专利名称：一种可具有极性的集成电容的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电容(integrated capacitor)，尤其涉及一种可具有极性的集成电容结构，特别适合应用于模拟/数字转换器(A/D converter)或数字/模拟转换器(D/A converter)或切换电路(switch cap circuit)领域。
图1为已知高集成度集成电容的部份结构侧视图。如图1所示，已知的集成电容1由多个平行排列的垂直金属板100及120所构成，其中无阴影的为垂直金属板120，表示其为电连接一节点A，有阴影的为垂直金属板100，表示其为电连接一节点B。垂直金属板100及120皆形成于一半导体基底(未显示)上。每一垂直金属板100都由多个金属层10a、10b、10c及10d以及电连接多个金属层10a、10b、10c及10d的金属插塞11a、11b及11c所构成。每一垂直金属板120皆由多个金属层12a、12b、12c及12d以及电连接多个金属层12a、12b、12c及12d的金属插塞13a、13b及13c所构成。垂直金属板100及120之间为一介电层(未显示)。一般而言，已知之集成电容1的多个金属层10a、10b、10c及10d以及多个金属层12a、12b、12c及12d是与集成电路的金属内连线制程同时定义完成，不需要额外的光罩来定义图案，因此可以节省成本。此外，已知的集成电容1可提供较高的单位面积电容值(capacitance per unit area)。
然而，已知集成电容1由于连接节点A的垂直金属板120以及连接节点B的垂直金属板100，操作时皆会与位于其下方的半导体基底产生所谓的寄生电容(parasitic capacitance)。请参阅图2，图2为图1中的已知集成电容1的等效电路图。如前所述，已知集成电容1的垂直金属板120，其为电连接一节点A，垂直金属板100，其为电连接一节点B。在A节点与B节点之间，除了本身电容结构所贡献的电容值Cin之外，在节点A端尚有一寄生电容CA产生，而在节点B端尚有一寄生电容CB产生。寄生电容CA以及寄生电容CB皆是由于垂直金属板100及120的最下层金属层(分别为金属层10a与金属层12a)与接地的半导体基底感应产生。如此一来，使得已知集成电容1由于在设计上两端节点皆有寄生电容而不具有极性，因此不适合应用于模拟/数字转换器(A/D converter)或数字/模拟转换器(D/A converter)或切换电路(switch cap circuit)领域。
在本发明的最佳实施例中，揭示了一种可具有极性的集成电容，包含有一半导体基底；第一垂直板设于该半导体基底上，该第一垂直板系由多个并列第一导电条上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；第二垂直板，其与该第一垂直板平行设置于该半导体基底上，该第二垂直板系由多个并列第二导电条上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；以及一导电板，设于该第一垂直板及该第二垂直板之下，且介于该第一垂直板及该第二垂直板与该半导体基底之间。其中该第一垂直板系经由至少一第三插塞与该导电板电连接。
根据本发明的另一较佳实施例，本发明一种可具有极性的集成电容，包含有一半导体基底；第一垂直电容柱设于该半导体基底上，该第一垂直电容柱由多个第一导电块上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；第二垂直电容柱，其与该第一垂直电容柱平行设置于该半导体基底上，该第二垂直电容柱系由多个第二导电块上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；以及一水平导电板，设于该第一垂直电容柱及该第二垂直电容柱之下，且介于该第一垂直电容柱及该第二垂直电容柱与该半导体基底之间。其中该第一垂直电容柱系经由至少一第三插塞与该导电板电连接。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图2为图1中的已知集成电容的等效电路图。
图3为本发明高集成度集成电容的部份结构放大侧视图。
图4为图3中的本发明集成电容的等效电路图。
图5为本发明另一较佳实施例的侧视图。
仍然参阅图3，本发明高集成度集成电容3另包含有一导电板340，设于垂直金属板300及垂直金属板320之下，且介于垂直金属板300及垂直金属板320与半导体基底(未显示)之间。导电板340为导电材料所构成，例如金属或多晶硅。依据本发明较佳实施例，导电板340与集成电路的金属内连线制程中的第一层金属导线(metal 1)同时定义完成。导电板340与垂直金属板300之间透过至少一个金属插塞340a电连接。导电板340与垂直金属板320之间为介电层，形成绝缘。
请参阅图4，图4为图3中的集成电容3的等效电路图。如前所述，本发明高集成度集成电容3的垂直金属板320，其为电连接一节点A，垂直金属板300，其为电连接一节点B。在A节点与B节点之间，除了本身电容结构所贡献之电容值Cin之外，在节点B端有一寄生电容CB产生。寄生电容CB皆是由于导电板340与接地的半导体基底(未显示)感应产生。在节点A端则由于导电板340的遮蔽，而无寄生电容产生。如此一来，使得已知集成电容3由于在设计上只有一端节点有寄生电容因而具有极性，适合应用于模拟/数字转换器(A/D converter)或数字/模拟转换器(D/A converter)或切换电路(switchcap circuit)领域。
请参阅图5，图5为本发明另一较佳实施例的侧视图。如图5所示，本发明高集成度集成电容5是由多个平行排列的垂直电容柱或电极柱500及520所构成，其中无阴影的为垂直电极柱520，表示其为电连接一节点A，有阴影的为垂直电极柱500，表示其为电连接一节点B。垂直电极柱500及520皆形成于一半导体基底(未显示)上。每一垂直电极柱500皆由多个金属块50a、50b、50c及50d以及电连接多个金属块50a、50b、50c及50d的金属插塞51a、51b及51c所构成。每一垂直电极柱520皆由多个金属块52a、52b、52c及52d以及电连接多个金属块52a、52b、52c及52d的金属插塞53a、53b及53c所构成。垂直电极柱500及520之间为一介电层(未显示)。集成电容5的多个金属块50a、50b、50c及50d以及多个金属块52a、52b、52c及52d是与集成电路的金属内连线制程同时定义完成，不需要额外的光罩来定义图案，因此可以节省成本。
本发明高集成度集成电容5另包含有一导电板540，设于垂直电极柱500及垂直金属板520之下，且介于垂直电极柱500及垂直电极柱520与半导体基底(未显示)之间。导电板540为导电材料所构成，例如金属或多晶硅。依据本发明较佳实施例，导电板540与集成电路的金属内连线制程中的第一层金属导线(metal 1)同时定义完成。导电板540与垂直金属板500之间透过至少一个金属插塞540a电连接。导电板540与垂直电极柱520之间为介电层，形成绝缘。
相较于已知技术，本发明乃可具有极性的高集成度集成电容，可应用于模拟/数字转换器(A/D converter)或数字/模拟转换器(D/A converter)或切换电路(switch cap circuit)设计中。集成电容的金属层是与集成电路的金属内连线制程同时定义完成，不需要额外的光罩来定义图案，因此可以节省成本以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的效用并不限于前述的电容结构，所有其他已知的集成电容结构，若其具有双边寄生电容，均可以依前述实施例的做法，在基板与电容间增加一导电板，而形成一具有极性的集成电容。因此，凡依上述方法所完成的集成电容，以及根据本发明的实施例与权利要求书所作的等效变化与修饰，都应属于本专利申请的范围。
权利要求
1.一种可具有极性的集成电容，包含有一半导体基底；第一垂直板设于该半导体基底上，该第一垂直板系由多个并列第一导电条上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；第二垂直板，其与该第一垂直板平行设置于该半导体基底上，该第二垂直板是由多个并列第二导电条上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；以及一导电板，设于该第一垂直板及该第二垂直板之下，且介于该第一垂直板及该第二垂直板与该半导体基底之间；其中该第二垂直板系经由至少一第三插塞与该导电板电连接。
2.如权利要求1所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该导电板由金属所构成。
3.如权利要求1所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该导电板与该第一垂直板藉由一介电层形成电性绝缘。
4.如权利要求1所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一导电条及该第二导电条都由金属构成。
5.如权利要求1所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直板与该第二垂直板互为电性绝缘。
6.如权利要求1所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直板电连接一节点A，该第二垂直板电连接一节点B，该集成电容于该节点B端与该半导体基底构成一寄生电容。
7.如权利要求6所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直板电连接一节点A，该第二垂直板电连接一节点B，该集成电容于该节点A端并无寄生电容产生。
8.一种可具有极性的集成电容，包含有一半导体基底；第一垂直电容柱设于该半导体基底上，该第一垂直电容柱是由多个第一导电块上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；第二垂直电容柱，其与该第一垂直电容柱平行设置于该半导体基底上，该第二垂直电容柱是由多个第二导电块上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；以及一水平导电板，设于该第一垂直电容柱及该第二垂直电容柱之下，且介于该第一垂直电容柱及该第二垂直电容柱与该半导体基底之间；其中该第二垂直电容柱经由至少一第三插塞与该导电板电连接。
9.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该水平导电板由金属所构成。
10.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该水平导电板与该第一垂直电容柱之间藉由一介电层形成电性绝缘。
11.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一导电块及该第二导电块都由金属构成。
12.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直电容柱与该第二垂直电容柱互为电性绝缘。
13.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直电容柱电连接一节点A，该第二垂直电容柱电连接一节点B，该集成电容于该节点B端与该半导体基底构成一寄生电容。
14.如权利要求8所述的可具有极性的集成电容，其特征在于，该第一垂直电容柱电连接一节点A，该第二垂直电容柱电连接一节点B，该集成电容于该节点A端并无寄生电容产生。
15.一种形成具有极性集成电容的方法，包含有提供一半导体基底，包含有第一垂直板，其由多个并列第一导电条上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；及第二垂直板，其由多个并列第二导电条上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；提供一导电板，设于该第一垂直板及该第二垂直板之下，且介于该第一垂直板及该第二垂直板与该半导体基底之间；以及经由至少一第三插塞电连接该第二垂直板与该导电板。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该导电板由金属所构成。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该导电板与该第一垂直板藉由一介电层形成电性绝缘。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该第一垂直板电连接一节点A，该第二垂直板电连接一节点B，该集成电容于该节点B端与该半导体基底构成一寄生电容。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该第一垂直板系电连接一节点A，该第二垂直板电连接一节点B，该集成电容于该节点A端并无寄生电容产生。
20.一种形成具有极性集成电容的方法，包含有提供一半导体基底；提供一导电板于该半导体基底之上，该导电板与该半导体基底电性绝缘；提供多个第一电容金属件与多个第二电容金属件于该导电板上，该多个第一电容金属件与该多个第二电容金属件平行构成一集成电容；使该多个第一电容金属件与该导电板电性绝缘；以及使该多个第二电容金属件与该导电板电性连接。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该电容金属件为垂直电容板，其由多个并列导电条上下经由多个插塞互相电连接所构成。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该电容金属件为垂直电容柱，由多个导电块上下经由多个插塞互相电连接所构成。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该多个第一电容金属件与该多个第二电容金属件形成交错设置的电容结构。
全文摘要
一种可具有极性的集成电容，包含有一半导体基底；第一垂直板设于该半导体基底上，该第一垂直板是由多个并列第一导电条上下经由多个第一插塞互相电连接所构成；第二垂直板，其与该第一垂直板平行设置于该半导体基底上，该第二垂直板是由多个并列第二导电条上下经由多个第二插塞互相电连接所构成；以及一导电板，设于该第一垂直板及该第二垂直板之下，且介于该第一垂直板及该第二垂直板与该半导体基底之间。其中该第一垂直板系经由至少一第三插塞与该导电板电连接。
文档编号H01G9/00GK1467843SQ0212642
公开日2004年1月14日 申请日期2002年7月11日 优先权日2002年7月11日
发明者胡曼君, 郭晋安, 林文忠 申请人:扬智科技股份有限公司