電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路,其中電容拓撲結(jié)構(gòu)包括多個電容單元,電容單元包括位于中央的正N邊形MIM電容以及圍繞在正N邊形MIM電容周圍的側(cè)壁電容,側(cè)壁電容包括中央鏤空的多層第一金屬層,鏤空部分的形狀與正N邊形MIM電容的形狀相適配,多層第一金屬層之間通過第一過孔相連,采用正N邊形MIM電容,周圍圍繞側(cè)壁電容,使正N邊形MIM電容每條邊的環(huán)境一致,在集成電路版圖面積相同的情況下,可提高多個MIM電容之間的匹配度,節(jié)約版圖面積,提高緊湊度。
【專利說明】電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路版圖【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]制約模擬/混合信號集成電路精度的一個主要因素是器件的匹配精度,在基于開關(guān)電容技術(shù)的模擬/混合信號集成電路中,電容是主要的失配器件。為了提高電路的精度,具有較高匹配度的MM電容就成了首選。盡管隨著工藝特征尺寸的不斷減小和相關(guān)制造工藝的不斷提高,最小單位MM電容已經(jīng)達到了 0.1%左右的匹配精度,但是為了滿足更高精度的要求,往往需要大容值的電容,以進一步提高匹配精度。
[0003]對于MIM電容本身,工藝廠商提供的傳統(tǒng)的MIM電容存在以下缺點:
[0004]由于MM電容呈正方形結(jié)構(gòu),無法克服周圍環(huán)境如器件、連線等周邊環(huán)境對匹配度帶來的不利影響,因此為增加匹配度,就必須增加電容或版圖的面積,這將導致版圖面積增大,甚至功耗增大;此外通過增大版圖面積或增大電容來提高匹配度,將加劇芯片內(nèi)部各種梯度所帶來的不利影響,甚至部分抵消通過增大面積所帶來的積極作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題,本發(fā)明提出一種電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路,能有效提高MM電容的匹配度。
[0006]本發(fā)明提出一種電容拓撲結(jié)構(gòu),包括多個電容單元,所述電容單元包括位于中央的正N邊形MIM電容以及圍繞在所述正N邊形MIM電容周圍的側(cè)壁電容,所述側(cè)壁電容包括中央鏤空的多層第一金屬層,鏤空部分的形狀與所述正N邊形MIM電容的形狀相適配。
[0007]本發(fā)明還提供一種集成電路,包括上述的電容拓撲結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明提供的電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路,采用正N邊形MIM電容,周圍圍繞側(cè)壁電容,使正N邊形MIM電容每條邊的環(huán)境一致,在集成電路版圖面積相同的情況下,可提高多個MIM電容之間的匹配度,節(jié)約版圖面積,提高緊湊度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明提供的電容拓撲結(jié)構(gòu)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明提供的電容拓撲結(jié)構(gòu)中電容單元一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明提供的電容單元中頂極板連線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明提供的電容單元中底極板連線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為圖2沿A-A線的截面圖。
【具體實施方式】
[0014]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或者更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當注意,為了清楚目的,附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0015]如圖1所示,一種電容拓撲結(jié)構(gòu),包括多個電容單元101,電容單元101包括位于中央的正N邊形MM電容102以及圍繞在正N邊形MM電容102周圍的側(cè)壁電容103,側(cè)壁電容103包括中央鏤空的多層第一金屬層,鏤空部分的形狀與正N邊形MM電容102的形狀相適配,多層第一金屬層之間通過第一過孔相連。
[0016]MIM (Metal-1nsulator-Metal,金屬_絕緣體_金屬)電容是一種具有高匹配度的電容。
[0017]N為大于4的整數(shù),即正N邊形MM電容的邊數(shù)大于4。
[0018]作為一種可選的實施例,本發(fā)明以正六邊形MIM電容進行說明。
[0019]如圖2所示,正六邊形MM電容107位于中央,側(cè)壁電容103圍繞在正六邊形MM電容107的周圍,能有效地將正六邊形MM電容107與周圍的器件隔離,且使得MM電容每條邊的環(huán)境一致,有效地降低寄生效應(yīng),提高與其他MM電容之間的匹配度。
[0020]如圖2和圖5所示,側(cè)壁電容103包括多層中央鏤空的第一金屬層104,鏤空部分與正六邊形MIM電容107的形狀相適配,即中央的鏤空部分呈正六邊形,鏤空部分的邊緣與正六邊形MM電容107之間留有一定的間隙,相鄰的第一金屬層104之間設(shè)置有間隙,并通過第一過孔105連接,第一過孔105實現(xiàn)多層第一金屬層104之間的電連接,側(cè)壁電容103的形狀優(yōu)選呈矩形,即第一金屬層104為矩形,優(yōu)選呈正方形,第一金屬層104至少設(shè)置兩層。
[0021]過孔(VIA)實現(xiàn)相鄰金屬層之間的電連接。
[0022]如圖2和圖3所示,本實施例提供的電容單元101還包括頂極板連線106,頂極板連線106包括連線層106a以及與正六邊形MM電容107形狀相適配的頂極板金屬層106b,頂極板金屬層106b設(shè)置在正六邊形MM電容107的頂部,并通過第三過孔113與正六邊形MIM電容107相連,連線層106a設(shè)置在頂極板金屬層106b縱向的對稱軸上。頂極板連線106用于將正六邊形MM電容107的頂極板與其他器件進行連接。
[0023]如圖2和圖4所示,本實施例提供的電容單元101還包括底極板連線108,底極板連線108用于將正六邊形MM電容107的底極板與其他器件進行連接,底極板連線108包括第一縱向連線108a、第二縱向連線108d、橫向連線108b以及與正六邊形MM電容107形狀相適配的底極板金屬層108c,底極板金屬層108c設(shè)置在正六邊形MM電容107的底部,橫向連線108b的一端連接底極板金屬層108c,橫向連線108b的另一端連接第一縱向連線108a或第二縱向連線108d,圖中示意的是連接第一縱向連線108a,第一縱向連線108a和第二縱向連線108d分別設(shè)置在側(cè)壁電容103的兩側(cè),以正六邊形MM電容107面向用戶為參照,第一縱向連線108a和第二縱向連線108d分別設(shè)置在側(cè)壁電容103的左側(cè)和右側(cè),第一縱向連線108a、第二縱向連線108d與側(cè)壁電容103之間留有一定的間隙。
[0024]如圖2和圖5所示,本實施例提供的電容單元101還包括第一地屏蔽線109和第二地屏蔽線112,第一地屏蔽線109和第二地屏蔽線112用于將各個電容單元101進行拼接,第一地屏蔽線109和第二地屏蔽線112分別設(shè)置在第一縱向連線108a和第二縱向連線108d的外側(cè),以正六邊形MM電容107面向用戶為參照,第一地屏蔽線109設(shè)置在第一縱向連線108a的左側(cè),第二地屏蔽線112設(shè)置在第二縱向連線108d的右側(cè),第一地屏蔽線109和第二地屏蔽線112與第一縱向連線108a和第二縱向連線108d平行,第一地屏蔽線109與第一縱向連線108a之間留有一定的間隙,第二地屏蔽線112與第二縱向連線108d之間留有一定的間隙,第一地屏蔽線109和第二地屏蔽線112均包括多層第二金屬層110,多層第二金屬層110之間通過第二過孔111連接。
[0025]如圖1所示,多個電容單元101呈陣列分布,也可以呈一行分布,左右相鄰兩個電容單元對稱分布,左右相鄰是以正六邊形MIM電容107面向用戶為參照,按照同質(zhì)心對稱結(jié)構(gòu)原則,即可得到容值為電容單元整數(shù)倍的高匹配度的電容,多個電容單元101的高度相同,改善因高度差異帶來的失配問題。
[0026]本發(fā)明還提供一種集成電路,包括上述的電容拓撲結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明提供的電容拓撲結(jié)構(gòu)及集成電路,具有如下有益效果:
[0028](I)、引入側(cè)壁電容,避免給MM電容帶來寄生效應(yīng);
[0029](2、無需通過加大電容面積來提高匹配精度,有效節(jié)約版圖面積;
[0030](3)、在相同面積,特別是版圖面積較小的條件下,可以得到比目標工藝庫提供的MIM電容更高的匹配精度;
[0031](4)、為基于開關(guān)電容的模擬/混合信號集成電路設(shè)計帶來便利。
[0032]雖然已經(jīng)詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點,但是應(yīng)當理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且,本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解,根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此,所附的權(quán)利要求旨在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,包括多個電容單元,所述電容單元包括位于中央的正N邊形MIM電容以及圍繞在所述正N邊形MIM電容周圍的側(cè)壁電容,所述側(cè)壁電容包括中央鏤空的多層第一金屬層,鏤空部分的形狀與所述正N邊形MIM電容的形狀相適配,多層第一金屬層之間通過第一過孔相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,N為大于4的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,所述電容單元還包括頂極板連線,所述頂極板連線包括連線層以及與所述正N邊形MIM電容形狀相適配的頂極板金屬層,所述頂極板金屬層設(shè)置在所述正N邊形MIM電容的頂部并通過第三過孔與所述正N邊形MIM電容相連,所述連線層設(shè)置在所述頂極板金屬層縱向的對稱軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,所述電容單元還包括底極板連線,所述底極板連線包括第一縱向連線、第二縱向連線,橫向連線以及與所述正N邊形MIM電容形狀相適配的底極板金屬層,所述底極板金屬層設(shè)置在所述正N邊形MIM電容的底部,所述橫向連線的一端連接底極板金屬層,所述橫向連線的另一端連接所述第一縱向連線或第二縱向連線,所述第一縱向連線和第二縱向連線分別設(shè)置在所述側(cè)壁電容的左右兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,所述電容單元還包括第一地屏蔽線和第二地屏蔽線,所述第一地屏蔽線和第二地屏蔽線分別設(shè)置在所述第一縱向連線和第二縱向連線的外側(cè),并與所述第一縱向連線和第二縱向連線平行,所述第一地屏蔽線和第二地屏蔽線均包括多層第二金屬層,多層第二金屬層之間通過第二過孔連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,多個所述電容單元呈陣列分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,多個所述電容單元呈一行分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,左右相鄰兩個電容單元對稱分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容拓撲結(jié)構(gòu),其特征在于,所述多個電容單元的高度相同。
10.一種集成電路,其特征在于,包括權(quán)利要求1-9任一所述的電容拓撲結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01L27/02GK103579222SQ201310034149
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】陸波 申請人:中國科學院高能物理研究所