一種mom電容器及電容調整方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電容器領域，尤其涉及一種MOM電容器及電容調整方法。
【背景技術】
[0002]電容器是集成電路中的重要組成單元，廣泛運用于各種芯片。隨著半導體集成電路制造技術的不斷進步，半導體器件的性能也不斷提升。集成電路集成度提升過程中如何控制電容器的電容以精準地控制模擬電路成為一個重要的課題。
[0003]在芯片生產過程中，MOM(metal-oxide-metal)電容器的電容值的變化被限定在10%以內。但這仍不夠優化某一需要更精確控制的MOM電容器的電容值的模擬電路設計。
[0004]現有技術中沒有一種低成本的在芯片級精細調整MOM電容器的電容值的方法。電容值調整使用熔絲或OTP編程方法，增加了處理的復雜性以及芯片尺寸和成本。
[0005]具有多級金屬互連層的橫向磁通BEOL電容器、因金屬連線(interconnect)電容器以及MOM電容器被廣泛地用在CMOS技術領域作為高密度的“免費”電容器。現有的MOM電容器的結構包括成梳齒狀排列的金屬叉指在垂直方向上極性相同以及成梳齒狀排列的金屬叉指在垂直方向上極性交替兩種結構。其中，叉指均處于密集的介質層內。
[0006]傳統的MOM電容的控制通過控制互連的工藝參數，如金屬線寬度，行間距，金屬拋光(凹陷)、金屬間的距離和電介質層的屬性等等實現。但是，這些方法均只能控制MOM電容器的電容值在10%的范圍內變化，而無法實現更精細的調整。
【發明內容】
[0007]鑒于上述問題，本發明提供一種低成本的精細調整MOM電容器的電容值的方法，使得MOM電容器的電容值與目標值相差小于5%，以使用在需要精確控制的模擬電路中。
[0008]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:
[0009]提供一種MOM電容器，其特征在于，包括:
[0010]多層相互平行疊置的金屬層，且每層所述金屬層中均包括第一電極、分別與該第一電極連接的若干第一電極叉指、第二電極以及
[0011]分別與該第二電極連接的若干第二電極叉指；
[0012]絕緣介質層，所述金屬層均嵌入設置于該絕緣介質層中，以將各所述金屬層之間、位于同一所述金屬層中的第一電極與第二電極之間均予以隔離；
[0013]電壓開關裝置，分別與每層金屬層中的所述第一電極和所述第二電極連接；
[0014]其中，利用所述電壓開關裝置調整每個所述第一電極和/或每個所述第二電極的正負極性，以調整所述電容器的電容值。
[0015]優選的，上述的MOM電容器，其中，每層所述金屬層中，所述第一電極和第二電極平行設置。
[0016]優選的，上述的MOM電容器，其中，每層所述金屬層中，各所述第一電極叉指成梳齒狀排列在第一電極一側，第二電極叉指成梳齒狀排列在所述第二電極一側。
[0017]優選的，上述的MOM電容器，其中，每層所述金屬層中，所述第一電極和第二電極的正負極性相反。
[0018]優選的，上述的MOM電容器，其中，每層所述金屬層中，所述第一電極叉指的正負極性與第一電極一致，所述第二電極叉指的正負極性與第二電極一致。
[0019]優選的，上述的MOM電容器，其中，每層所述金屬層中，所述第一電極叉指與所述第二電極叉指交替間隔排列。
[0020]優選的，上述的MOM電容器，其中，所述MOM電容器的電容包括每層所述金屬層中正負極性交替間隔排列的第一電極叉指和第二電極叉指之間的電容、正負極性不同的相鄰兩層金屬層的第一電極叉指和第二電極叉指之間的電容以及邊緣電容。
[0021]本發明還提供一種電容調整方法，用于調整上述MOM電容器的電容，所述方法包括:
[0022]根據工藝需求，發送控制信號給所述電壓開關裝置，以控制與所述電壓開關裝置連接的各所述第一電極的正負極性和各所述第二電極的正負極性；
[0023]其中，控制每層的第一電極和第二電極極性相反，以實現每層中交替間隔排列的與所述第一電極連接的第一電極叉指和與所述第二電極連接的第二電極叉指極性相反。
[0024]優選的，上述的電容調整方法，其中，通過控制所述電壓開關裝置施加給各層的所述第一電極極性相同或不同，相應的第二電極極性相同或不同，來調整所述MOM電容器的電容。
[0025]優選的，上述的電容調整方法，其中，所述MOM電容器的電容調整精度與目標值相差小于5%。
[0026]上述技術方案具有如下優點或有益效果:本發明提供的MOM電容器以及電容調整方法，通過控制電壓開關裝置施加到每層金屬層的第一電極和第二電極的電壓的正負極性，來調整MOM電容器的電容。該方法節省電容調整成本，能夠實現調整后MOM電容器的電容值與目標值相差小于5%，以使得模擬電路更加精準。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明及其特征、夕卜形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0028]圖1是本發明一種MOM電容器的結構示意圖；
[0029]圖2是本發明電壓開關裝置與電極連接的示意圖；
[0030]圖3-圖5是本發明三個實施例中施加給MOM電容器的電極不同的正負極性以調整電容的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]參照圖1，本發明提供的一種MOM電容器，包括多層金屬層Ml-M5(圖中標示出5層，實際層數可根據具體的工藝需求而定，本發明對此不作限制)。每層金屬層均包括一第一電極和一第二電極，即圖中所不金屬層Ml包括第一電極11和第二電極12，金屬層M2包括第一電極21和第二電極22，以此類推，金屬層M3包括第一電極31和第二電極32，金屬層M4包括第一電極41和第二電極42，金屬層M5包括第一電極51和第二電極52。每個第一電極上連接有若干呈梳齒狀排列的第一電極叉指，每個第二電極上連接有若干呈梳齒狀排列的第二電極叉指，即圖中所示第一金屬層Ml的第一電極11 一側連接有若干個第一電極叉指，分別標示為110、111、112，第一金屬層Ml的第二電極12—側連接有若干個第二電極叉指，分別標示為120、121 (為方便展示，圖中每層僅標示出三個第一電極叉指和兩個第二電極叉指，實際可根據具體的工藝需求設定多個第一電極叉指和第二電極叉指，本發明對此不作限制)；以此類推，第二金屬層M2的第一電極21 —側同樣連接有若干呈梳齒狀排列的第一電極叉指，第二電極22 —側連接有若干呈梳齒狀排列的第二電極叉指，此處不再贅述。
[0032]其中，每一層中，以第一金屬層Ml為例，第一電極11和第二電極12平行設置，同樣的連接在第一電極11 一側的第一電極叉指110、111和112以及連接在第二電極12 —側的第二電極叉指120和121也均平行設置，也就是說在同一層中，第一電極、第一電極叉指、第二電極以及第二電極叉指均處于同一水平面。同時，第一電極叉指和第二電極叉指呈梳齒狀交替間隔排列。其他金屬層的排列參照第一金屬層M1，此處不再贅述。
[0033]在整個MOM電容器空間內，均勾密集分布著絕緣介質(圖中未標不)，以將各金屬層、各第一電極、第二電極以及各電極叉指均隔離開。
[0034]參照圖2，每一層的第一電極和第二電極均和電壓開關裝置6連接(為方便展示，圖中僅標示出第一金屬層Ml的第一電極11和第二電極12與電壓開關裝置6的連接示意圖，實際運用中每一層的第一電極和第二電極均與該電壓開關裝置6連接，或者在需要調整某一層的第一電極和第二電極的極性時將該電壓開關裝置6連接到該層的第一電極和第二電極，實際可根據具體工藝需求靈活變動，本發明對此不作限制)，電壓開關裝置6根據接收到的控制信號(Control Signal，圖中標示為CS)控制施加給每一層的第一電極和第二電極的電壓的正負極性(V-or V+)，以此來調整MOM電容器的電容。
[0035]其中，在每一層金屬層中，同樣以第一金屬層Ml為例，第一電極11與第二電極12的極性相反，以使得交替間隔排列的第一電極叉指和第二電極叉指的極性相反，也即若提供給第一電極11正電壓，相應的提供給第二電極12負電壓，則從圖中左側第一電極叉指110看起，電極叉指的正負極性分別為:正、負、正、負、正、負……。這樣的設置可以使得MOM電容器持有一基本的電容值(來自同一層金屬層中各相鄰的電極叉指之間的電容)。后續通過改變縱方向上第一電極的極性和第二電極的極性，可以實現對MOM電容器的電容精確的調整。
[0036]下面結合附圖和具體的實施例對本發明的電容調整方法作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。
[0037]實施例一:
[0038]如圖3所示，施加給第一金屬層Ml的第一電極11正電壓，第二電極12負電壓，使得第一金屬層Ml的各電極叉指的正負極性在圖中從左到右表現為正、負、正、負、正。施加給第二金屬層M2的第一電極21負電壓，第二電極22正電壓