述第一节点接工作电 压，所述第二节点接地，由于所述第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，而所述 第一电容器和第三电容器下方均无器件结构，所以，所述第二电容器的电容和第四电容器 的电容均会发生变化，产生一电容差，同时，所述第一电容器的另一端和所述第四电容器的 另一端之间产生电压差，所述电容差的值与所述电压差的值相关，因此，可以通过测量所述 电压差来判断所述电容差的大小，从而评估所述器件结构对所述第二电容器和第四电容器 的影响的大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型一实施例中电容器评估结构的断面结构示意图；
[0023] 图2为本实用新型一实施例中电容器评估结构的等效电路图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合示意图对本实用新型的电容器评估结构进行更详细的描述，其中表示 了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型， 而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的 广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
[0025] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例 的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商 业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和 耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0026] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权 利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且 均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0027] 本实用新型的核心思想在于，提供一种电容器评估结构，包括：衬底以及位于衬底 上的电介质层；所述电介质层内设置有第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容 器，所述第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，所述第一电容器和第三电容器 下方均无器件结构；所述第一电容器和第二电容器串联形成第一支路，所述第三电容器和 第四电容器串联形成第二支路，之后，所述第一电容器的一端通过一第一节点连接第四电 容器的一端，所述第二电容器的一端通过一第二节点连接第三电容器的一端，所述第一支 路和第二支路并联；所述第一节点接工作电压，所述第二节点接地。
[0028] 当进行评估时，由于所述第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，而所 述第一电容器和第三电容器下方均无器件结构，所以，所述第二电容器的电容和第四电容 器的电容均会发生变化，产生一电容差，同时，所述第一电容器的另一端和所述第四电容器 的另一端之间产生电压差，所述电容差的值与所述电压差的值相关，因此，可以通过测量所 述电压差来判断所述电容差的大小，从而评估所述器件结构对所述第二电容器和第四电容 器的影响的大小。
[0029] 以下参考图1和图2,以清楚说明本实用新型的内容，应当明确的是，本实用新型 的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在 本实用新型的思想范围之内。
[0030] 如图1所示，所述电容器评估结构1包括衬底100以及位于衬底100上的电介质 层200。其中，所述衬底100可以为硅衬底、锗衬底或绝缘体上硅等等。所述电介质层200 中包括层叠的n层互连层，n为大于等于2的正整数，例如，n为3、4、5、6、7等等。在本实施 例中，以所述电介质层200中包括层叠的5层互连层为例进行说明。
[0031] 所述电介质层200内设置有第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3以及第 四电容器C4,较佳的，所述第一电容器C1的电容值、所述第二电容器C2的电容值、所述第三 电容器C3的电容值以及所述第四电容器C4的电容值均相同，均为C，以方便与电压值进行 换算，可以更方便地评估器件结构对电容器的影响。
[0032] 其中，所述第一电容器C1包括第一上层板211以及与所述第一上层板211相对设 置的第一下层板212;所述第二电容器C2包括第二上层板221以及与所述第二上层板221 相对设置的第二下层板222;所述第三电容器C3包括第三上层板231以及与所述第三上层 板231相对设置的第三下层板232 ;所述第四电容器C4包括第四上层板241以及与所述第 四上层板241相对设置的第四下层板242。较佳的，所述第一上层板211、第二上层板221、 第三上层板231和第四上层板241位于同一层，所述第一下层板212、第二下层板222、第三 下层板232和第四下层板242位于同一层，可以避免其他因素对所述第一电容器C1、第二电 容器C2、第三电容器C3和第四电容器C4照成的差异，最好，所述第一上层板211、第二上层 板221、第三上层板231和第四上层板241的形状、大小均相同，且所述第一下层板212、第 二下层板222、第三下层板232和第四下层板242的形状、大小也均相同。在本实施例中，所 述第一下层板212、第二下层板222、第三下层板232和第四下层板242位于第4层互连层， 所述第一上层板211、第二上层板221、第三上层板231和第四上层板241位于第5层互连 层和第4层互连层之间。
[0033] 所述第一上层板211、第二上层板221、第三上层板231、第四上层板241、第一下层 板212、第二下层板222、第三下层板232和第四下层板242均为方形，且所述第一上层板 211的长度和宽度分别小于所述第一下层板212的长度和宽度，所述第二上层板221的长度 和宽度分别小于所述第二下层板222的长度和宽度，所述第三上层板231的长度和宽度分 别小于所述第三下层板232的长度和宽度，所述第四上层板241的长度和宽度分别小于所 述第四下层板242的长度和宽度，以方便通过通孔结构将所述第一下层板212、第二下层板 222、第三下层板232和第四下层板242的电性引出。
[0034] 所述第二电容器C2和第四电容器C4下方均设置有器件结构，所述第一电容器C1 和第三电容器C3下方均无器件结构，其中，所述器件结构包括栅极结构、互连结构、埋层结 构等等。在图1中，所述第二电容器C2和第四电容器C4的下方各有一栅极结构110,所述 第一电容器C1和第三电容器C3下方均无任何器件结构。
[0035] 其中，所述第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和第四电容器C4均为 MM电容器，或所述第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和第四电容器C4均为MOM 电容器。
[0036] 如图2所示，在所述电容器评估结构1中，所述第一电容器C1和第二电容器C2串 联形成第一支路b 1，所述第三电容器C3和第四电容器C4串联形成第二支路b2，之后，所述 第一支路bl和第二支路b2并联。具体的，所述第一电容器C1的一端通过一第一节点A连 接第四电容器C4的一端，所述第二电容器C2的一端通过一第二节点B连接第三电容器C3 的一端，所述第一电容器C1的另一端通过第三节点D连接所述第二电容器C2的另一端，所 述第四电容器C4的另一端通过第四节点E连接所述第三电容器C3的另一端。
[0037] 如图1所示，在本实施例中，所述第一上层板211通过一第一上层通孔结构213电 性引出到所述5层互连层M5,所述第一下层板212通过第一下层通孔结构214电性引出到 所述5层互连层M5 ;所述第二上层板221通过一第二上层通孔结构223电性引出到所述5 层互连层M5,所述第二下层板222通过第二下层通孔结构224电性引出到所述5层互连层 M5 ;所述第三上层板231通过一第三上层通孔结构233电性引出到所述5层互连层，所述第 三下层板232通过第三下层通孔结构234电性引出到所述5层互连层M5 ;所述第四上层板 241通过一第四上层通孔结构243电性引出到所述5层互连层M5,所述第四下层板242通 过第四下层通孔结构244电性引出到所述5层互连层M5 ;通过所述5层互连层M5的互连 线排布，实现整个电路结构。
[0038]当采用所述电容器评估结构1进行评估时，将所述第一节点A接工作电压V，所述 第二节点B接地。由于所述第二电容器C2和第四电容器C4下方均设置有器件结构110,所 以，所述第二电容器C2的电容和第四电容器C4的电容均会发生变化，产生一电容差A C，即 所述第二电容器C2的电容值和第四电容器C4的电容值均变为C+A C;而所述第一电容器 C1和第三电容器C3下方均无任何器件结构，所述第一电容器C1的电容值和第三电容器C3 的电容值均为C。同时，所述第三节点D和第四届点E之间产生电压差AV，于是有：
【权利要求】
1. 一种电容器评估结构，其特征在于，包括： 衬底以及位于衬底上的电介质层； 设置于所述电介质层内的第一电容器、第二电容器、第三电容器以及第四电容器，所述 第二电容器和第四电容器下方均设置有器件结构，所述第一电容器和第三电容器下方均无 器件结构； 所述第一电容器和第二电容器串联形成第一支路，所述第三电容器和第四电容器串联 形成第二支路； 所述第一支路和第二支路并联，其中，所述第一电容器的一端通过一第一节点连接第 四电容器的一端，所述第二电容器的一端通过一第二节点连接第三电容器的一端； 所述第一节点接工作电压，所述第二节点接地。
2. 如权利要求1所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一电容器的电容值、所述 第二电容器的电容值、所述第三电容器的电容值以及所述第四电容器的电容值均相同。
3. 如权利要求1所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一电容器包括第一上层 板以及与所述第一上层板相对设置的第一下层板；所述第二电容器包括第二上层板以及与 所述第二上层板相对设置的第二下层板；所述第三电容器包括第三上层板以及与所述第三 上层板相对设置的第三下层板；所述第四电容器包括第四上层板以及与所述第四上层板相 对设置的第四下层板。
4. 如权利要求3所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一上层板、第一下层板、 第二上层板、第二下层板、第三上层板、第三下层板、第四上层板和第四下层板均为方形，所 述第一上层板的长度和宽度分别小于所述第一下层板的长度和宽度，所述第二上层板的长 度和宽度分别小于所述第二下层板的长度和宽度，所述第三上层板的长度和宽度分别小于 所述第三下层板的长度和宽度，所述第四上层板的长度和宽度分别小于所述第四下层板的 长度和宽度。
5. 如权利要求3所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一上层板、第二上层板、 第三上层板和第四上层板位于同一层，所述第一下层板、第二下层板、第三下层板和第四下 层板位于同一层。
6. 如权利要求5所述的电容器评估结构，其特征在于，所述电介质层中包括层叠的n层 互连层，所述第一下层板、第二下层板、第三下层板和第四下层板位于第n-1层互连层，所 述第一上层板、第二上层板、第三上层板和第四上层板位于第n层互连层和第n-1层互连层 之间，n为大于等于2的正整数。
7. 如权利要求6所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一上层板通过一第一上 层通孔结构电性引出到所述n层互连层，所述第一下层板通过第一下层通孔结构电性引出 到所述n层互连层；所述第二上层板通过一第二上层通孔结构电性引出到所述n层互连层， 所述第二下层板通过第二下层通孔结构电性引出到所述n层互连层；所述第三上层板通过 一第三上层通孔结构电性引出到所述n层互连层，所述第三下层板通过第三下层通孔结构 电性引出到所述n层互连层；所述第四上层板通过一第四上层通孔结构电性引出到所述n 层互连层，所述第四下层板通过第四下层通孔结构电性引出到所述n层互连层；通过所述 n层互连层的互连线排布，实现所述第一支路、第二支路以及所述第一支路和第二支路的并 联。
8. 如权利要求1所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一电容器、第二电容器、 第三电容器以及第四电容器均为MM电容器。
9. 如权利要求1所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第一电容器、第二电容器、 第三电容器以及第四电容器均为MOM电容器。
10. 如权利要求1所述的电容器评估结构，其特征在于，所述第二电容器和第四电容器 的下方各设置有一栅极结构。
【文档编号】G01R31/00GK204241593SQ201420735012
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】甘正浩 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司