专利名称：叉指状竖直平行电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容器结构，并且具体地涉及具有叉指状导电线的电容器结构及其制造方法。
背景技术：
现有技术的后端工艺(BEOL)金属电容器采用嵌入在介电材料层中的导电线。导电线与形成用于金属互连结构的其他金属线同时被形成为填充介电材料层中的线沟槽的金属线。导电线之间的距离通常是关键尺度，即可以由光刻方法印刷的最小尺度。由于这种BEOL金属电容器在用于形成其他金属互连结构的同一处理步骤中形成，所以这种BEOL 金属电容器可以在不引起附加处理成本的情况下制造。由于金属线之间的相对大的分开距离，这样的BEOL金属电容器需要相对大的面积。当期望这种BEOL金属电容器的面积较小时，无法在不增加将导电线电连接到不同层的导电结构的金属过孔与其附近的其他导电结构之间的电短路的风险的情况下减小导电线的线宽度。具体地，相对于在下部，在上部中的金属过孔倾向于形成为具有较宽的直径，借此增加了金属过孔的面积并且因此当金属过孔位于金属线正下方时增加了电短路的可能性。由于在金属线正下方的金属过孔的存在倾向于使金属线的物理宽度变宽，并且增加金属过孔和邻近导电结构之间的短路的可能性，所以现有技术的BEOL金属电容器面临由金属过孔的存在而引发的成比例缩放方面的限制。
发明内容
提供了一种叉指状结构，其包括至少一个第一金属线；至少一个第二金属线，其与至少一个第一金属线平行并且与其分离；以及第三金属线，其与至少一个第一金属线的端部接触，并且与至少一个第二金属线分离。至少一个第一金属线并不与任何金属过孔竖直接触，而至少一个第二金属线可以与至少一个金属过孔竖直接触。至少一个第一金属线与第三金属线横向接触，第三金属线可以与至少另一个金属过孔竖直接触。至少一个金属线中的每个与至少一个第二金属线中的每个隔开恒定分隔距离，该分隔距离可以是多个平行线的线间隔的关键尺度。至少一个第一金属线中的每个可以具有恒定宽度，该恒定宽度可以是多个平行线的线宽度的关键尺度。叉指状结构的多个层可以竖直堆叠，从而使得并不与金属过孔竖直接触的金属线在竖直相邻层之间可以沿着相同方向而定向，或者竖直相邻层之间沿着相互垂直方向而定向。在叉指状结构的多个层中的至少一个第一金属线与第三金属线构成竖直平行电容器的一个电极，并且在多个层中的至少一个第二金属线和与至少一个第二金属线中的某些横向接触的至少一个第四金属线构成竖直平行电容器的另一个电极。还提供了另一个叉指状结构，其包括多个第一金属线和多个第二金属线，每个金属线不与任何金属过孔竖直接触。多个第一金属线的每个与多个第二金属线横向分隔。多个第一金属线与第三金属线横向接触，并且多个第二金属线与第四金属线横向接触。多个第一金属线的每个与多个第二金属线中的至少一个分隔恒定分隔距离，该距离可以是多个平行线的线间距的关键尺度。多个第一金属线和多个第二金属线的每个可以具有恒定宽度，该宽度可以是多个平行线的线宽度的关键尺度。可以在旋转或者不旋转的情况下横向地复制并且结合叉指状结构的多个实例，以形成叉指状结构的横向阵列。多个叉指状结构可以竖直地堆叠，从而使得在每个层中的第一多个金属线和第二多个金属线可以在竖直相邻层之间沿着相同方向而定向，或者在竖直相邻层之间沿着相互垂直方向而定向。叉指状结构可以横向地和竖直地复制，而某些金属过孔跨多个层连接第三金属线，而其他金属过孔跨多个层连接第四金属过孔。在叉指状结构的多个层中的多个第一金属线与第三金属线构成竖直平行电容器的一个电极，并且在多个层中的多个第二金属线和与第四金属线构成竖直平行电容器的另一个电极。根据本发明的一个方面，提供了一种器件结构，其包括位于衬底上的至少一个介电层；嵌入在至少一个介电层中并且彼此或者相互竖直间隔的多个叉指状结构，多个叉指状结构中的每个包括至少一个第一金属线、至少一个第二金属线、以及至少一个第三金属线；至少一个第一竖直导电过孔，每个具有与至少一个第三金属线中的一个竖直接触的顶表面，和与至少一个第三金属线中的另一个竖直接触的底表面；以及至少一个第二竖直导电过孔，每个具有与至少一个第二金属线中的一个竖直接触的顶表面，和与至少一个第二金属线中的另一个竖直接触的底表面，其中至少一个第一金属线和至少一个第三金属线中的全部均相互阻性连接，并且与至少一个第二金属线电隔离，以及至少一个第二金属线中的全部均彼此或者相互阻性地连接。根据本发明的另一方面，提供了另一种器件结构，其包括位于衬底上的至少一个介电层；嵌入在至少一个介电层中并且彼此或者相互竖直间隔的多个叉指状结构，多个叉指状结构中的每个包括至少一个第一金属线、至少一个第二金属线、第三金属线、以及第四金属线；至少一个第一竖直导电过孔，每个导电过孔具有与第三金属线竖直接触的顶表面， 和与另一个第三金属线竖直接触的底表面；以及至少一个第二竖直导电过孔，每个导电过孔具有与第四金属线竖直接触的顶表面，和与另一个第四金属线竖直接触的底表面，其中至少一个第一金属线和多个第三金属线的全部均相互阻性地连接，并且与至少一个第二金属线电隔离，以及至少一个第二金属线和多个第四金属线的全部均相互阻性地连接。提供了一种形成器件结构的方法，其包括在衬底上形成半导体器件；在衬底上形成至少一个介电层；形成包括至少一个互连层金属线的至少一个金属互连结构；形成一种包括以下项的器件结构嵌入在至少一个介电层中并且彼此或者相互竖直间隔的多个叉指状结构，多个叉指状结构中的每个包括至少一个第一金属线、至少一个第二金属线、以及第三金属线，其中至少一个第一金属线和多个第三金属线的全部均相互阻性地连接，以构成电容器结构的一个电极，并且与至少一个第二金属线电隔离；至少一个第二金属线的全
6部均相互阻性地连接，以构成电容器结构的另一个电极；至少一个第一竖直导电过孔，其电连接到至少一个第一金属线和多个第三金属线；以及至少一个第二竖直导电过孔，其电连接到至少一个第二金属线，其中通过在位于至少一个介电层内的沟槽中沉积金属层并且使其平坦化来同时形成至少一个第一金属线和至少一个互连层金属线中的一个。
图IA和图IB是根据本发明的第一实施例的第一示例性器件结构的分别沿着图IC 和图ID的水平平面A-A’和B-B’的水平截面图。图1C、图ID和图IE是根据本发明的第一实施例的第一示例性器件结构的沿着图 IA和图IB的竖直平面C-C，、D-D，和E-E，的竖直截面图。图2A-图2C是根据本发明的第二实施例的第二示例性器件结构的分别沿着图2D 的水平平面A-A’、B-B’以及C-C’的水平截面图。图2D是根据本发明的第二实施例的第二示例性器件结构的沿着图2A-图2C的竖直平面D-D’获得的竖直截面图。图3A是在根据本发明的第三实施例的第三示例性器件结构中的第三类型叉指状结构中的一个的水平截面图。图;3B是在根据本发明的第三实施例的第三示例性器件结构中的第三类型叉指状结构中的另一个的水平截面图。图4是在根据本发明的第四实施例的第四示例性器件结构中的第四类型叉指状结构的水平截面图。图5是在根据本发明的第五实施例的第五示例性器件结构中的第五类型叉指状结构的水平截面图。
具体实施例方式如上所述，本发明涉及将参照附图描述的具有叉指状导电线的电容器结构以及其制造方法。贯穿全部附图，使用相同参考标记或者字符来指示相似或者相同的元素。为清楚起见，已经省略了对将会不必要地使本发明的主题模糊的已知功能和构成的描述。附图未必按比例绘制。如本文所使用的，当结构性元件与另一结构性元件直接接触或者在该结构性元件与另一结构性元件之间通过至少一个导电元件存在连续导电路径时，该结构性元件“阻性地连接到”另一结构性元件。如果在结构性元件和另一结构性元件之间不存在连续导电路径，则该结构性元件与另一结构性元件“电隔离”。当在结构性元件与另一结构性元件之间没有中介结构性元件并且形成有物理接触时，该结构性元件与另一结构性元件“接触”。当结构性元件与另一结构性元件之间的界面基本上是水平的时，该结构性元件与另一结构性元件“竖直接触”。当结构性元件与另一结构性元件之间的界面基本上是竖直的时，该结构性元件与另一结构性元件“水平接触”。如果结构性元件与另一结构性元件并不直接接触， 则该结构性元件与另一元件“间隔”。叉指状结构是具有至少两个子结构的结构，其中每个子结构包括至少一个横向延伸部分，并且其中相邻子结构的沿横向延伸方向的侧壁彼此邻近。如果在相同类型的成对元件之间不存在相同类型的中介元件，则该对元件为“竖直相邻”类型的。参照图IA-图1E，根据本发明的第一实施例的第一示例性器件结构包括至少一个介电层100、嵌入在该介电层100中的多个叉指状结构、至少一个第一竖直导电过孔以及至少一个第二竖直导电过孔。至少一个介电层100通常形成在衬底上(未示出)，该衬底可以是半导体衬底、绝缘体衬底、导电衬底或者其组合。在至少一个介电层100形成在半导体衬底上的情况中，可以在该半导体衬底上形成至少一个半导体器件。可以采用本领域中已知的诸如介电材料的沉积、介电材料的光刻图形化以及过孔和线沟槽的形成、导电材料的沉积以及平坦化之类的方法在至少一个介电层100中形成包括至少一个互连级金属线(即， 在互连级形成的至少一个金属线)的至少一个金属互连结构。至少一个介电层100是一个或者多个介电层，每个介电层包括介电材料。每个介电材料可以包括基于氧化物的常规介电材料，其具有从约3. 6到约3. 9的介电常数k，或者包括低k介电材料，其具有约3或者更小的介电常数k，优选地小于约2. 8，并且更优选地小于约2. 5。基于氧化物的常规介电材料的非限制性示例包括非掺杂硅酸盐玻璃(USG)、氟硅酸盐玻璃(FSG)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)以及磷硅酸盐玻璃(PSG)。低k介电材料可以是旋转涂覆低k介电材料或者CVD低k介电材料(即，通过化学气相沉积(CVD)沉积的低k 介电材料)。旋转涂覆低k介电材料的一个示例是热固性聚亚芳醚(polyarylene ehter)， 其通常也称为“硅低K”或者“SiLK ”。术语“聚亚芳基”此处指示芳基部分或者惰性取代的芳基部分，它们通过键、稠环、或者诸如氧、硫、砜、亚砜、羟基等之类的惰性连接基团连接在一起。CVD低k介电材料的成分和沉积方法是本领域中已知的。例如，CVD低k介电材料可以是SiCOH介电质，其包含氢化的氧化硅碳材料(SiCOH)的基质，SiCOH包括在共价键合的三维网络中的Si原子、C原子、0原子以及H原子。旋转涂覆低k介电材料和CVD低k介电材料这两者都可以是多孔的，这减小了至少一个介电层100的介电常数。至少一个介电层100可以包括基于氧化物的常规介电材料、旋转涂覆低k介电材料以及CVD低k介电材料的至少两种的堆叠。至少一个介电层100用作本发明的电容器结构的节点电介质。多个叉指状结构嵌入在至少一个介电层100中。每个叉指状结构形成在金属互连结构的线层级处。多个叉指状结构包括至少一个第一类型的叉指状结构，并且可以包括至少一个第二类型的叉指状结构。第一示例性器件结构包括至少两个叉指状结构，这两个叉指状结构位于不同层级处，即在不同竖直位置处，并且通过竖直导电过孔互连。第一示例性器件结构可以包括至少两个第一类型的叉指状结构或者包括至少一个第一类型的叉指状结构和至少一个第二类型的叉指状结构。每个叉指状结构相互或者彼此竖直间隔。每个叉指状结构包括至少一个第一金属线、至少一个第二金属线和至少一个第三金属线。第一类型的叉指状结构包括至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及两个第一类型的第三金属线110。至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及两个第一类型的第三金属线110中的每个可以具有矩形水平横截面区域。在第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的至少一个第一类型第一金属线10中的每个可以相对于相同第一类型的叉指状结构(10，110，20)内的至少一个第一类型第二金属线20中的一个横向间隔恒定距离。至少一个第一类型的第一金属线10中的每个可以具有贯穿的(throughout)(即从第一类型的第一金属线10与至少一个第一类型的第三金属线110中的一个横向接触的一个端部到第一类型的第一金属线10与至少一个第一类型的第三金属线110的另一个横向接触的另一端部)恒定宽度。至少一个第一类型的第一金属线10的每个端部与至少一个第一类型的第三金属线110中的一个横向接触。第一类型的第一金属线10的恒定宽度在此处称作恒定的第一线宽度W，其可以是网状平行线结构的线宽度的关键尺度，即可以由光刻方法印刷的最小尺度。至少一个第一类型的第二金属线20中的每个可以具有贯穿的恒定宽度，该宽度在此处称为恒定的第二线宽度W’，其优选地大于网状平行线结构中的线宽度的关键尺度。 优选地，第二线宽度W’大于第一线宽度W，并且大于连接到第二线的竖直导电过孔的直径。 至少一个第一类型的第一金属线10中的每个可以与至少一个第一类型的第二金属线20中的一个在贯穿第一类型的第一金属线10的长度上隔开恒定的间隔d。恒定的间隔d可以是网状平行线结构中的相邻线之间的间隔的关键尺度。每个第一类型的第二金属线20被至少一个介电层100横向地围绕，并且并不与任何导电结构横向接触。第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的每个第一类型的第二金属线20与第一类型的叉指状结构(10，110，20)内的全部其他元件电隔离。每个第一类型的叉指状结构(10，110，20)包括并不相互接触的两个第一类型的第三金属线110。在每个第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的两个第一类型的第三金属线110是一体构造，即为单个连续件，并且具有相同材料成分。第一类型的叉指状结构 (10，110,20)内的至少一个第一类型的第一金属线10和两个第一类型的第三金属线110中的全部均为一体构造。第一类型的叉指状结构(10，110，20)内的至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及两个第一类型的第三金属线110中的全部可以具有相同材料成分，并且至少包括导电材料，该导电材料可以选自金属和金属化合物。金属和金属化合物的非限制性示例包括W、Cu、Al、WN、TiN、TaN以及它们的组合。优选地，第一类型的叉指状结构(10，110，20)内的至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及至少一个第一类型的第三金属线110中的全部均包括导电材料。全部顶表面以及全部底表面(即，整个顶表面和整个底表面)以及至少一个第一类型的第一金属线10中的每个的成对侧壁表面与至少一个介电层100接触。因此，至少一个第一类型的第一金属线10的、不与第一类型的第三金属线110接触的全部表面均与至少一个介电层100接触。第一类型的叉指状叉指状结构(10，110，20)内的至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及至少一个第一类型的第三金属线110的全部顶表面可以是共面的，即位于相同水平面内。第一类型的叉指状结构(10， 110,20)内的至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20以及至少一个第一类型的第三金属线110的全部底表面可以是共面的。第二类型的叉指状结构包括至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线130以及第二类型的第四金属线140。至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线 130以及第二类型的第四金属线130中的每个可以具有矩形水平横截面区域。第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)中的至少一个第二类型的第一金属线30中的每个相对于同一第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第二金属线40中的一个可以以恒定的距离横向间隔。至少一个第二类型的第一金属线30的每个可以具有贯穿的(S卩，从具有与至少一个介电层100接触的竖直端部表面的一个端部到第二类型的第一金属线30与第二类型的第三金属线130横向接触的另一端部)恒定宽度。至少一个第二类型的第一金属线30的一个端部与第二类型的第三金属线130横向接触。第二类型的第一金属线30的恒定宽度可以是恒定的第一线宽度w，其可以是关键尺度。优选地，第二类型的第一金属线30的恒定宽度与第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的第一类型的第一金属线10的恒定宽度相同。至少一个第二类型的第二金属线40中的每个可以具有贯穿的恒定宽度，该宽度可以是可以恒定的第二线宽度。至少一个第二类型的第一金属线30中的每个可以与至少一个第二类型的第二金属线40中的一个在贯穿第二类型的第一金属线30的长度上隔开恒定的间隔d。恒定的间隔d可以是网状平行线结构中的相邻线之间的间隔的关键尺度。优选地，第二类型的第一金属线30与第二类型的第二金属线40之间的恒定的间隔与第一类型的叉指状结构(10， 110,20)中的第一类型的第一金属线10和第一类型的第二金属线20之间的恒定的间隔相同。每个第二类型的第二金属线40的一个端部与第二类型的第四金属线140横向接触。在第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)中的每个第二类型的第二金属线40阻性地连接到第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的第二类型的第四金属线140。第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第一金属线 30以及第二类型的第三金属线130中的全部均为一体构造。第二类型的叉指状结构(30， 130,40,140)内的至少一个第二类型的第二金属线40以及第二类型的第四金属线140的全部均为一体构造。第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线130以及第二类型的第四金属线140中的全部均可以为相同材料成分，并且至少包括导电材料，该导电材料可以选自金属和金属化合物。金属和金属化合物的非限制性示例包括W、Cu、Al、WN、TiN, TaN及其组合。优选地，第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线130以及第二类型的第四金属线140中的全部均包括导电材料。至少一个第二类型的第一金属线30中的每个的全部顶表面以及全部底表面和成对侧壁表面均与至少一个介电层100接触。因此，至少一个第二类型的第一金属线30的、 不与第二类型的第三金属线130接触的全部表面均与至少一个介电层100接触。第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线130以及第二类型的第四金属线140的全部顶表面可以是共面的，即，位于相同水平平面内。第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)内的至少一个第二类型的第一金属线30、至少一个第二类型的第二金属线40、第二类型的第三金属线130以及第二类型的第四金属线140的全部底表面可以是共面的。至少一个第一竖直导电过孔和至少一个第二竖直导电过孔提供位于相邻竖直层处的叉指状结构的各个元件之间的竖直电连接。至少一个第一竖直导电过孔包括至少一个第一类型的第一竖直导电过孔112和至少一个第二类型的第一竖直导电过孔132。至少一个第二竖直导电过孔包括至少一个第一类型的第二竖直导电过孔22和至少一个第二类型的第二竖直导电过孔42。至少一个第一类型的第一竖直导电过孔112中的每个具有与在一个层中的第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的第一类型的第三金属线110竖直接触的顶表面，以及与在另一层中的另一个第一类型的叉指状结构(10，110，20)的另一个第一类型的第三金属线110竖直接触的底表面。至少一个第二类型的第一竖直导电过孔132中的每个具有与在一个层中的第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的第一类型的第三金属线110竖直接触的顶表面或者底表面，以及与在另一层中的第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)的第二类型的第三金属线130竖直接触的底表面或者顶表面。因此，第一类型的第一竖直导电过孔112与两个第一类型的第三金属线110竖直接触，并且第二类型的第一竖直导电过孔132与第一类型的第三金属线110和第二类型的第三金属线130竖直接触。至少一个第一类型的第二竖直导电过孔22中的每个具有与在一个层中的第一类型的叉指状结构(10，110，20)的第一类型的第二金属线20竖直接触的顶表面，以及具有与在另一层中的另一个第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的另一个第一类型的第二金属线20竖直接触的底表面。至少一个第二类型的第二竖直导电过孔42中的每个具有与在一个层中的第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的第一类型的第二金属线20竖直接触的顶表面或者底表面，以及具有与在另一层中的第二类型的叉指状结构(30，130，40，140) 中的第二类型的第二金属线40竖直接触的底表面或者顶表面。因此，第一类型的第二竖直导电过孔22与两个第一类型的第二金属线20竖直接触，并且第二类型的第二竖直导电过孔42与第一类型的第二金属线20和第二类型的第二金属线40竖直接触。第一示例性器件结构是包括至少一个第一类型的叉指状结构(10，110，20)并且可选的包括至少一个第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)的多个叉指状结构的竖直堆叠。在第一示例性器件结构中的每个叉指状结构通过至少一个第一竖直导电过孔(112， 132)和至少一个第二竖直导电过孔02，42)电连接到至少一个另一叉指状结构。优选地， 第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)中的每个(如果存在的话)位于第一示例性器件结构的最上层和/或最下层。在第一示例性器件结构中，至少一个第一金属线(10，30)的、除了至少一个第二类型的第一金属线30的竖直端部表面之外的全部侧壁表面彼此平行。第一示例性器件结构是电容器结构。至少一个第一金属线(10，30)以及至少一个第三金属线(110，130)中的全部均阻性地连接到彼此，并且与至少一个第二金属线00， 40)电隔离，以及至少一个第二金属线O0，40)中的全部均彼此或者互相电连接。至少一个第一金属线(10，30)以及多个第三金属线(110，130)中的全部构成电容器结构的一个电极。至少一个第二金属线O0，40)以及可选地至少一个第四金属线140的全部电连接到彼此，以构成电容器结构的另一个电极。每个叉指状结构可以与在至少一个介电层100内的相同层中的至少一个互连级金属线同时形成。至少一个互连级金属线可以包括与第一类型的叉指状结构(10，110，20) 形成在相同层的第一类型的互连级线420和与第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)形成在相同层的第二类型的互连级线440。至少一个互连级金属线具有与至少一个第一金属线(10，30)中的一个的顶表面和至少一个第二金属线(20，40)中的一个的顶表面共面的顶表面。包括至少一个互连级金属线的金属互连结构可以阻性地连接到在衬底上的半导体器件，在该衬底上形成有至少一个介电层100。可以通过在位于至少一个介电层100内的沟槽中沉积金属层并且使其平坦化而与第一类型的叉指状结构(10，110，20)或者第二类型的叉指状结构(30，130，40，140)的形成同时形成至少一个互连级金属线020，440)中的每个。每个互连金属过孔(422，442)可以与在相同层中的第一类型的导电过孔(112,2 的形成或者与在相同层中的第二类型的导电过孔(132，42)的形成同时形成。参照图2A-图2D，与在第一实施例中一样，根据本发明的第二实施例的第二示例性器件结构包括至少一个介电层100、嵌入在该介电层100中的多个叉指状结构、至少一个第一竖直导电过孔(112，132)、以及至少一个第二竖直导电过孔02，42)。与在第一实施例中一样，多个叉指状结构嵌入在至少一个介电层100中。此外， 与在第一实施例中一样，每个叉指状结构形成在金属互连结构的线层处。第二示例性器件结构包括位于不同层处并且通过竖直导电过孔互连的至少两个第一类型的叉指状结构，并且可以可选地包括至少一个第二类型的叉指状结构。每个叉指状结构彼此或者互相竖直间隔。每个叉指状结构包括至少一个第一金属线、至少一个第二金属线和第三金属线。第一类型的叉指状结构包括至少一个第一类型的第一金属线10、至少一个第一类型的第二金属线20、以及第一类型的第三金属线110。与在第一实施例中一样，至少一个第一类型的第一金属线10以及至少一个第一类型的第二金属线20具有相同的结构和成分特性。与在第一实施例中一样，每个第一类型的第三金属线110具有相同的成分特性。在每个第一类型的叉指状结构(10，110，20)内，第三金属线110位于第一类型的叉指状结构(10，110，20)的外围处，并且横向地包围第一类型的叉指状结构(10，110，20) 内的至少一个第一类型的第一金属线10以及至少一个第一类型的第二金属线20。第一类型的第三金属线110可以具有或者可以不具有相等的长度和宽度，S卩，第一类型的第三金属线110的一对平行外侧壁的长度可以与第一类型的第三金属线110的另一对平行外侧壁的长度相同或者不相同。第一类型的第三金属线110(除了与第一类型的第三金属线110横向接触的至少一个第一类型的第一金属线10之外)为一体构造，并且拓扑上与环面同胚， 即为环形的。至少一个第一类型的第一金属线10的每个在两个位置处与第一类型的第三金属线110横向接触。至少一个第一类型的第二金属线20的每个不与任何导电结构横向接触。在第二示例性器件结构中，第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的每个竖直相邻对在至少一个第一类型的第一金属线10以及至少一个第一类型的第二金属线20的长度方向上具有不同的定向。具体地，在第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的至少一个第一类型的第一金属线10具有与竖直相邻的第一类型的叉指状结构(10，110，20)中的至少一个第一类型的第一金属线10的侧壁表面正交的侧壁表面。如果在成对的第一类型的叉指状结构(10，110，20)之间不存在中介叉指状结构，则该成对的第一类型的叉指状结构 (10,110,20) “竖直地相邻”。因此，在通过第一类型的竖直导电过孔(112,2 互连的第一类型的叉指状结构(10，110，20)的竖直堆叠中，至少一个第一类型的第一金属线10的平面的定向跨每对竖直相邻的第一类型的叉指状结构(10，110，20)在两个定向上交替。可
12选地，与在第一实施例中一样具有相同结构和成分特性的至少一个第二类型的叉指状结构 (30，130，40，140)可以连接到顶层第一类型的叉指状结构(10，110，20)和/或底层第一类型的叉指状结构(10，110，20)。至少一个第一类型的第一金属线10的平面的这种交替定向增加了电容器结构的第一电极与第二电极之间的层间电容性耦合。第一电极包括至少一个第一金属线(10，30)、 多个第三金属线(110，130)以及至少一个第一竖直导电过孔(112，132)中的全部。第二电极包括至少一个第二金属线00，40)、至少一个第一类型的第二竖直导电过孔22、至少一个第二类型的竖直导电过孔42、以及可选地至少一个第四金属线140中的全部。参照图3A和图3B，示出了包括多个第三类型的叉指状结构的第三示例性器件结构。第三示例性器件结构包括位于衬底(未示出)上的至少一个介电层100、嵌入在至少一个介电层100并且彼此或者相互竖直间隔的多个第三类型的叉指状结构、至少一个第一竖直导电过孔312、以及至少一个第二竖直导电过孔322。第三类型的叉指状结构包括至少一个第三类型的第一金属线50、至少一个第三类型的第二金属线60、以及第三类型的第三金属线310和第三类型的第四金属线320。至少一个第三类型的第一金属线50以及至少一个第三类型的第二金属线60中的每个可以具有矩形的水平横截面区域。第三类型的第三金属线310以及第三类型的第四金属线320可以具有与L形的水平横截面区域。在第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)中的至少一个第三类型的第一金属线50中的每个可以相对于同一第三类型的叉指状结构(50，310，60， 320)中的一个的至少一个第三类型的第二金属线60中的一个横向地间隔恒定的距离d。至少一个第三类型的第一金属线50中的每个可以具有贯穿的(S卩，从具有与至少一个介电层100接触的竖直端部表面的一个端部到第三类型的第一金属线50与第三类型的第三金属线310横向接触的另一端部)恒定宽度。至少一个第三类型的第一金属线50 的一个端部与第三类型的第三金属线310横向接触。第三类型的第一金属线50的恒定的宽度在此处称为恒定的第一线宽度w，其可以是网状平行线结构的线宽度的关键尺度，即可以由光刻方法印刷的最小尺度。至少一个第三类型的第二金属线60中的每个可以具有贯穿的(S卩，从具有与至少一个介电层100接触的竖直端部表面的一个端部到第三类型的第二金属线60与第三类型的第四金属线320横向接触的另一端部)恒定宽度。至少一个第三类型的第二金属线60 的一个端部与第三类型的第四金属线320横向接触。第三类型的第二金属线60的恒定宽度此处称为恒定的第二线宽度，其可以与第一线宽度w相同也可以不相同。优选地，恒定的第一线宽度w与恒定的第二线宽度相同，并且其是网状平行线结构的线宽度的关键尺度。至少一个第三类型的第一金属线50中的每个可以相对于至少一个第三类型的第二金属线60中的一个在贯穿第三类型的第一金属线50的长度上横向地间隔恒定的间隔d。 恒定的间隔d可以是网状平行线结构中的相邻线之间的间隔的关键尺度。第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的至少一个第三类型的第一金属线 50以及第三类型的第三金属线310中的全部为一体构造。在第三类型的叉指状结构(50， 310，60，320)内的至少一个第三类型的第二金属线60以及第三类型的第四金属线320的全部为一体构造。第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的至少一个第三类型的第一金属线50、至少一个第三类型的第二金属线60、第三类型的第三金属线310、以及第三类型的第四金属线320中的全部可以具有相同材料成分，该材料至少包括导电材料，该导电材料可以选自金属和金属化合物。金属以及金属化合物的非限制示例包括W、Cu、Al、WN、TiN, TaN以及它们的组合。优选地，第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的至少一个第三类型的第一金属线50、至少一个第三类型的第二金属线60、第三类型的第三金属线310、以及第三类型的第四金属线320中的全部均包括导电材料。至少一个第三类型的第一金属线50中的每个的全部顶表面以及全部底表面(即， 整个顶表面以及整个底表面)以及每对侧壁表面均与至少一个介电层100接触。因此，至少一个第三类型的第一金属线50的、不与第三类型的第三金属线310接触的全部表面均与至少一个介电层100接触。类似的，至少一个第三类型的第二金属线60的、不与第三类型的第四金属线320接触的全部表面均与至少一个介电层100接触。在第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的至少一个第三类型的第一金属线50、至少一个第三类型第二金属线60、第三类型的第三金属线310、以及第三类型的第四金属线320的全部顶表面可以是共面的，即位于同一水平面内。在第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的至少一个第三类型的第一金属线50、至少一个第三类型的第二金属线60、第三类型的第三金属线310、 以及第三类型的第四金属线320的全部底表面可以是共面的。第三示例性器件结构包括位于不同层处并且通过竖直导电过孔互连的至少两个第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)。每个第三类型的叉指状结构(50，310，60，320) 彼此或者相互竖直地间隔。第三类型的竖直导电过孔包括至少一个第三类型的第一竖直导电过孔312以及至少一个第三类型的第二竖直导电过孔322。每个第三类型的第一导电过孔312在上方具有与第三类型的第三金属线310竖直接触的顶表面和在下方具有与另一第三类型的第三金属线310竖直接触的底表面。每个第三类型的第二导电过孔322在上方具有与第三类型的第四金属线320竖直接触的顶表面以及在下方具有与另一第三类型的第四金属线320竖直接触的底表面。在第三示例性器件结构中，第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)中的每个竖直相邻对在至少一个第三类型的第一金属线50以及至少一个第三类型的第二金属线60的长度方向上具有不同的定向。具体地，在第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)中的至少一个第三类型的第一金属线50具有侧壁表面，这些侧壁表面与同一第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)内的间隔d的方向垂直，并且与在竖直相邻的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)中的至少一个第三类型的第一金属线50的侧壁表面正交。如果在成对第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)之间没有中介叉指状结构，则该成对第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)“竖直相邻”。因此，在通过第三类型的竖直导电过孔(312， 322)互连的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的竖直堆叠中，至少一个第三类型的第一金属线50的平面的定向跨每对竖直相邻第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)在两个定向之间交替。至少一个第三类型的第一金属线50的平面的这种交替定向增加了电容器结构的第一电极和第二电极之间的层间电容性耦合。第一电极包括第三类型的第一金属线50中的全部、第三类型的第三金属线310中的全部、以及至少一个第三类型的第一竖直导电过孔312中的全部，它们阻性地彼此连接。 第二电极包括至少一个第三类型的第二金属线60中的全部、第三类型的第四金属线320中的全部、以及至少一个第三类型的第二竖直导电过孔322中的全部，它们阻性地彼此连接。与在先前实施例中一样，尽管这些结构并未在图3A和图;3B中明确示出，仍可以在第三示例性器件中形成至少一个互连级金属线(420，440)和互连金属过孔022，442)。可以通过在位于至少一个介电层100内的沟槽中沉积金属层并且使其平坦化而与第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的形成同时形成至少一个互连级金属线(420，440)中的每个。每个互连金属过孔(422,44 可以与在同一层中的第三类型的导电过孔(312，322)的形成同时形成。在此明确地考虑了在其中第三示例性器件结构的多个实例在多个第三类型的第三金属线310和/或多个第三类型的第四金属线320之间横向地复制而没有直接接触的实施例。参照图4，示出了第四类型的叉指状结构。多个第四类型的叉指状结构可以被竖直堆叠以形成根据本发明的第四实施例的第四示例性器件结构。第四类型的叉指状结构可以通过横向地复制本发明的第三实施例的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个实例，同时在第三类型的第三金属线310和/或多个第三类型的第四金属线320之间提供直接接触来形成。并入到第四类型的叉指状结构(50， 310，，60，320，)中的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的某些实例可以相对于第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的另一实例旋转90度。在该情况中，第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)内的多个第三类型的第一金属线50中的一个的侧壁表面(此处称为“第一侧壁表面”)与第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )内的多个第三类型的第一金属线50的另一个的一些其他侧壁表面(此处称为“第二侧壁表面”)正交。在一些情况中，第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)可以包括多个实例的单位单元U， 该单位单元U包括第三实施例的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的全部元素。该单位单元U可以利用围绕衬底的表面法线转动90度的整数倍来复制，该表面法线是与衬底垂直的竖直轴线，即与图4的平面垂直的方向。多个第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个第三类型的第三金属线310 被并入第四类型的第三金属线310’。类似地，多个第三类型的叉指状结构(50，310，60， 320)的多个第三类型的第四金属线320被并入第四类型的第四金属线320’。例如，在第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )中的第四类型的第三金属线310’可以位于第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的外围处，并且横向地包围多个第三类型的第一金属线50、多个第三类型的第二金属线60、以及第四类型的第四金属线320’。第四类型的第三金属线310’ (除了多个第三类型的第一金属线50之外)是一体构造，并且在拓扑上与环面同胚。第四类型的第四金属线320’可以具有十字形状，并且为一体构造。第四类型的叉指状结构(50，310，，60，320，)的多个第三类型的第一金属线50可以与第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的至少一个第三类型的第一金属线50具有相同的结构和成分特性。第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的多个第三类型的第二金属线60可以与第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的至少一个第三类型的第二金属线60具有相同的结构和成分特性。第四示例性器件结构包括位于衬底(未示出)上的至少一个介电层100、嵌入在至少一个介电层100中并且彼此或者互相竖直地间隔的多个第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)、多个第三类型的第一竖直导电过孔312、以及多个第三类型的第二竖直导电过孔322。与在第三实施例中一样，每个第三类型的第一竖直导电过孔312具有与在一个层中的第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )的第四类型的第三金属线310’竖直接触的顶表面，以及具有与在另一层中的另一个第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ ) 的另一个第四类型的第三金属线310’竖直接触的底表面。类似地，每个第三类型的第二竖直导电过孔322具有与在一个层中的第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的第四类型的第三金属线310’竖直接触的顶表面，以及具有与在另一层中的另一个第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )的另一个第四类型的第三金属线310’竖直接触的底表面。位于第四示例性器件结构内的不同层中的第四类型的叉指状结构(50，310’，60， 320’)可以具有相同设计，也可以具有不同设计。在一个情况中，在第四示例性器件结构内的全部第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )均竖直地复制，而不旋转单个第四类型的叉指状结构(50，310，，60，320，)。在另一情况中，具有第三类型的第一金属线50的第一对平行侧壁表面的第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )的区域与另一个第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的如下区域竖直地重叠(即在从上到下视图中重叠)，该区域具有另一个第三类型的第一金属线50的与第一对侧壁表面正交的第二对平行侧壁表面。在优选实施例中，第四示例性器件结构包括多个第四类型的叉指状结构(50，310’，60， 320’)的竖直堆叠，从而使得至少一个第三类型的第一金属线50的侧壁表面的平面的定向跨每对竖直相邻的第四类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)在两个定向之间交替。该实施例通过增加层间电容性耦合而增加了作为电容器结构的第四示例性器件结构的电容。与第三实施例相比，采用第四类型的叉指状结构的堆叠的第四示例性结构提供了电容的高频行为的改善，即在高频时电容下降较少，这是由于以下两个原因。第一，相对于第三实施例的第三类型的第三金属线310以及第三类型的第四金属线320的体积，在作为电容器的第四示例性结构的高频操作期间的电流在更多金属体积上分布，该金属体积包括第四类型的第三金属线310’以及第四类型的第四金属线320’。第二，相对于具有相当电容的第三示例性结构，在第四示例性结构中的第三类型的第一金属线50和第三类型的第二金属线60的尺寸可以减小，这是由于第三类型的第一金属线50和第三类型的第二金属线 60中的每个的尺寸可以被设置成生成总电容的更少部分。例如，如果第四示例性结构包括四个第三示例性结构的等同物，则由第四示例性结构中的第三类型的第一金属线50和第三类型的第二金属线60所表示的叉指中的每个将具有近似为具有等同低频电容的第三示例性结构的叉指的长度的1/2。在第四示例性结构的配置中的叉指的长度的减小导致了第四示例性结构中的叉指的总电阻的减小，并且因此与具有相当低频电容的第三示例性结构相比导致第四示例性结构的高频特性的改善。参照图5，示出了第五类型的叉指状结构。多个第五类型的叉指状结构可以被竖直地堆叠，以形成根据本发明的第五实施例的第五示例性器件结构。第五类型的叉指状结构可以通过如下方式形成横向地复制本发明的第三实施例的第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个实例，同时与在第四实施例中一样，在多个第三类型的第三金属线310和/或多个第三类型的第四金属线320之间提供直接接触。并入到第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )中的第三类型的叉指状结构(50， 310,60,320)的全部实例具有相同定向或者具有镜像对称性。与第四实施例形成对比的是，在第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的实例之间并未采用90度旋转。在第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)内的多个第三类型的第一金属线50的全部侧壁表面均相互平行。由于多个第三类型的第二金属线60的侧壁表面与第三类型的第一金属线50的最近的侧壁表面平行，所以在第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)内的多个第三类型的第一金属线50的全部侧壁表面与多个第三类型的第二金属线60的全部侧壁表面彼此平行。在一些情况中，第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )可以包括单位单元U 的多个实例。单位单元U的这种多个实例可以是单位单元在不旋转的情况下的复制。可选地，单位单元U的复制实例可以相对于单位单元U具有镜面对称性。多个第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个第三类型的第三金属线310 被并入第四类型的第三金属线310’。类似地，多个第三类型的叉指状结构(50，310，60， 320)的多个第三类型的第四金属线320被并入第四类型的第四金属线320’。例如，第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )中的第四类型的第三金属线310’可以位于第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的外围处，并且横向地包围多个第三类型的第一金属线 50、多个第三类型的第二金属线60、以及第四类型的第四金属线320’。第五类型的第三金属线310(除了多个第三类型的第一金属线50)为一体构造，并且在拓扑上与环面同胚。第四类型的第四金属线320’可以具有十字形状，并且为一体构造。第五类型的叉指状结构(50，310，，60，320，)的多个第三类型的第一金属线50可以与第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个第三类型的第一金属线50具有相同的结构和成分特性。第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的多个第三类型的第二金属线60可以与第三类型的叉指状结构(50，310，60，320)的多个第三类型的第二金属线60 具有相同的结构和成分特性。第五示例性器件结构包括定位在衬底(未示出)上的至少一个介电层100、嵌入在至少一个介电层100中并且彼此或者相互竖直间隔的多个第五类型的叉指状结构(50， 310’，60，320’)、多个第三类型的第一竖直导电过孔312、多个第三类型的第二竖直导电过孔322。与在第四实施例一样，每个第三类型的第一竖直导电过孔312具有与在一个层中的第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )中的第四类型的第三金属线310’竖直接触的顶表面，以及具有与在另一层中的另一个第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的另一个第四类型的第三金属线310’竖直接触的底表面。类似地，每个第三类型的第二竖直导电过孔322具有与在一个层中的第五类型叉指状结构(50，310’，60，320’)的第四类型的第四金属线320’竖直接触的顶表面，以及具有与在另一层中的另一个第五类型的叉指状结构 (50,310',60,320')中的另一个第四类型的第四金属线320’竖直接触的底表面。位于第五示例性器件结构内的不同层处的第五类型的叉指状结构(50，310’，60， 320’)可以具有相同设计，或者可以不具有相同设计。在一个情况中，在第五示例性器件结构内的全部第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )均竖直复制，而不旋转单个第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)。在另一情况中，具有第三类型的第一金属线50的第一对平行侧壁表面的第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )的区域与另一个第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’)的如下区域竖直地重叠(即在从上到下视图中重叠)， 该区域具有另一个第三类型的第一金属线50的与第一对侧壁表面正交的第二对平行侧壁表面。在优选实施例中，第五示例性器件结构包括多个第五类型的叉指状结构(50，310’， 60,320')的竖直堆叠，从而使得至少一个第三类型的第一金属线50的侧壁表面的平面的定向跨每对竖直相邻的第五类型的叉指状结构(50，310’，60，320’ )在两个定向之间交替。 该实施例通过增加层间电容性耦合而增加了作为电容器结构的第五示例性器件结构的电容。与针对第四示例性结构的理由一样，与第三示例性结构相比，采用第五类型的叉指状结构的堆叠的第五示例性结构提供了电容的高频行为的改善。尽管已经在具体实施例方面描述了本发明，但是很明显，鉴于前述描述，各种修改、变更和变型对于本领域技术人员来说将是明显的。因此，本发明旨在涵盖落入本发明和以下权利要求范围内的这种修改、变更和变型。本发明在半导体器件的领域，并且更具体地在这种器件中形成竖直平行电容器的结构和方法中有用。
权利要求
1.一种器件结构，包括位于衬底上的至少一个介电层(100)；嵌入在所述至少一个介电层中的多个叉指状结构，其中所述多个叉指状结构相互竖直间隔，并且所述多个叉指状结构中的每个包括至少一个第一金属线(10)、至少一个第二金属线(20)、以及至少一个第三金属线(110)；至少一个第一竖直导电过孔(112)，其具有与所述至少一个第三金属线(110)中的一个竖直接触的顶表面，和与所述至少一个第三金属线(110)中的另一个竖直接触的底表面；以及至少一个第二竖直导电过孔(22)，其具有与所述至少一个第二金属线00)中的一个竖直接触的顶表面，和与所述至少一个第二金属线00)中的另一个竖直接触的底表面，其中所述至少一个第一金属线(10)与所述至少一个第三金属线(110)中的全部均相互阻性地连接，并且与所述至少一个第二金属线00)电隔离，以及所述至少一个第二金属线00)中的全部均彼此或者相互阻性地连接。
2.根据权利要求1所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(10)中的每个相对于所述至少一个第二金属线00)中的一个横向间隔恒定间隔d(图1A)。
3.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(10)中的每个具有贯穿的第一恒定宽度(图1A)。
4.根据权利要求3所述的器件结构，其中所述至少一个第二金属线00)中的每个具有贯穿的第二恒定宽度(图1A)，并且其中所述至少一个第一金属线(10)中的每个的侧壁整体相对于所述至少一个第二金属线00)中的一个的侧壁横向贯穿地间隔所述恒定间隔。
5.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(10)中的每个端部与所述至少一个第三金属线(110)中的一个横向接触。
6.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(10)中的每个的全部顶表面和全部底表面以及成对侧壁表面与所述至少一个介电层(100)接触。
7.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述多个叉指状结构中的一个的至少一个第一金属线(10)具有与所述多个叉指状结构中的另一个中的至少一个第一金属线的侧壁表面正交的侧壁表面。
8.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(10)的全部侧壁表面相互平行。
9.根据权利要求2所述的器件结构，其中所述多个叉指状结构中的一个包括第三金属线(110)中的彼此不接触的两个。
10.根据权利要求2所述的器件结构，其中在所述多个叉指状结构的一个中的至少一个第三金属线(110)的全部均为一体构造并且具有相同材料成分。
11.根据权利要求1所述的器件结构，其中在所述多个叉指状结构中的一个内的至少一个第一金属线(10)和所述至少一个第三金属线(110)的全部均相互连续，并且具有相同材料成分(图2B)。
12.根据权利要求1所述的器件结构，还包括位于所述衬底上的半导体器件；以及金属互连结构，包括至少另一个金属线，其具有与所述至少一个金属线中的一个的顶表面共面的顶表面，其中所述金属互连结构阻性地连接到所述半导体器件。
13.一种器件结构，包括位于衬底上的至少一个介电层(100)；嵌入在所述至少一个介电层(100)中的多个叉指状结构，其中所述多个叉指状结构相互竖直间隔，并且所述多个叉指状结构中的每个包括至少一个第一金属线(50)、至少一个第二金属线(60)、第三金属线(310)以及第四金属线(320)；至少一个第一竖直导电过孔(312)，每个具有与第三金属线(310)竖直接触的顶表面， 和与另一个第三金属线(310)竖直接触的底表面；以及至少一个第二竖直导电过孔(322)，每个具有与第四金属线(320)竖直接触的顶表面， 和与另一个第四金属线(320)竖直接触的底表面，其中所述至少一个第一金属线(50)与所述多个第三金属线(310)中的全部均相互阻性地连接，并且与所述至少一个第二金属线(60)电隔离，以及所述至少一个第二金属线 (60)与所述多个第四金属线(320)中的全部均相互阻性地连接。
14.根据权利要求13所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(50)中的每个相对于所述至少一个第二金属线(60)中的一个横向间隔恒定间隔。
15.根据权利要求14所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(50)中的每个具有贯穿的第一恒定宽度。
16.根据权利要求14所述的器件结构，其中所述至少一个第二金属线(60)中的每个具有贯穿的第二恒定宽度，并且其中所述至少一个第一金属线(50)中的每个的侧壁整体相对于所述至少一个第二金属线(60)的一个的侧壁贯穿地横向间隔所述恒定间隔。
17.根据权利要求14所述的器件结构，其中在叉指状结构中的所述至少一个第一金属线(50)中的每个的端部与在所述叉指状结构中的第三金属线(310)横向接触，以及在所述叉指状结构中的所述至少一个第二金属线(60)中的每个的端部与在所述叉指状结构中的第四金属线(320)横向接触。
18.根据权利要求14所述的器件结构，其中所述至少一个第一金属线(50)中的每个的整体顶表面和整体底表面以及成对平行侧壁表面以及竖直端部表面与所述至少一个介电层接触，以及所述至少一个第二金属线(60)中的每个的全部顶表面和全部底表面以及成对平行侧壁表面和竖直端部表面与所述至少一个介电层接触。
19.根据权利要求14所述的器件结构，其中所述多个叉指状结构中的一个中的至少一个第一金属线(50)具有与所述多个叉指状结构中的另一个中的至少一个第一金属线(50) 的侧壁表面正交的侧壁表面，其中所述多个叉指状结构的所述一个相对于所述多个叉指状结构中的所述另一个竖直间隔。
20.根据权利要求14所述的器件结构，其中在所述多个叉指状结构中的一个内的所述至少一个第一金属线(50)的全部侧壁表面和所述至少一个第二金属线(60)的全部侧壁表面相互平行。
21.根据权利要求14所述的器件结构，其中叉指状结构内的所述至少一个第一金属线 (50)中的一个的第一侧壁表面与所述叉指状结构内的所述至少一个第一金属线(50)的另一个的第二侧壁表面正交。
22.根据权利要求14所述的器件结构，其中所述多个叉指状结构的一个中的第三金属线(310’ )位于所述多个叉指状结构的所述一个的外围上，并且横向地包围所述至少一个第一金属线、所述至少一个第二金属线、以及所述第四金属线。
23.根据权利要求13所述的器件结构，其中在所述多个叉指状结构中的一个内的所述至少一个第一金属线(50)和所述第三金属线(310)中的全部均为一体构造并且具有相同材料成分，以及在所述多个叉指状结构的所述一个内的所述至少一个第二金属线(60)和所述第四金属线(320)中的全部均为一体构造并且具有相同材料成分。
24.根据权利要求13所述的器件结构，还包括位于所述衬底上的半导体器件；以及金属互连结构，包括至少另一个金属线，其具有与所述至少一个第一金属线中的一个的顶表面共面的顶表面，其中所述金属互连结构阻性地连接到所述半导体器件。
25.一种用于形成器件结构的方法，包括在衬底上形成半导体器件；在所述衬底上形成至少一个介电层(100)；形成包括至少一个互连层金属线的至少一个金属互连结构；形成包括以下项的器件结构嵌入在所述至少一个介电层中的多个叉指状结构，其中所述多个叉指状结构相互竖直间隔，并且所述多个叉指状结构的每个包括至少一个第一金属线(10)、至少一个第二金属线(20)、第三金属线(110)，其中所述至少一个第一金属线(10)以及所述多个第三金属线 (110)中的全部均相互阻性地连接，以构成电容器结构的一个电极，并且所述至少一个第一金属线(10)以及所述多个第三金属线(110)中的全部相对于所述至少一个第二金属线 (20)电隔离，并且所述至少一个第二金属线00)中的全部均相互阻性地连接，以构成所述电容器结构的另一个电极；至少一个第一竖直导电过孔(112)，其电连接到所述至少一个第一金属线和所述多个第三金属线；以及至少一个第二竖直导电过孔02)，其电连接到所述至少一个第二金属线，其中通过在位于所述至少一个介电层内的沟槽中沉积金属层并且使其平坦化来同时形成所述至少一个第一金属线和所述至少一个互连层金属线中的一个。
全文摘要
一种叉指状结构，其可以包括至少一个第一金属线；至少一个第二金属线，其与至少一个第一金属线平行并且与其分离；以及第三金属线，其与至少一个第一金属线的端部接触，并且与至少一个第二金属线分离。至少一个第一金属线并不与任何金属过孔竖直接触，而至少一个第二金属线可以与至少一个金属过孔竖直接触。多层的叉指状结构可以竖直地堆叠。备选地，叉指状结构可以包括多个第一金属线、多个第二金属线，每个金属线并不与任何金属过孔垂直接触。可以在旋转或者不旋转的情况下，使叉指状结构的多个实例横向地复制和结合，和/或竖直堆叠以形成电容器。
文档编号H01L21/3205GK102473710SQ201080036668
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年8月27日
发明者D·D·库尔博, E·E·亨, R·A·小布思, 何忠祥 申请人:国际商业机器公司