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    重庆时时彩毒胆码: 具有十字元件阵列的整合电容器.pdf

    关 键 词:
    具有 十字 元件 阵列 整合 电容器
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    摘要
    申请专利号:

    CN200980146540.8

    申请日:

    2009.10.23

    公开号:

    CN102224565A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 21/02申请日:20091023|||公开
    IPC分类号: H01L21/02; H01L27/02; H01L27/08; H01G4/228; H01G4/30; H01L23/528; H01L23/522 主分类号: H01L21/02
    申请人: 吉林克斯公司
    发明人: 派翠克·J·昆恩
    地址: 美国加利福尼亚州
    优先权: 2008.11.21 US 12/276,296
    专利代理机构: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 许静;黄灿
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980146540.8

    授权公告号:

    102224565B||||||

    法律状态公告日:

    2014.06.18|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种于集成电路(IC)中的电容器具有:一第一多个传导十字元件,形成于IC的一层,其电气连接且形成电容器的一第一节点的一部分;及,一第二多个传导十字元件,形成于IC的金属层。于第二多个传导十字元件的传导十字元件电气连接且形成电容器的一第二节点的一部分且电容式耦合至第一节点。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种于集成电路IC中的电容器,包含:
    一第一多个传导十字元件,其形成于该IC的一层,该些第一多个传导十字元件的各者电气连接且形成该电容器的一第一节点的一第一部分;及
    一第二多个传导十字元件,其形成于该IC的该层,该些第二多个传导十字元件的各者电气连接且形成该电容器的一第二节点的一第一部分且电容式耦合至第一节点。

    2.  如权利要求1所述的电容器,其中,该些第一多个传导十字元件的各者是对称。

    3.  如权利要求1或2所述的电容器,其中,该些第二多个传导十字元件的各者是对称。

    4.  如权利要求1至3任一项所述的电容器,其中,于该些第一多个传导十字元件的该些传导十字元件是藉由介电材料而于该层内彼此电气隔离。

    5.  如权利要求1至4任一项所述的电容器,更包含:电气连接且形成该第一节点的一第二部分的一第一汇流条与电气连接且形成该第二节点的一第二部分的一第二汇流条,于该层中的该些第一多个传导十字元件的各者电气连接至该第一汇流条,且于该层中的该些第二多个传导十字元件的各者电气连接至该第二汇流条。

    6.  如权利要求5所述的电容器,更包含:重迭于该层的一第二层,其具有电气连接且形成该第二节点的一第三部分的一第三多个传导十字元件,于该些第三多个传导十字元件的该些传导十字元件各者是重迭于该些第一多个传导十字元件的传导十字元件。

    7.  如权利要求6所述的电容器,更包含:于第二层的一第四多个传导十字元件,其电气连接且形成该第一节点的一第三部分且重迭于该些第二多个传导十字元件的传导十字元件。

    8.  如权利要求1所述的电容器,其中,该些第一多个传导十字元件的一第一个十字元件的一第一水平件是重迭该些第二多个传导十字元件的一第二个十字元件的一平行件的一部分且重迭该些第二多个传导十字元件的一第三个十字元件的一垂直件的一端。

    9.  如权利要求1所述的电容器,更包含:于该IC的一第二层的一互连层,其在该层的上方或下方,该互连层具有一第一节点互连导线与一第二节点互连导线,该第一节点互连导线电气连接至该些第一多个传导十字元件的各者,且该第二节点互连导线电气连接至该些第二多个传导十字元件的各者。

    10.  如权利要求9所述的电容器,更包含:
    该IC的一第三层,该互连层是于该第三层与该层之间,形成于该第三层的一第三多个传导十字元件电气连接且形成该第一节点互连导线的一第二部分;及
    形成于该第三层的一第四多个传导十字元件,其电气连接且形成该第二节点互连导线的一第二部分。

    11.  如权利要求9所述的电容器,其中,该第一节点互连导线包括一互联线迹,其重迭及电气连接至该些第一多个传导十字元件的一第一个十字元件且至少部分重迭及电容式耦合至该些第二多个传导十字元件的一第二个十字元件。

    12.  如权利要求9所述的电容器,其中,该互连层包括该第一节点互连导线的一第一多个互联线迹且交替该第二节点互连导线的一第二多个互联线迹。

    13.  如权利要求11所述的电容器,其中,于该层的该第一个十字元件具有带有一第一宽度的一垂直元件,且该些第一多个互联线迹的各者具有带有一第一宽度的一第一部分与带有大于该第一宽度的一第二宽度的一第二部分。

    14.  如权利要求1所述的电容器,其中,该层具有一第一列的交替极性的传导十字元件与邻近于该第一列的一第二列的交替极性的传导H元件,于该第二列的一第一传导H元件是对角连接至于该第一列的一第一传导十字元件,该第一传导H元件与该第一传导十字元件的各者电气连接且形成该第一节点的一第二部分;且
    于该第二列的一第二传导H元件是对角连接至于该第一列的一第二传导十字元件,该第二传导H元件与该第二传导十字元件的各者电气连接且形成该第二节点的一第二部分。

    15.  如权利要求14所述的电容器,更包含:重迭该层的一第二层,其具有一第三列的交替极性的传导H元件,一第三传导H元件是重迭该第一传导H元件且电气连接及形成该第二节点的一第三部分。

    说明书

    说明书具有十字元件阵列的整合电容器
    技术领域
    本发明关于形成于集成电路(IC;integrated circuit)中的电容器,通称为“整合电容器”。
    背景技术
    制造IC的方法典型包括:一前端处理顺序,其中,诸如晶体管的种种的电气元件形成于一半导体基板;及,一后端处理顺序,概括包括形成具有传导通路(via)的介电材料与图案化(patterned)传导材料(典型为金属)的交替层或使用其它技术以互连金属层来形成一种三维的接线结构,其连接电气元件至其它电气元件及IC的端子。
    电容器为了种种目的而用于IC系统。于多个实例,纳入(整合)一电容器于IC芯片是期待的。一种简单的方式是形成具有一介于中间的介电质的二个传导平板;然而,此针对于取得的电容而消耗相当大的面积。用于增大一既定面积的电容之一种技术运用多个传导平板,各个传导平板与邻近的平板由介电质所分开。另外的技术运用传导板条(strip),亦称为传导线条(line)、传导指部(finger)或传导线迹(trace),其交替地连接至第一与第二电容器端子(节点)。于传导板条之间耦合的侧壁提供电容。以垂直一致性排列或配置的传导板条层可附加以进而增大一种整合电容器结构的电容。
    一种电容器具有连接至第一节点的于连续层的若干个传导板条且与连接至整合电容器的第二节点的相等数目个传导板条交替。该传导板条是于连续层上偏置了半个单元,使得连接至第一节点的一传导板条具有于其上方且二侧的连接至第二节点的传导板条。提供针对于各个节点的于一层的相等数目个传导板条是与至基板的各个节点的耦合平衡,此是期待于一些应用中,但为不期待于其它者,诸如:切换式应用,其中,于一个节点处具有较小的耦合是期待的。为了降低对于基板的耦合,一厚的二氧化硅层是用于基板与第一层的传导板条之间。此可能难以整合于一种标准CMOS制造顺序,且可能需要另外的步骤以附加至标准处理流程。重迭的平行传导板条运用汇流板条而连接在其末端,汇流板条消耗额外的表面积。
    提供一种整合电容器的另一个方式是具有连接至该电容器的交替节点之于一层的传导板条及连接至相同节点的重迭传导板条。此本质为形成连接至该电容器的第一节点的一帘幕(curtain)的传导板条与互连通路及连接至第二节点的相邻帘幕的传导板条与互连通路。连接至该相同节点的重迭传导板条避免其关联于汇流板条的丧失的表面积;然而,层间的电容是降低,因为上方板条如同下方板条而连接至相同节点。此效应是稍微排除,因为随着临界尺寸缩小,板条间的电容相较于层间的电容而成为较为强势?;谎灾?,于连续金属层之间的介电层分离随着减小临界尺寸而成为愈来愈大于传导板条之间的介电分离。
    概括期待的是:整合电容器具有高的比电容(specific capacitance);然而,于诸多情况,制造能力与质量因子(Q因子,quality factor)亦为关注。一个制造能力的关注是控制于一大IC之内、跨于一晶圆及逐批的整合电容器的最终的电容值。
    因此,可制造以提供一致的电容值的整合电容器是期望的。更概括期望的是:整合电容器具有每单位面积的高电容、低损失(电阻)与低的自电感,其藉由提高自共振频率与电容器电路质量而改良高频的应用。于一些应用,遮蔽整合电容器免于电气噪声是更为期待的。
    发明内容
    一种于集成电路(IC)中的电容器具有:一第一多个传导十字元件,形成于IC的一层,其电气连接且形成该电容器的一第一节点的一部分;及,一第二多个传导十字元件,形成于IC的金属层。于第二多个传导十字元件的传导十字元件电气连接且形成该电容器的一第二节点的一部分且电容式耦合至第一节点。
    附图说明
    伴随图式显示根据本发明的一或多个观点的示范实施例;然而,伴随图式不应视作限制本发明于图示的实施例,而是仅用于解说与了解。
    图1A是根据一个实施例的一种具有重迭十字元件的重复图案的整合电容器的一层的平面图;
    图1B是图1A的层的横截面;
    图2A是根据一个实施例的一互连层的平面图;
    图2B是图2A的层的横截面,该层是于根据图1A的层间;
    图2C是图2A的层的平面图,该层重迭于根据图1A的一层;
    图3A是根据另一个实施例的一种具有十字元件阵列的整合电容器的一层的平面图,该层具有层内互连件;
    图3B是纳入根据图3A的层的一种整合电容器的侧视图;
    图4是根据另一个实施例的一种具有十字与H元件阵列的整合电容器的一层的平面图,该层具有层内互连件;
    图5是纳入根据一个实施例的整合电容器的一种FPGA的平面图。
    具体实施方式
    诸如可程序逻辑元件的复合IC经常具有藉由形成于一半导体基板上的介电材料层所分开的数个图案化金属层,其用于接线连接与其它功能。本发明的一些实施例可适于现存CMOS处理程序,藉由运用形成期望的图案于适当金属层的屏蔽(mask)及通过金属间的介电质(IMD;inter-metal dielectric)层或层间的介电质(ILD;inter-layer dielectric)的通路(via)。通路运用数种已知技术的任一者所形成,诸如:接触插头(contact plug)、金属镶嵌(damascene)或双金属镶嵌技术。同理,传导板条运用数种已知技术的任一者所形成,诸如:薄膜金属蚀刻(etch)、薄膜金属升离(lift-off)、金属镶嵌与双金属镶嵌技术。于一些实施例,该些传导层的一者是一聚硅或硅化物层。于再一个实施例,于半导体基板的一传导井是形成一电容器平板或一遮蔽的一部分。
    整合电容器运用于种种的应用。尽管高的比电容概括期待以降低用于整合电容器的IC的表面积,合成的电容值亦为极重要于诸多应用,诸如:调谐应用?;谎灾?,于一些应用,跨于一IC芯片、跨于一晶圆及逐批的电容值是足够重要而牺牲比电容。相较于剧烈仰赖于层间(垂直)电容的整合电容器,主要仰赖于层内(横向)电容的整合电容器显示相当低的变异,因为尺寸的准确性是相较于逐层而较为可控制于一层之内。
    术语“顶部”节点与“底部”节点是无须关于相对于IC或其它结构的该些节点的实际方位,而是运用权宜的术语。于一些电路应用,一电容器的顶部节点指出该节点为连接至一放大器或其它元件的一高阻抗或高增益埠。于一种芯片上系统(SoC;system-on-chip),于一模拟至数字转换器(ADC;analog-to-digital converter)的准确度是相依于在顶部节点(对于除了底部节点外的所有其它节点)的寄生电容(Ctop)与于二个节点间的有用浮动讯号电容的电容(Csig)的比值。遮蔽顶部平板免于接地电流或电压供应变动是期待,使得Ctop维持为低。注意:一电容器概括视为一种二端子元件,且如本文所述的“顶部”与“底部”节点概括对应于电容器的此二个端子。因此,下述的结构可视为(例如:电气)连接至一个节点或另一个节点或形成一节点的部分者。一节点未分开其所连接的电容结构,而是彼等结构可形成一节点的部分者。
    图1A是根据一个实施例的一种具有重迭十字元件(cross)的重复图案的整合电容器100的一层的平面图。一个极性(即:连接至整合电容器的一第一节点且显示具有网点)的传导(例如:金属、聚硅或硅化物)十字元件102、104、106沿着一浅对角线而于一第二极性(显示为不具有网点)的十字元件108、110交替。若一截面是平行于一边缘而取得,诸如:沿着截面线A-A,该些传导十字元件的横截面是交替。尽管图标的十字元件是对称(即:十字元件的各个垂直件是如同各个水平件而实质为相同长度),替代实施例是纳入非对称的十字元件,包括:一个水平及/或垂直件为较长于另一者的实施例。
    该层包括:一周边遮蔽112,其环绕相反极性的传导元件(导线)106、114(十字元件与部分的十字元件)。于一特定实施例,该周边遮蔽及关联的十字元件与部分的十字元件是连接至整合电容器的底部节点,且相反极性的传导元件是连接至整合电容器的顶部节点。各个极性的内部的十字元件是由介电材料(诸如:二氧化硅)而彼此电气隔离于该层内。电气连接是作成于内部的十字元件,运用自于图1A所示的层的上方或下方的一层(参阅:例如图2A至2C)的通路,诸如:运用一种双金属镶嵌法所形成的通路,其延伸自于1A所示的金属层的金属线迹至一下层或是自一上层为朝下至于图1A的层的金属线迹。使得电气连接至自层100的上方或下方的金属层的内部十字元件是允许该些十字元件为界定于或接近于最小(临界)尺度?;谎灾?,十字元件可作成极小且于极小间距,使得于顶部节点的传导元件与底部节点的传导元件之间的横向电容为最佳,达成高的比电容。于一替代实施例,十字元件是非作成于最小的间距与特征尺寸,允许替代的互连技术。
    于运用长丝线导线的习用的整合电容器,一金属线迹(丝线)的最大长度是由其宽度所限制?;谎灾?,具有最小宽度的一丝线具有关联的最大长度。若一较长的丝线是期望,宽度增大以维持制程可靠度。增大宽度是减小可界定为跨于一既定层的丝线的数目,此是降低于该层的横向的丝线对丝线的电容。运用于图1A所显示的一种十字元件阵列或是替代的十字元件图案(参阅:例如图4)是允许最小金属线宽度与于此等金属特征之间的最小间距维持跨于一大面积。此提供每单位面积之增强的横向电容,相较于丝线必须加宽以维持设计与制造规则的习用的丝线式层。
    关于丝线式层而可能出现的另一个问题是于照相平版印刷期的混淆(aliasing)?;煜怯捎诘苯裘芗涓舻南叱上竦母扇哦⑸?。传导十字元件或其它传导元件的阵列是未发展关联于长、紧密间隔的丝线之混淆情形。
    于一个实施例,图1A的层的上方或下方之一层是实质重迭于相同层。于一个替代实施例,具有实质相同图案的一层是部分重迭图1A的层。于又一个实施例,具有不同图案的一层(参阅:例如图3)是重迭图1A的层。传导通路是电气连接于第一层的一第一节点传导基质(matrix)的传导元件至于另一层的第一节点传导基质的传导元件,且其它的传导通路是电气连接于第一层的第二节点传导基质的传导元件至于第二层的第二节点传导基质的传导元件。一节点的一传导基质是实质电气连接至该节点的传导元件,其形成于图案化金属层的三维传导基质。
    顶部与底部节点导线形成于介电材料,诸如:沉积的二氧化硅或众所周知于IC制造技术的其它介电材料。于一特定实施例,沟渠是形成于介电材料且该些沟渠是填充金属以形成金属线迹。欲使得横向电容为最大,该些沟渠较佳为深且紧密间隔。于一特定实施例,金属线迹相较于其宽而为较深,此促进横向电容与紧密封装以针对于高的比电容。于一个示范的实施例,金属线迹是制造以具有针对于线迹为形成于其的金属层的制造技术节点制程所允许的一最小金属线宽度,且具有允许的最小金属线迹间距(即:介电侧壁厚度)。于另一个实施例,金属线??矶扔虢鹗粝呒<渚嗟湫臀攵杂诮鹗舨愕淖钚】稍市碇滴?0%,此可提供较可靠的制造能力。发展于节点间的短路的一整合电容器通常对于电路操作且可能对于整个IC为严重。因此,于一些实施例,整合电容器是于牺牲最大的比电容(例如:针对于各层的最小金属线宽度以制造整合电容器)对于较高的制造与可靠度标准而设计。
    图1B是图1A的层的横截面120,沿着截面线A-A而取得。于该层的各端的底部节点周边遮蔽截面122、124是形成一传导周边,其隔离顶部节点的内部导线126、128、130、132免于电气噪声或以免于该些顶部节点导线电容耦合于该层的其它节点。顶部节点导线126、128、130、132是于底部节点导线134、136、138、139交替。仅为了便于论述,该些十字元件将描述为具有自该十字元件的中心上下延伸的二个垂直件及左右延伸的二个水平件。透过二个水平件与中心(例如:134、130)的一横截面包括各个水平件的长度与一垂直件的宽度。为了论述,沿着一十字元件的整个宽度的横截面将称为一“全横”截面。于图1A的层的传导十字元件阵列的配置造成一第一极性(例如:底部节点)的一全横截面134,其随后为一第二极性(例如:顶部节点)的一第一垂直件横截面128、第一极性的一第二垂直件横截面136与第二极性的一第二全横截面130。
    参考于图1A的十字元件矩阵,看出的是:概括而言,一内部十字元件的各个构件(例如:水平件140)是重迭相反极性的一相邻十字元件的一平行构件142的一部分,重迭相反极性的另一个相邻十字元件的一上或下构件的一垂直件的一末端144,且末端-耦合至第一个相邻十字元件的一垂直件146。因此,构件140是侧向耦合至于三个侧的相对节点的传导元件。图1A是非依比例所绘制,且尺度是为了说明清楚而夸大。于根据图1A的实施例的一些实际装置,十字元件之间的间距是相对较小(即:该些十字元件是极为接近在一起),且于十字元件间的横向耦合是由于该层的高填充因子而为极高。随着于十字元件之间的分隔缩小,各个内部十字元件实质由相反极性的其它十字元件的构件所环绕。于具有最小或接近最小的线宽度与间距的一层,一高填充因子与每单位面积的高电容是达成。
    图2A是根据一个实施例的一互连层200的平面图。层200适用于连同于概括根据图1A而在层200的上方或下方的诸层或是已经电气隔离于该层的传导节点元件的根据替代实施例的其它层。层200包括形成于一金属层的一顶部节点互连导线202与一底部节点互连导线204。自顶部节点互连导线202至于下方的一金属层的顶部节点十字元件与部分十字元件或自于上方的一金属层的顶部节点十字元件与部分十字元件至顶部节点互连导线202而延伸的传导通路是电气互连该整合电容器的顶部节点元件以形成一顶部节点传导基质(参阅:例如图2B)。顶部节点互连导线202包括:数个参差的互联线迹206、208,其伸向于一种倾斜方式而跨于该层,藉以互连于上方或下方的金属层的传导十字元件(参阅:例如图1A与图2C)。
    各个参差的互联线迹具有较宽段及交替的较窄段。较宽段偏移该参差线迹于X方向为一全横截面的约一半者,且较窄段是下降该参差线迹于Y方向。于一特定实施例,较宽段的宽度增大以使得相邻的线迹为接近一起,此缩短较窄段而直到该参差线迹是实质成为一组的截角菱形。参差的互联线迹206、212电容耦合为跨于一间隙210,其典型为填充介电材料,如针对于图1A的层100的上文所述,提供层内电容且附加至该整合电容器的比电容。
    较宽段是增强层间电容,如关于图2B而解说于下文,且藉由使得一个节点的参差线迹为接近于相对节点的参差线迹而亦增强于互连层200的层内电容。于一个特定实施例,界定参差线迹以至少部分覆盖且电气连接至具有相同极性的一组的传导十字元件及亦至少部分覆盖且电容耦合至具有相反极性的一组的传导十字元件。
    于一个特定实施例,于线迹之间的此分隔是于或接近针对于互连层为图案化于其的金属层的最小间隔规格,此促进于互连层的层内电容。替代而言,一互连层具有直边的线迹,其沿着一极性的十字元件的角度倾斜且电气连接为作成于下方的传导十字元件,然而,相较于一直边的线迹,参差线迹是增大该线迹的周边长度,提供于互连层的线迹之间的增大的横向电容。
    图2B是图2A的层的横截面,该层是于根据图1A的层间。概括根据图1A的技术之一第一层的交替十字元件是制造于一第一金属层M1,且根据图2A之一互连层是制造于一第二金属层M2,且根据图1A之一第二层的交替十字元件是制造于一第三金属层M3。于层M1与M3,传导元件的截面是交替于节点之间(参阅:图1B)。于互连层M2,电气连接至该整合电容器的第一节点的金属互联线迹220是部分重迭于层M1与M3且连接至该整合电容器的第二节点的金属元件222与224,提供层间电容225、227?;チ?20是一参差线迹的一部分,该线迹具有宽度为大于相同极性的垂直构件226、228的宽度,互连元件220是透过通路230、232而电气连接至垂直构件226、228。
    图2C是图2A的层的平面图,该层是重迭于根据图1A的一层。参差线迹212是透过通路244、246而连接至传导十字元件240、242以形成一底部节点传导基质,且参差线迹206是类似连接传导十字元件248、250以形成一顶部节点传导基质。于再一个实施例,一第二层的另种隔离的十字元件是重迭于该互连层以产生实质根据图2B的顶部与底部节点传导基质。该些参差线迹是充分宽以产生关于相对节点的传导元件的层间电容。举例而言,参差线迹246的一宽部分是重迭十字元件248的一部分252。
    图3A是根据另一个实施例的一种具有十字元件阵列的整合电容器之一层300的平面图,该层具有层内互连件。图案化层300具有一传导十字元件阵列,该些传导十字元件之一些者互连至底部节点,而其它者是于层内而互连至顶部节点。图案化层300是有用于整合电容器的数个实施例。于一些实施例,图案化层300是运用在根据图1A的一层的上方或下方,其中,传导通路是电气连接于一层之隔离的十字元件至图案化层300的互连的十字元件。于该些实施例,隔离的十字元件是大于最小尺度,虽然于一些实施例,其为大于互连的十字元件,以使得传导的隔离十字元件的侧壁为较接近一起。运用传导的十字元件允许设计者以运用针对于该金属层的最小线宽度,由于该些十字元件的垂直与水平段是相当短。典型而言,针对于一金属层的特征所允许的最小线宽度是部分取决于线的长度。长的传导线迹是具有较宽的最小宽度以避免于线迹的断裂。于其它实施例,根据图3A的多个层是以具有相反极性的交替层所堆栈,换言之,于第N个金属层的一传导十字元件是具有于第N+1或N-1个金属层的一上面或下面的十字元件的相反极性(参阅:图3B)。
    对角线的互连件302、304是互连十字元件306、308与部分的十字元件至汇流条310、312。该整合电容器层包括选用式遮蔽条314、316。遮蔽条314、316与底部节点汇流条310、318实质为环绕于层300的顶部节点的传导元件,包括顶部节点汇流条312、320,其限制电容耦合。第一顶部节点汇流条320沿着层300的一第一边缘延伸,且第二顶部节点汇流条312自第一顶部节点汇流条320而沿着该层的一第一垂直边缘延伸。同理,第一底部节点汇流条310沿着该层的一第二边缘延伸,且第二底部节点汇流条318自第一底部节点汇流条310而沿着该层的一第二垂直边缘延伸。
    图3B是纳入形成于金属层M1、M2、M3的根据图3A的层的一种整合电容器330的侧视图。外部元件332、334、336是于该整合电容器的金属层M3、M2、M1之内而连接至整合电容器的底部节点,且为选用式以传导通路338、340而层对层式连接。举例而言,外部元件是一底部节点汇流条或遮蔽条。传导元件T1、T2、T3、T4连接至顶部节点且于连接至底部节点的传导元件B1、B2、B3、B4交替。于M2层的传导元件T5、T6、T7、T8是于传导元件B5、B6、B7、B8交替且为于M3层的对应元件之相反极性者,提供层间的电容。同理,于M1层的传导元件B9、B10、B11、B12是于传导元件T9、T10、T11、T12交替且为于上层的传导元件的相反极性者。层内的连接(参阅:图3A的参考符号302、304)是连接于诸层M1、M2、M3内的各个节点的内部传导元件,避免需要针对于金属层间的传导通路以将节点基质的传导元件连接在一起(比较:图2B)。该整合电容器是选用式包括形成于一聚硅或硅化物(“聚合”)层的一第一底部节点遮蔽平板342及形成于M4层的一第二底部节点遮蔽平板344。该第一与第二底部节点遮蔽平板、连同于外部底部节点元件332、334、336与通路338、340实质为形成绕于顶部节点传导基质的一法拉第笼,其遮蔽该顶部节点为免于耦合至于IC的其它节点(即:除了底部节点)。此外,诸如于一M5层(未显示)的一接地遮蔽平板、接地遮蔽基质或电源供应(例如:VDD)遮蔽基质的遮蔽是选用式纳入以遮蔽或实质为环绕该整合电容器。
    图4是根据另一个实施例的一种具有十字与H元件阵列的整合电容器的一层400的平面图,该层具有层内互连件。一底部节点导线402包括H元件404(即:形状为如同一“H”的元件),其运用互连件408为沿着一对角线而互连至十字元件406(即:形状为如同一“+”的元件)。图案化层400具有交替的H元件列与十字元件列。于H元件列,连接至底部节点的H元件是与连接至顶部节点的H元件交替。同理,于十字元件列,连接至顶部节点的十字元件是与连接至底部节点的十字元件交替。该些十字元件的垂直传导件是重迭于该些H元件的垂直传导件,以提供于相反极性的十字元件与H元件之间的横向耦合。该传导元件阵列是提供良好的填充密度(层内电容),且该些元件的重复性质避免长串的金属线迹,其可能限制于最小宽度或引起于照相平版印刷期间的混淆,如关于图1A的上文所述。
    延伸沿着垂直边缘的底部节点汇流条410、412提供对于底部节点导线的内部十字元件、H元件与部分元件的电气连接。沿着相对垂直边缘的顶部节点汇流条414、416延伸是同理提供对于顶部节点导线418的内部十字元件、H元件与部分元件的电气连接。于一特定实施例,根据图4的诸层是以具有传导元件的极性为反向的各层而堆栈。自该汇流条为对角线延伸至一个十字元件且接着至交替的H元件与十字元件的互连件是电气连接于该层的传导元件至期望的节点。若根据图4的另一层是形成且该些汇流条的极性为反向,于相对层的传导元件提供层间(垂直)电容。
    注意:所述的层的型式与数目仅为实例,且于一些实施例,其它适合层是可运用,且任何数目个层是可运用。举例而言,运用的层是可取决于可利用于制程的层的型式与数目,且其它配置将对于熟悉此技术人士为显而易见。概括而言,根据本发明的实施例,任何适合层及任意数目个层是可运用。
    图5是一种FPGA 500半导体装置的平面图,纳入根据一个实施例的一种整合电容器。FPGA 500包括CMOS部分于数个功能方块,诸如:于RAM与逻辑,且为运用一种CMOS制程所制造。根据本发明的一或多个实施例的一或多个整合电容器555纳入于FPGA的数个功能方块的任一者,诸如:一时脉电路505、多重千兆位收发器501或其它的功能方块;于多个功能方块之内;或于FPGA 500的一实体区段或部分之内。整合电容器555是特别期待于电容器的一或二个端子为切换的应用,且包括顶部节点遮蔽的实施例是更期待于顶部节点为连接至或切换至于FPGA 500的一种电路的一高阻抗或高增益节点的应用。电容器概括有用于广泛的种种集成电路及于广泛的种种应用。举例而言,一或多个电容器可有用于一种切换电容器网络,诸如:于一模拟至数字转换器,或作为针对于AC发讯的一解耦合或滤波电容器(例如:于MGT)。概括而言,本文所述的电容器结构可有用于其需要电容的任何应用。
    FPGA架构包括多个不同的可程序瓦块(tile),包括:多重千兆位收发器(MGT;multi-gigabit transceiver)501、可配置逻辑方块(CLB;configurable logic block)502、随机存取内存方块(BRAM;random access memory block)503、输入/输出方块(IOB;input/output block)504、配置与时脉逻辑(CONFIG/CLOCK)505、数字讯号处理(DSP;digital signal processing)方块506、专用输入/输出(I/O)方块507(例如:配置埠与时脉埠)及其它可程序逻辑508,诸如:数字时脉管理器、模拟至数字转换器、系统监视逻辑等等。一些FPGA亦包括:专属处理器(PROC)方块510。
    于一些FPGA,各个可程序瓦块包括一可程序互连元件(INT;interconnect)511,其具有往返于各个相邻瓦块的一对应互连元件的标准化连接。因此,一起作用的可程序互连元件实施针对于图标的FPGA的可程序互连结构??沙绦蚧チ?INT)511亦包括往返于相同瓦块内的可程序逻辑元件的连接,如由包括在图5的顶部的实例所示。
    举例而言,一CLB 502可包括可程序规划以实施使用者逻辑的一可配置逻辑元件(CLE;configurable logic element)512加上单一个可程序互连元件(INT)511。除了一或多个可程序互连元件之外,一BRAM 503可包括一BRAM逻辑元件(BRL;BRAM logic element)513。典型而言,纳入于一瓦块的互连元件的数目视该瓦块的高度而定。于描绘的实施例,一BRAM瓦块具有如同四个CLB的相同高度,但是其它数目(例如:五个)亦可运用。除了适当数目的可程序互连元件之外,一DSP瓦块506可包括一DSP逻辑元件(DSPL;DSP logic element)514。除了一个实例的可程序互连元件(INT)511之外,一IOB 504可包括例如二个实例的输入/输出逻辑元件(IOL;input/output logic element)515。如将为熟悉此技术人士所明白,举例而言,连接至I/O逻辑元件515的实际I/O垫是运用在种种图标逻辑方块的上方的迭层金属所制造,且典型为未限定于输入/输出逻辑元件515的区域。于描绘的实施例,接近芯片的中央的柱状区域(于图5所示为阴影处)用于配置、时脉与其它控制逻辑。
    利用于图5所示的架构的一些FPGA包括附加的逻辑方块,瓦解构成FPGA大部分者的规则的柱状结构。附加的逻辑方块可为可程序方块及/或专属逻辑。举例而言,于图5所示的处理器(PROC)方块510跨越数行的的CLB与BRAM。
    注意:图5仅意图以说明一个范例的FPGA架构。于一行(column)的逻辑方块的数目、诸行的相对宽度、行的数目与顺序、纳入于诸行的逻辑方块的型式、逻辑方块的相对尺寸及包括在图5的顶部的互连/逻辑实施纯然为范例性质。举例而言,于一实际FPGA,典型包括超过一个相邻行的CLB而无论该些CLB出现在何处,以利于使用者逻辑的有效率的实施。
    尽管前文描述根据本发明的一或多个观点的示范实施例,根据本发明的一或多个观点的其它与进一步实施例可设计而未脱离其范畴,本发明的范畴由随后的申请专利范围与其等效者所决定。列出步骤的申请专利范围非意指该些步骤的任何顺序。商标是各自拥有者的财产权。

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