管芯上電容器(ODC)結構制造技術

本申請公開一種管芯上電容器結構，其包括第一電容器和第二電容器。所述第一電容器可以具有第一端子和第二端子。所述第一端子和所述第二端子分別直接連接到第一電源軌結構和第二電源軌結構。所述第一電源軌結構與所述第二電源軌結構不同。所述第二電容器可以具有第三端子和第四端子。所述第二電容器串聯(lián)連接在所述第二電源軌結構和第三電源軌結構之間。所述第三電源軌結構與所述第一電源軌結構和所述第二電源軌結構不同。所述第三端子和所述第四端子分別直接連接到所述第二電源軌結構和所述第三電源軌結構。所述第一電容器可以具有第一電容，并且所述第二電容器結構可以具有大于所述第一電容的第二電容。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請要求2015年5月26日提交的美國專利申請NO.14/722,000的優(yōu)先權，其全部公開內容并入在此以供參考。
技術介紹
很多現(xiàn)代集成電路設備包括管芯上電容器(ODC)。在典型的配置中，ODC被耦接在其中與另一個功率軌相比一個功率軌處于較高電壓電平的兩個功率軌之間。然而，這兩個功率軌之間的高電壓差值，即由于ODC內介電材料的擊穿，能夠導致可靠性問題。在一些情況下，使用兩個或更多串聯(lián)連接的電容器形成ODC，使得每個電容器僅接收所供應的電壓的一部分。雖然這種ODC能夠克服可靠性問題，但是使用兩個或更多電容器形成的ODC能夠顯示其它非理想因素，諸如當電容器中的一個的金屬板未被耦接到任何特定的電壓或功率軌時出現(xiàn)的浮動的金屬板的問題，這導致金屬板處于浮動的電壓電平。因為浮動的金屬板能夠俘獲電荷，并且變更電容器的電容值，所以在大多數(shù)現(xiàn)代集成的電路設備中不期望有浮動的金屬板問題。用于克服浮動的金屬板問題的一個典型的解決方案是將金屬板耦接到天線二極管。然而，這樣的解決方案能夠增加到管芯上電容器的連接的數(shù)量，這可能不是優(yōu)選的，并且能夠耗費集成電路內過多的空間。對于浮動的金屬板問題的另一個已知的解決方案是將浮動的金屬板“弱”耦接到功率軌，其中在浮動的金屬板和功率軌之間形成間接連接。然而，為了將浮動的金屬板弱耦接到功率軌，這樣的解決方案可需要復雜的和耗費面積的互連。因此，期望能夠提供改進的管芯上電容器結構。
技術實現(xiàn)思路
本文所描述的實施例包括管芯上電容器結構和一種制造所述電容器結構的方法。應當理解，可以以很多方式實施該實施例，諸如工藝、裝置、系統(tǒng)、設備或方法。下面描述了若干實施例。在一個實施例中，描述了管芯上電容器結構。所述管芯上電容器結構包括第一電容器和第二電容器。所述第一電容器可以具有第一端子和第二端子。
所述第一端子直接連接到第一電源軌結構。所述第二端子直接連接到第二電源軌結構。所述第一電源軌結構與所述第二電源軌結構不同。所述第二電容器可以具有第三端子和第四端子。所述第二電容器串聯(lián)連接在所述第二電源軌結構和第三電源軌之間。所述第三電源軌結構與所述第一電源軌結構和所述第二電源軌結構不同。所述第三端子直接連接到所述第二電源軌結構，并且所述第四端子直接連接到所述第三電源軌結構。在一個實施例中，所述第一電容器具有第一電容，并且所述第二電容器結構具有大于所述第一電容的第二電容。在另一個實施例中，描述了一種形成電容器結構的方法。所述方法可以包括形成第一電容器結構，并且將所述第一電容器結構直接連接到第一電源軌和第二電源軌的步驟。除此之外，所述方法還可以包括形成第二電容器結構，并且將所述第二電容器結構直接連接到所述第二電源軌和第三電源軌的步驟。在一個實施例中，所述第二電源軌被插入在所述第一電源軌和所述第三電源軌之間。從附圖和優(yōu)選實施例的以下詳細描述，本專利技術的進一步的特征，其本質和各種優(yōu)勢將更顯而易見。附圖說明圖1根據(jù)本專利技術的一個實施例示出具有去耦電容器的說明性電路。圖2根據(jù)本專利技術的一個實施例示出包括形成于兩個金屬層之間的電容器結構的集成電路的說明性橫斷面視圖。圖3根據(jù)本專利技術的一個實施例示出說明性管芯上電容器結構。圖4根據(jù)本專利技術的一個實施例示出圖3中所示類型的管芯上電容器的說明性電路表示。圖5根據(jù)本專利技術的一個實施例示出制造結合圖1-圖4所描述的類型的管芯上電容器的方法的說明性流程圖。具體實施方式以下實施例描述了一種管芯上電容器結構和一種用于制造所述電容器結構的方法。對于本領域中的技術人員將明顯的是，在沒有這些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下，可以實踐本示例性實施例。在其它情況下，為了避免
不必要地混淆本實施例，沒有詳細描述眾所周知的操作。圖1是說明性的而非限制性的，根據(jù)本專利技術的一個實施例例示了具有去耦電容器的電路。如圖1所示，電路100包括：電源110、負載120和去耦電容器130。在一個實施例中，例如，去耦電容器130可以是如圖3中所示的管芯上電容器300的物理結構的電路表示。例如，可以以可編程邏輯設備(PLD)諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設備實現(xiàn)電路100。可替換地，電路100可以是專用集成電路(ASIC)設備或專用標準產品(ASSP)設備，諸如，存儲器設備或微處理器設備。應當理解，這樣的集成電路設備可以包括多個電路100。如圖1中的實施例所示，電源110可以通過兩個電源電壓軌140和電源電壓軌150耦接到負載120。去耦電容器130可以形成于電源電壓軌140和電源電壓軌150之間。應當理解，可以不同地形成電路100，并且電路100不應該被限制為如圖1的實施例中所示的準確布置。電源110可以被用于將功率供應給負載120。例如，電源110可以由未調節(jié)輸入電壓提供經調節(jié)的輸出。在一個實施例中，電源110可以是電壓調節(jié)電路(VCO)。電源110可以是線性電壓調節(jié)電路、開關電壓調節(jié)電路、電荷泵電路或任何其它期望的電源電路。本領域中的技術人員可以根據(jù)期望的集成電路設計選擇電源110的類型。在一個合適的布置中，電源110可以將3.0伏特(V)供應給負載120。如果需要，電源110可以通過電源電壓軌140和電源電壓軌150供應經調節(jié)的電壓。電源電壓軌140和電源電壓軌150可以是導線互連線或者任何其它期望的導電路徑。在一種集成電路設備中，電源軌140和電源軌150可以形成于集成電路管芯的金屬層(例如，集成電路基板上或內的金屬層)上。例如，在其中電源110將3V提供給負載120的示例中，電源110可以在電源電壓軌140上提供3V的電壓電平，并且在電壓軌150上提供0V的電壓電平。如圖1的實施例中所示，負載120可以被耦接到電源電壓軌140和電源電壓軌150。在一個實施例中，負載120可以是集成電路設備內的需要功率的任何電路元件。對于FPGA設備，負載120可以是邏輯電路。可替換地，對于ASIC/ASSP設備，負載120可以是實行ASIC/ASSP設備的功能的具體電路。去耦電容器130可以被用于使電路從另一個電路去耦。去耦電容器130可以以分流的方式耦接在電源電壓軌140和電源電壓軌150之間。在圖1的
實施例中，去耦電容器130可以使負載120從可以在電源電壓軌140和電源電壓軌150上與直流(DC)電壓一起傳輸?shù)慕涣?AC)信號或電壓峰值去耦。然后，電源電壓軌140上的任何AC信號或電壓峰值可以通過去耦電容器130進行傳輸且進入到電源電壓軌150中。例如，去耦電容器130還可以被稱為旁路電容器。應當理解，可以使用多個電容器結構形成去耦電容器130。在一個實施例中，可以使用兩個串聯(lián)耦接的電容器結構形成去耦電容器130。當使用多個耦接的電容器結構形成去耦電容器130時，由于電壓電平可以跨越兩個串聯(lián)耦接的電容器結構中的每個進行分布，所以電容器130可以能夠處理電源電壓軌140和電源電壓軌150之間大的電壓差值。圖2是說明性的而非限制性的，根據(jù)本專利技術的一個實施例例示包括形成于集成電路上的兩個金屬層之間的電容器結構的集成電路的橫斷面視圖。如圖2所示，集成電路200包括半導體基板210、金屬層230(1)-230(N)、介電層220和管芯上電容器(ODC)結構240。例如，管芯上電容器240可以類似于圖1的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝置，其包括：第一電容器，所述第一電容器具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子直接連接到第一電源軌結構，并且所述第二端子直接連接到與所述第一電源軌結構不同的第二電源軌結構；以及第二電容器，所述第二電容器具有第三端子和第四端子，其中所述第二電容器串聯(lián)連接在所述第二電源軌結構和與所述第一電源軌結構和所述第二電源軌結構不同的第三電源軌結構之間，其中所述第三端子直接連接到所述第二電源軌結構，并且所述第四端子直接連接到所述第三電源軌結構。

【技術特征摘要】
2015.05.26 US 14/722,0001.一種裝置，其包括：第一電容器，所述第一電容器具有第一端子和第二端子，其中所述第一端子直接連接到第一電源軌結構，并且所述第二端子直接連接到與所述第一電源軌結構不同的第二電源軌結構；以及第二電容器，所述第二電容器具有第三端子和第四端子，其中所述第二電容器串聯(lián)連接在所述第二電源軌結構和與所述第一電源軌結構和所述第二電源軌結構不同的第三電源軌結構之間，其中所述第三端子直接連接到所述第二電源軌結構，并且所述第四端子直接連接到所述第三電源軌結構。2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述裝置進一步包括：電源電路，其中所述電源電路將第一電壓電平供應到所述第一電源軌結構，并且將小于所述第一電壓電平的第二電壓電平供應到所述第二電源軌結構。3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述電源電路將小于所述第二電壓電平的第三電壓電平供應到所述第三電源軌結構。4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中所述電源電路供應處于3伏特的所述第一電壓電平、供應處于1.8伏特的所述第二電壓電平，并且供應處于接地電壓電平的所述第三電壓電平。5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述第二電源軌結構被插入在所述第一電源軌結構和所述第三電源軌結構之間。6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中在半導體基板的通用層中，所述第一電源軌結構、所述第二電源軌結構和所述第三電源軌結構每個由單獨的導體構成。7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述第一電容器和所述第二電容器包括高密度MIM電容器。8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述第一電容器具有第一電容值，并
\t且所述第二電容器具有大于所述第一電容值的第二電容值。9.一種管芯上電容器結構，其包括：第一電壓軌；第二電壓軌；第一電容器結構，所述第一電容器結構串聯(lián)連接在所述第一電壓軌和所述第二電壓軌之間；以及第二電容器結構，所述第二電容器結構與所述第一電容器結構不同，其中所述第二電壓軌串聯(lián)連接在所述第一電容器結構和所述第二電容器結構之間，所述第一電容器結構具有第一電容，并且所述第二電容器結構具有大于所述第一電容的第二電容。10.根據(jù)權利要求9所述的管芯上電容器結構，其中所述第一電容器結構包括：第一導電板和第二導電板，其中所述第一導電板直接連接到所述第一電壓軌，并且所述第二導電板直接連接到所述第二電壓軌；以及介電層，所述介電層形成于所述第一導電...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：K·S·歐，C·薩達納，Y·徐，G·陳，
申請(專利權)人：阿爾特拉公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US