專利名稱：多層叉合金屬電容結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種多層叉合(Interdigitated)金屬電容結構，特別是有關于一種相鄰層的電極彼此垂直的多層叉合金屬電容結構。
背景技術：
隨著集成電路的積集度持續(xù)提升的同時，使得廣泛應用在集成電路上的被動組件，例如電容器等，也隨之不斷地朝提升積集度的趨勢發(fā)展。因應此一趨勢，目前已發(fā)展出一種由數層金屬堆棧而成的多層叉合電容結構。由于，此種多層叉合電容結構可由多層金屬電極堆棧而成，因此具有較高的積集度，使得單位面積具有較高的電容密度。此外，由于此種多層叉合電容結構在制作上可使用現有光罩與制程步驟，因此可降低制程成本。
請參照圖1，圖1是繪示現有技術多層叉合金屬電容結構的俯視示意圖。由于，目前的多層叉合金屬電容結構的每一層的梳狀結構均互相平行且上下堆棧，因此在圖1中的多層叉合金屬電容結構上視圖可代表最上層的叉合金屬電容結構的上視圖，亦可代表每一層叉合金屬電容結構的上視圖。此層叉合金屬電容結構主要是由電極104與電極112所構成，其中電極112為正極，而電極104為負極。電極104包括柄部100與多個梳狀部102，其中這些梳狀部102彼此平行且相隔一定距離并接合于柄部100的一邊上。同樣地，電極112也是由柄部108與多個梳狀部110所構成，其中這些梳狀部110互相平行且彼此之間相隔一定距離而接合于柄部108的一邊上。
此外，電極104的柄部100的下方更具有多個介層窗(Via)106位于兩層電容結構之間的介電材料層(未繪示)中，用以電性連接電極104與其正下方的同極性電極(請參見圖2，僅繪示其中的梳狀部118)。且，電極112的柄部108的下方亦具有多個介層窗114位于兩層電容結構之間的介電材料層，用以電性連接電極112與其正下方的同極性電極(請參見圖2，僅繪示其中的梳狀部116)。電極104的梳狀部102與電極112的梳狀部110相互叉合，而使梳狀部102與梳狀部110交錯排列。另外，電極104與電極112之間更填充有介電材料(未繪示)，而電極104、電極112、以及介于電極104與電極112之間的介電材料則構成一層叉合電容結構。
接著，請參照圖2，圖2是繪示沿圖1的多層叉合金屬電容結構的I-I剖面線所獲得的剖面示意圖，其中為了清楚表示電極的堆棧方式，并未繪示出兩層電極之間的介電材料層。由于同極性的電極的梳狀部互相平行且上下堆棧，因此最上層的電極112的梳狀部110以及電極104的梳狀部102分別堆棧在其下一層的電極的梳狀部116以及梳狀部118上，而梳狀部116以及梳狀部118則分別堆棧在其下一層的電極的梳狀部120以及梳狀部122上。
由于每一層叉合電容的梳狀結構電極均需互相平行堆棧，于是在制作上相當容易因制程誤差而導致電極位置產生偏移，因此制程窗(Process Window)會縮小，且制程困難度亦會大幅提高。而電極位置的偏移不僅會導致層與層之間的電容值產生變化，更會影響整個電容結構的總電容值。

發(fā)明內容
鑒于上述現有技術多層叉合金屬電容結構中，任兩相鄰層中的金屬電極的梳狀結構必須平行且疊合，如此一來，極易在制作過程中發(fā)生對準誤差，而導致層與層之間的電容值產生變化，進而影響總電容值。
因此，本實用新型的主要目的的一就是在提供一種多層叉合金屬電容結構，其任兩相鄰層的電極的梳狀結構互相垂直，而可不用如同現有技術技術般需使每一層皆準確對準。故，不僅制程簡單易于實施，且具有較廣的制程窗。
本實用新型的再一目的就是在提供一種上下兩相鄰層的電極梳狀結構互相垂直的多層叉合金屬電容結構，可有效改善對準誤差問題。因此，可降低因上下層電極對準誤差所造成的電容值變化。
根據以上所述的目的，本實用新型更提供了一種多層叉合金屬電容結構，至少包括多個奇數層；多個偶數層分別位于每二個奇數層之間，其中每一個奇數層與每一個偶數層均至少包括一第一型電極以及一第二型電極，且此第一型電極以及第二型電極均至少包括一第一部分以及相互平行的多個第二部分，這些第二部分相隔一預設距離分別接合在第一部分的一邊上，而第一型電極的這些第二部分與第二型電極的第二部分互相平行叉合，且每一個偶數層的第一型電極與第二型電極的第二部分垂直于每一個奇數層的第一型電極與第二型電極的第二部分；多個介層窗分別位于相鄰的奇數層與偶數層之間，用以分別電性連接每一個奇數層的第一型電極與每一個偶數層的第一型電極，以及每一個奇數層的第二型電極與每一個偶數層的第二型電極；以及多個介電層分別位于每一個奇數層的第一型電極與第二型電極之間、每一個偶數層的第一型電極與第二型電極之間、以及相鄰的奇數層與偶數層之間。
由于，奇數層的第一型電極與第二型電極的相互平行的第二部分與偶數層的第一型電極與第二型電極的相互平行的第二部分垂直，因此，不僅具有較大的制程窗，更可獲得較穩(wěn)定的電容值。


圖1是繪示現有技術多層叉合金屬電容結構的俯視示意圖；圖2是繪示沿圖1的多層叉合金屬電容結構的I-I剖面線所獲得的剖面示意圖；圖3是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構的透視圖，其中為了清楚說明僅繪示此多層叉合金屬電容結構的其中兩層電容結構，且并未繪示兩層電容結構間的介電層；圖4是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構奇數層的俯視示意圖；圖5是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構偶數層的俯視示意圖；圖6是繪示沿圖3的多層叉合金屬電容結構的II-II剖面線所獲得的剖面示意圖。
具體實施方式
本實用新型揭露一種多層叉合金屬電容結構，其兩相鄰層的金屬電容的梳狀結構互相垂直，因此可獲得較大的制程窗，并可降低整體電容值的變化。為了使本實用新型的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖3至圖6的圖標。
請參照圖3，圖3是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構的透視圖，其中為了清楚說明僅繪示此多層叉合金屬電容結構的其中兩層電容結構，且并未繪示兩層電容結構間的介電層。且請一并參照圖4以及圖5，其中圖4是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構奇數層的俯視示意圖，圖5是繪示本實用新型的一較佳實施例的多層叉合金屬電容結構偶數層的俯視示意圖。在奇數層216中，至少包括電極204以及電極212。其中，電極204至少包括柄部200以及多個互相平行的梳狀部202。此外，柄部200呈L型，且是由分別與梳狀部202垂直以及平行的兩部分所接合而成。而這些梳狀部202以一預設距離的間隔接合于柄部200的其中一部分的一邊上。相同地，電極212至少包括柄部208以及多個互相平行的梳狀部210。其中，柄部208呈L型，且是由分別與梳狀部210垂直以及平行的兩部分所接合而成。而且，這些梳狀部210也是以一預設距離的間隔接合于柄部208的其中一部分的一邊上。
此外，電極204的梳狀部202與電極212的梳狀部210相互叉合，而使梳狀部202與梳狀部210呈交錯排列，如圖4所示。而為了清楚表示電極204與電極212的結構與排列，因此在圖3與圖4中并未繪示出電極204與電極212之間所填充的介電材料。其中，電極204、電極212、以及介于電極204與電極212之間的介電材料構成此奇數層216的叉合電容結構。
同樣地，在偶數層218中，至少包括電極224以及電極230。其中，電極224至少包括呈L型的柄部220以及多個互相平行的梳狀部222。其中，柄部220是由分別與梳狀部222垂直以及平行的兩部分所接合而成。而且，這些平行的梳狀部222以一預設距離的間隔分別接合在柄部220的其中一部分的一邊上。電極230至少包括L型的柄部226以及多個互相平行的梳狀部228。其中，L型的柄部220與L型的柄部226均是由兩部分所接合而成。而這些平行的梳狀部228同樣是以一預設距離的間隔分別接合于柄部226的其中一部分的一邊上。
此外，在偶數層218中，電極224的梳狀部222與電極230的梳狀部228彼此叉合，而使梳狀部222與梳狀部228相互交錯排列，如圖5所示。在圖3與圖5中，并未繪示出電極224與電極230之間所填充的介電材料，以更清楚表示電極224與電極230的結構與排列。其中，電極224、電極230、以及電極224與電極230之間的介電材料構成偶數層218的叉合電容結構。
在奇數層216與偶數層218中，電極204與電極224的極性相同，而電極212與電極230的極性相同，且電極204以及電極224的極性與電極212以及電極230的極性不同。亦即，當電極204與電極224的極性為正極時，電極212與電極230的極性為負極；而當電極204與電極224的極性為負極時，電極212與電極230的極性則為正極。
奇數層216與偶數層218的堆棧方式是使奇數層216的電極204的梳狀部202與電極212的梳狀部210垂直于偶數層218的電極224的梳狀部222與電極230的梳狀部228，如圖3所示。其中，奇數層216與偶數層218利用位于奇數層216與偶數層218間的介電材料層中的介層窗206與介層窗214間來進行奇數層216與偶數層218的同極性電極的電性連接。介層窗206可接合奇數層216的電極204中與梳狀部202垂直的柄部200以及偶數層218的電極224中與梳狀部222平行的柄部220；而介層窗214可接合奇數層216的電極212中與梳狀部210垂直的柄部208以及偶數層218的電極230中與梳狀部228平行的柄部226，如圖3所示。然而，介層窗206亦可接合奇數層216的電極204中與梳狀部202平行的柄部200以及偶數層218的電極224中與梳狀部222垂直的柄部220；而介層窗214可接合奇數層216的電極212中與梳狀部210平行的柄部208以及偶數層218的電極230中與梳狀部228垂直的柄部226，本實用新型并不限于此。
也就是說，當介層窗206的一端接在奇數層216的電極204中與梳狀部202垂直的柄部200時，介層窗206的另一端則接在偶數層218的電極224中與梳狀部222平行的柄部220；而當介層窗206的一端接在奇數層216的電極204中與梳狀部202平行的柄部200時，介層窗206的另一端則接在偶數層218的電極224中與梳狀部222垂直的柄部220。同樣地，當介層窗214的一端接在奇數層216的電極212中與梳狀部210垂直的柄部208時，介層窗214的另一端則接在偶數層218的電極230中與梳狀部228平行的柄部226；而當介層窗214的一端接在奇數層216的電極212中與梳狀部210平行的柄部208時，介層窗214的另一端則接在偶數層218的電極230中與梳狀部228垂直的柄部226。
請參照圖6，圖6是繪示沿圖3的多層叉合金屬電容結構的II-II剖面線所獲得的剖面示意圖。奇數層216的電極204的梳狀部202與電極212的梳狀部210交錯排列，偶數層218的剖面結構則根據剖面線所在的位置而決定，可以是電極230的一部分、電極224的一部分、或者是介于電極230與電極224之間的介電材料層。舉例而言，在圖3中的II-II剖面線是位于偶數層218的電極230的正上方，于是在此II-II剖面線下所獲得的偶數層的剖面結構為電極230的梳狀部228的其中之一以及柄部226的一部分。
本實用新型的一特征就是本實用新型的多層叉合金屬電容結構的奇數層與偶數層的電極的梳狀部分互相垂直，因此與現有技術多層叉合金屬電容結構相較之下，具有較大的制程窗，且較容易制作。
值得注意的一點是，在上述的實施例中，奇數層與偶數層的叉合電極的方向并非絕對，可依照制程需求一并調整奇數層與偶數層的叉合電極的方向，僅需使奇數層與偶數層的叉合電極的梳狀部呈垂直堆棧即可，以上所述僅是用以舉例說明，并非用以限定本實用新型。
綜合以上所述，本實用新型的一優(yōu)點就是因為本實用新型的多層叉合金屬電容結構任兩相鄰層的電極的梳狀結構互相垂直，因此具有較廣的制程窗，且制程簡單易于實施。
本實用新型的又一優(yōu)點就是因為本實用新型的多層叉合金屬電容結構中，上下兩相鄰層的電極梳狀結構互相垂直。因此可有效改善對準誤差問題，達到改善因上下電極對準誤差所導致的電容值變化的目的。
雖然本實用新型已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，都在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種多層叉合(Interdigitated)金屬電容結構，其特征在于至少包括多個奇數層；多個偶數層分別位于每兩奇數層之間，其中每一奇數層與每一偶數層均至少包括一第一型電極以及一第二型電極，且該第一型電極以及該第二型電極均至少包括一第一部分以及平行的多個第二部分相隔一預設距離分別接合在該第一部分的一邊上，而該第一型電極的該第二部分與該第二型電極的該第二部分互相平行叉合，且每一偶數層的該第一型電極與該第二型電極的該些第二部分垂直于每一奇數層的該第一型電極與該第二型電極的該第二部分；多個介層窗(Via)分別位于相鄰的奇數層與偶數層之間，用以分別電性連接每一奇數層的該第一型電極與每一偶數層的該第一型電極，以及每一奇數層的該第二型電極與每一偶數層的該第二型電極；以及多個介電層分別位于每一奇數層的該第一型電極與該第二型電極之間、每一偶數層的該第一型電極與該第二型電極之間、以及相鄰的奇數層與偶數層之間。
2.根據權利要求1所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述每一奇數層的該第一型電極與該第二型電極的該第一部分以及每一偶數層的該第一型電極與該第二型電極的該第一部分均具有一第一結構以及一第二結構，且該第一結構與該第二結構呈L型接合。
3.根據權利要求2所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗位于每一奇數層的該第一型電極的該第一部分的該第一結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第一結構上。
4.根據權利要求3所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗接合每一該偶數層的該第一型電極的該第一部分的該第二結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第二結構。
5.根據權利要求2所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗位于每一奇數層的該第一型電極的該第一部分的該第一結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第二結構。
6.根據權利要求5所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗接合每一偶數層的該第一型電極的該第一部分的該第二結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第一結構。
7.根據權利要求2所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗位于每一奇數層的該第一型電極的該第一部分的該第二結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第一結構上。
8.根據權利要求7所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗接合每一偶數層的該第一型電極的該第一部分的該第一結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第二結構。
9.根據權利要求2所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述介層窗位于每一奇數層的該第一型電極的該第一部分的該第二結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第二結構上，且該介層窗接合每一偶數層的該第一型電極的該第一部分的該第一結構，以及該第二型電極的該第一部分的該第一結構。
10.根據權利要求1所述的多層叉合金屬電容結構，其特征在于，所述的每一奇數層以及每一偶數層之中，當該第一型電極為正極時，該第二型電極為負極；而當該第一型電極為負極，則該第二型電極為正極。
專利摘要一種多層叉合(Interdigitated)金屬電容結構，其每一層是由兩個極性不同的梳狀結構金屬電極彼此叉合而構成，且任兩相鄰層中的金屬電極的梳狀結構互相垂直，并藉由梳狀結構邊上的介層窗(Via)連接同極金屬電極。其中，任兩金屬電極之間則為介電材料所隔開。
文檔編號H01G4/005GK2746498SQ20042008486
公開日2005年12月14日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權日2004年8月6日
發(fā)明者蔡則倫, 賈育臺, 郭治群 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司