本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種帶有電容器的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù):
電容、電阻等被動(dòng)元件(Passive Circuit Element)被廣泛應(yīng)用于集成電路制 作技術(shù)中,這些器件通常采用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路工藝,利用摻雜單晶硅、摻雜多晶硅以及氧化膜或氮氧化膜等制成,比如多晶硅-介質(zhì)膜-多晶硅(PIP, Poly-Insulator-Poly)電容。由于這些器件比較接近硅襯底,器件與襯底間的寄生 電容使得器件的性能受到影響,尤其在射頻(RF)CMOS電路中,隨著頻率的上升,器件的性能下降很快。
金屬-絕緣體-金屬(MIM,Metal-Insulator-Metal)電容技術(shù)的開發(fā)為解決這 一問題提供了有效的途徑,該技術(shù)將電容制作在互連層,即后道工藝(BEOL,Back End Of Line)中,既與集成電路工藝相兼容,又通過拉遠(yuǎn)被動(dòng)元件與導(dǎo)電襯底間的距離,克服了寄生電容大、器件性能隨頻率增大而明顯下降的弊端,使得該技術(shù)逐漸成為了集成電路中制作被動(dòng)元件電容的主流。
但是,在帶有MIM電容器的帶有電容器的半導(dǎo)體器件中,也存在一些問題,主要是如果 MIM電容器下面直接放功能器件(例如晶體管),則MIM電容器會(huì)與下面的功能器件產(chǎn)生相互干擾。如圖1所示,多個(gè)功能器件11形成于襯底10上,設(shè)置在絕緣層15中的電容器的上極板13和下極板12分別通過導(dǎo)電通路14電連接至多個(gè)功能器件的部分。然而,由于半導(dǎo)體集成電路的體積尺寸都較小,電容器的信號(hào)與功能器件11的信號(hào)會(huì)相互干擾,并且,當(dāng)電容器有多個(gè)時(shí),其分布在介質(zhì)層中會(huì)相鄰較近,導(dǎo)致電容器間的相互干擾;此外,電容器的極板12和13會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于應(yīng)力層的應(yīng)力,對(duì)其下的的功能器件和通路產(chǎn)生影響。
現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)帶有MIM電容器的帶有電容器的半導(dǎo)體器件主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式:
1、MIM電容器下面不放功能器件,從而可徹底避免MIM電容器與功能器件產(chǎn)生相互干擾,但是此種實(shí)現(xiàn)方式將極大的浪費(fèi)晶圓面積;
2、MIM電容器下面放一些不太敏感的功能器件,從而能夠節(jié)省一部分晶圓 面積,但是此種實(shí)現(xiàn)方式還是會(huì)使得MIM電容器與其下的功能器件產(chǎn)生相互干擾(只是這種干擾對(duì)于其下的功能器件尚且能夠被容忍),并且也限制了可放置 于MIM電容器下的功能器件的種類(即只能是一些不太敏感的功能器件)。
因此,如何提供一種帶有MIM電容器的帶有電容器的半導(dǎo)體器件,其能夠避免上述缺陷,成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于解決上述封裝中的問題,本發(fā)明提供了一種帶有電容器的半導(dǎo)體器件,其特征在于,包括:半導(dǎo)體襯底,具有相對(duì)的上表面和下表面;形成于所述上表面上的功能器件;形成于所述功能器件上的MIM電容器;其中,所述MIM電容器垂直于所述上表面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在所述MIM電容器和所述功能器件之間具有一屏蔽層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述屏蔽層為接地的金屬層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述屏蔽層為接地的銅金屬層、鋁金屬層、鎳金屬層或鈦金屬層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在所述屏蔽層上還設(shè)有一應(yīng)力緩沖層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述應(yīng)力緩沖層與所述屏蔽層接觸。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述應(yīng)力緩沖層與所述屏蔽層間隔一絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述屏蔽層和所述應(yīng)力緩沖層在所述半導(dǎo)體襯底上的投影籠罩所述MIM電容器在所述半導(dǎo)體襯底上的投影。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述屏蔽層和所述應(yīng)力緩沖層均平行于所述上表面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述MIM電容器包括垂直于所述上表面的第一金屬極板和第二金屬極板以及位于所述第一和第二金屬極板之間的絕緣層。
本發(fā)明的技術(shù)方案,采用垂直式電容器,可在橫向方向上同時(shí)布置多個(gè)電容器而避免其相互之間的干擾;采用屏蔽層避免電容器與功能器件的相互干擾,并利用屏蔽層的剛性減少電容器的應(yīng)力對(duì)功能器件的影響,屏蔽層上的緩沖層起到一定的應(yīng)力緩沖作用,其緩沖的應(yīng)力截止于屏蔽層位置,對(duì)功能器件進(jìn)一步地保護(hù)。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的帶有電容器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的帶有電容器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2,本發(fā)明提供了一種帶有電容器的半導(dǎo)體器件,在半導(dǎo)體襯底10上表面具有多個(gè)功能器件11,功能器件11可以是晶體管;形成于所述功能器件11上的MIM電容器;其中,所述MIM電容器垂直于所述上表面,并被絕緣層15包覆,絕緣層為單一的氧化硅材料,并且絕緣層15的一部分用作電容器的介質(zhì)層。所述MIM電容器包括垂直于所述上表面的第一金屬極板12a和第二金屬極板13a以及位于所述第一和第二金屬極板12a、13a之間的絕緣層。
在所述MIM電容器和所述功能器件11之間具有一屏蔽層16,所述屏蔽層16為接地的金屬層,其材質(zhì)為導(dǎo)電的硬質(zhì)金屬,例如銅、鈦、鋁、鎳等。
在所述屏蔽層16上還設(shè)有一應(yīng)力緩沖層17。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述應(yīng)力緩沖層可以與所述屏蔽層16接觸活不接觸。當(dāng)不接觸時(shí),兩者之間可以間隔絕緣層15的絕緣材料。
所述MIM電容器通過導(dǎo)電通路14a與功能器件11電連接,其中導(dǎo)電通路14a的外側(cè)具有絕緣層用于防止與屏蔽層和應(yīng)力緩沖層短路。
所述屏蔽層16和所述應(yīng)力緩沖層17在所述半導(dǎo)體襯底10上的投影籠罩所述MIM電容器在所述半導(dǎo)體襯底10上的投影,這樣可以最大程度的防止電磁干擾。
最后應(yīng)說明的是:顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例,而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。