TW201034164A - Integrated capacitor with interlinked lateral fins - Google Patents

Description

201034164 六、發明說明： 【相關申請案】 此件專利申請案與由Patrick j. Quinn所共同擁有之標 題為「整合電容器之遮蔽技術」的美國專利申請案、由

Patrick J.Quinn所共同擁有之標題為「具有格子（加抓） 橫截面的整合電容器」的美國專利申請案、由匕…仏厂

Qumn所共同擁有之標題為「具有纜線平板的整合電容器」 的美國專利巾請案、由PatHek 所共同擁有之標題 為「具有十字元件陣列的整合電容器」的美國專利申請案 及由JanL.de J0ng等人所共同擁有之標題為「具有交替疊 層部分的整合電容器」的美國專利申請案同時提出，此等 美國專利申請案之揭露内容實際各自以參照方式而將其整 體納入於本文。 【發明所屬之技術領域】 本發明關於形成於積體電路（IC ; integrated circuh) 中的電容器，通稱為「整合電容器」。 【先前技術】 製造1C之方法典型包括：一前端處理順序，其中，諸 如電晶體之種種的電氣元件形成於一半導體基板；及，一 後端處理順序，概括包括形成具有傳導通路（“a)的介電 材料與圖案化（patterned)傳導材料（典型為金屬）的交替 層或使用其他技術以互連金屬層來形成—種三維的接線結 201034164 構，其連接電氣元件至其他電氣元件及⑴之端子。 電容器為了種種目的而用於IC系統。於多個實例，納 ^ 整合）一電容器於10晶片是期待的。_種簡單的方式 是形成具有一介於中間的介電質的二個傳導平板；然而， 此針對於取得的電容而消耗相當大的面積。用於增大一既 定面積的電容之-種技術運用多個傳導平板，各:傳導平 板與鄰近的平板由介電質所分開。另外的技術運用傳導板 « 條（响），亦稱為傳導線條（line)、傳導指冑（如㈣ 或傳導線跡（trace)，其交替地連接至第一與第二電容器 端子（節點）。於傳導板條之間耦合的側壁提供電容。^ 垂直一致性排列或配置之傳導板條層可附加以 種整合電容器結構的電容。 退而增大一 -種電容器具有連接至第一節點之於連續層的若干個 條=與連接至整合電容器之第二節點的相等數目個 _ 條交替。該傳導板條是於連續層上偏置了半個 兀，使得連接至第-節點之一傳導板條具有於其上 侧的連接至第二節點之傳導板條。提供針對於各個節 的相等數目個傳導板條是與至基板的各個節點之轉 二千衡，此是期待於一些應用中，但為不期待於其 Θ二：切換式應用’其中’於一個節點處具有較小人 :用=為了降低對於基板之耦合，一厚的二氧化” 一種標準CM〇S製造順序， 友σ於 s ^ m Λ 土 可此需要另外的步驟以附加 ^處理流程。重4的平行料板條運用匯流板條^ 5 201034164 接在其末端’匯流板條消耗額外的表面積。 供一種整合電裳装夕2 . ^ t 器之另一個方式是具有連接至該電

各器的節點之於—層的傳導板條及連接至相同節點的 重叠傳導板條。此本質為形成連接至該電容器的第一節點 之簾幕（curtain )的傳導板條與互連通路及連接至第二節 點之相鄰簾幕的傳導板條與互連通路。連接至該相同節點 的重疊傳導板條避免關聯於匯流板條之喪失的表面積；然 而’層間的電容是降低，因為上方板條如同下方板條而連 接至相同節點。此效應是稍微排除’因為隨著臨界尺寸縮 :’板條間的電容相較於層間的電容而成為較為強勢。換 3之’於連續金屬層之間的介電層分離隨著減小臨界尺寸 而成為愈來愈大於傳導板條之間的介電分離。 概括期待的《：整合電容器具有高的比電纟（—c capacitance );然而，於諸多情況，製造能力與品質因數（q 因數，quality factor)巾為關注。一個製造能力#關注是控

制於一大1C之内、跨於一晶圓及逐批的整合電容器之最終 的電容值。 ' 因此，可製造以提供一致的電容值之整合電容器是期 望的。更概括為期望的是：整合電容器具有每單位面積的 高電容、低損失（電阻）與低的自電感，其藉由提高自共 振頻率與電容器電路品質而改良高頻的應用。於一些應 用’遮蔽整合電容器免於電氣雜訊是更為期待的。 【發明内容】 6 201034164 一種於積體電路（ic)中的電容器具有：一第一節點 導線，形成於該1C的一第一金屬層且具有沿著一第一方向 延伸之一第一脊柱（spine)、自第一脊柱而沿著垂直於第 一方向的一第二方向延伸之一第一垂直元件、沿著第一方 向延伸之一第—柱頭（capital)元件#自該柱頭元件而朝向 第脊柱L伸之一第一裝襯（serif)元件。該種電容器亦具 有.一第二節點導線，形成於該1C的第一金屬層且具有沿 著第一方向延伸之一第二脊柱、自第二脊柱而沿著第二方 向而朝向第一脊柱延伸之一第二垂直元件、沿著於第一脊 柱與第二脊柱之間的第一方向延伸之一第二柱頭元件與自 第二柱頭元件而朝向第二脊柱延伸之一第二裝概元件，該 第二裝襯元件酉己置於第一垂直元件與第一裝概元件之間。 【實施方式】 諸如可程式邏輯元件之複合1〇經常具有藉由形成於一 參半導體基板上之介電材料層所分開的數個圖案化金屬層， 其用於接線連接與其他功能。本發明之一些實施例可適於 現存CMOS處理程序，藉由運㈣成期望的圖案於適當金 屬層之遮罩（mask ) &通過金屬間的介電f (腳； inter-meta】 dlelectric )層或層間的介電質（⑽ 仏1 — 0之通路（Via)。通路運用數種習知技術之任-者所形成，諸如.接觸插頭（e〇ntact幽^、金屬鎮欲 (da刪⑽〇或雙金屬鑲嵌技術。同理，傳導板條運用數 種習知技術之任-者所形成，諸如：薄膜金屬㈣（eg)、 7 201034164 薄膜金屬升離（lift-off) '金屬鑲嵌與雙金屬鑲嵌技術。於 一些實施例’該等傳導層之一者是一聚矽或矽化物層。於 再一個實施例’於半導體基板之一傳導井形成一電容器平 板或一遮蔽的一部分。 整合電容器運用於種種的應用。儘管高的比電容概括 期待以降低用於整合電容器之1C的表面積，合成的電容值 亦為極重要於諸多應用，諸如：調諧應用。換言之，於一 些應用，跨於一 1C晶片 '跨於一晶圓及逐批的電容值是夠 重要而犧牲比電容。相較於劇烈仰賴於層間（垂直）電容 之整合電容器，主要仰賴於層内（橫向）電容之整合電容 器顯示相當低的變異，因為尺寸的準確性是較可控制。注 意.一電容器概括視為一種二端子元件，且如本文所述的 頂部」與「底部」節點概括對應於電容器的此二個端子。 因此，下述的結構可視為（例如：電氣）$接至一個節點 或另-個節點或形成一節點的部分者。一節點未分開所連 接的電容結構，而是彼等結構可形成—節點的部分者。

術語「頂部」節點與「底部」節點無須關於相對於IC 或其他結構之該等節點的實 、 π π際方位，而疋運用為權宜的術 連接$ ο 電奋15之頂4郎點指出該節點為 連接至一放大器或其他元古 種曰 十夂同阻抗或间增益埠。於一 種曰日片上系統（SoC ; system 、 轉換器（ADr.〗 P) ’於一類比至數位 器（ADC , anal〇g切igiul __ 於在頂部節點（S於除了 #心 W確度相依 茸岳φ 、了底〇Mp點外的所有其他節點、的 寄生電容（ctQp)與於二個節他節點）的 ，·占間的有用净動訊號電容的電 201034164 容（csig)之比值。遮蔽頂部平板 變動是期待的，使得Ct()p維持為低於接地電流或電壓供應 環繞頂部節點來隔離該頂 赴^。運用底部節點以實質 乃口丨即點免於去里人 點，藉由實質形成圍、繞該頂部 '、5 ;電路的其他節 ❹ 且於-些實施例，使得該頂部節：拉第殼的-部分’ 元件。熟悉此技術之人士所瞭解的是^於^的其他傳導 氣連接是通過底部節點遮蔽所作成，且=頂部節點之電 是非完全環繞頂部節點。 4底部節點遮蔽 於—些實施例，頂部節點之—此 似而+ . 二側邊保留未遮蔽。舉 σ，實際遠離其他節點之頂部 遮蔽。於其他實施例，運的—端可能保留未 j運用整合電容器作為設計單元，且 = 葬連接相鄰的整合電容器以得到一較高的總電容。於一 二實施例，相鄰共同連接的整 邱八i θ ,、 J正σ m令姦之底部節點遮蔽的 諸：者“略’允許較高的封裝密度。於還有其他應用， 诸如.於—現場可程式閘陣列（FPGA ; field ga e array )之多重十億位元收發器（; muiti g㈣it =败elve〇的高頻類比電路，省略—節點遮蔽以維持於電 各益的平板之間的平衡。電容器概括有用於廣泛的種種積 體電路及廣泛的種種應用。舉例而言，一或多個電容器可 有用於一種切換電容器網路，諸如：於類比至數位轉換器， 或作為針對於AC發訊之一解麵合或濾波電容器（例如：於 MGT)。概括而言，本文所述的電容器結構可有用於需要 電容之任何應用。 圖1 A疋根據一個實施例之一種具有交互連接側翼圖案 9 201034164 • , 的整s電各器100之一層的平面圖。該交互連接圖案是與 頂°卩節點導線104的τ形翼之一對應圖案交互連接的一 底部節點導線1〇2的τ形翼之一重複圖案。一個翼的裝襯 70件（參閱：圖1B的參考符號150)是於一個相鄰翼的垂 直元件（參閱：圖1B的參考符號142)與裝襯元件（參閱： 圖1B的參考符號148)之間。術語「垂直」是根據關聯於 註記之命名法而運用以描述該翼的傳導元件，且無須論及 此傳導元件的任何特定方位。 頂部節點導線104之翼的排（tier )是藉著一匯流條丨丨〇 ® 所電氣連接在一起。T形翼是自一排的脊柱106、108而正 交延伸於二個方向。該等翼是彼此相對（即：沿著脊柱1 〇 6 之轴為鏡像）’但是於替代實施例為非彼此相對（即：自 該脊柱而延伸於一個方向之一翼是非直接相對於自該脊柱 而延伸於另一個方向之一翼）。 頂部節點導線104之最外脊柱112與匯流條丨10是由 底部節點遮蔽條Π4、1 Ιό所包圍。翼是自最外脊柱1 12而 朝内延伸以與具有相反節點極性之對應翼交互連接。底部 ® 卽點遮蔽條114、1 16遮蔽該頂部節點導線之最外脊柱丨12 與匯流條110免於側向耦合至IC的其他節點，而側向耦合 至該頂部節點導線之匯流條n〇與最外脊柱丨12。底部節點 導線之匯流條1 1 8與最外脊柱12〇是類似遮蔽頂部節點導 線104之T形翼與其他傳導特徵。因此，頂部節點導線1〇4 實質為完全包裝於底部節點導線1〇2，除了針對於一頂部節 ”占接觸線跡1 2 2所提供的一小間隙。於一替代實施例，底 10 201034164 部節點導線完全包裝該 線之電氣連接是透過自 多個通路所作成，即： 屬層的上方或下方。 頂部節點導線，且對於頂部節點導 於ic的後端堆疊之—金屬層的—或 在該頂部節點導線所形成之處的金 頂部與底部節點導線是形成於介電材料，諸如：沉積 二=切或其他的介定實施例，溝渠形成 ^電材料且該等溝渠是填充金屬以形成金屬線跡。於— 特:實施例’金屬線跡相較於其寬而為較深，此促進針對 f雨的比電容的橫向電容與緊密封裝。於-示範的實施 列制製造金屬線跡以具有針對於線跡所形成之處的金屬層 之製造技術節點製程所允許的最小金屬線寬度，且且有允 許的最小金屬線跡間距（即：介電側壁厚度）。於另—個 實施例，金屬線跡寬度與金屬線跡間距均超過針對於 層的最小可允許值為1G%，此可提供改良的可#度與產量。 於其他的實施例，選取金屬線跡寬度與間距以平衡針對於 ❹肖的比電容之需要與針對於良好的製造能力與可靠 要。於又一個實施例，-第-金屬層具有-第—最：線寬 J與-第-最小間距且一第二金屬層具有大於第一最小線 寬度之一第二最小線寬度與大於第一最小間距之一第二最 小間距，如為經常於後端堆疊金屬層的情形。舉例而：取 第Μ個金屬層可能相較於第心個金屬層而需要料 於極性（即··節點連接）交替於連續的金屬層 1 一個實施例（參閱：例如圖2Β)，選取於第…❹之 ’徵尺寸以置於第Μ個層之特徵的下面’以得到良好的垂 201034164 ◎ 直電㈣合。換言之’於第Μ-l個層之特徵是大於根據最 小設計規則所得到者’藉以匹配於上方的相鄰的第Μ個層 之特徵。於一替代實施例，連續層具有不同尺寸（線寬度 ^間距）之類似的Τ形翼陣列，其一些者是重疊或部分重 疊連接至下方金屬層的相對節點之傳導元件。！陣列透過 於該等翼所界定之金屬層的線跡122、123而電氣連接至電 容器節點’或是透過通路（參閱：圖2Α之參考符號21〇) 至於上或下（# :上方或下方）傳導層之-節點元件。於 特疋實施例’對於頂部節點導線i Q4《電氣連接是透 ^線跡所作成，且線心23是省 <，對於底部節點導 線之電氣連接是透過通路而作成至另一層’諸如：底部節 點遮蔽平(參閱：囷2β之參考符號214)。 通路於L一個實施例，頂部與底部節點連接器是包括傳導 ◎ ，邊如·運用一種雙金屬鑲欲製程所形成的通路，其 自於圖1A戶斤示的金屬居#'、 屬或聚合層US延:属線朝向下-個下方的金 方金屈爲反延伸。於-個實施例，通路連接至於下 屬層之頂部與底部節點導於一 下士入® a 叫付疋貫施例，於 ^ 之頂部與底冑節點㈣| # 4 層之金屬圖案且具右佣U於圖1八所不 極性，且傳導圖1A所示層之金屬圖案的相同 傳導通路連接於連續金屬層 替代實施例，通路…山 卽點導線。於-個 層，而提高頂：： 未電氣連接至-下面的金屬 ^ 邛與底部節點導線的橫向電容。y 節點技術，當爭士叮人 ^ 於—40 nm 距或接近最小通路間距所增加時；為：最小通路間 于預期增加傳導通孔至頂 12 201034164 部與底部節點導線以提高根據圖1 A之一種整合電容器的比 電容為約1 5 〇/。。 圖是圖ία的整合電容器之一部分 鲁 頂部節點導線之一排包括一脊柱132與翼134、136、138。 數種型式的翼是替代用於實施例。該種整合電容器具有— 底部節點排，其具有自底部節點脊柱140延伸且與頂部節 點翼134、136、138之底部節點翼144、147交替。底部節 點翼144具有一第一垂直傳導元件142，其自底部節點脊杈 140延伸至該底部節點翼的一基本元件ι45。脊柱14〇沿著 一第一方向延伸’且垂直元件142自脊柱14〇而沿著實質 垂直於第一方向之一第二方向延伸。一基本元件145沿著 第一裝襯元件146與一第二裝襯元件丨48之間的第—方 向延伸，裝襯元件！46與148均為自基本元件145往回朝 向該排的脊柱140而沿著實質平行於第—垂直元件142之 第二方向延伸。頂部節點翼136的一第三裝襯元件是 :己置於第—垂直元# 142與第二裝襯元# 148之間。頂: 即點翼類似於底部節點翼，且頂部節點翼之詳細說明因此 省略。於再—個實施例，一翼包括突出部分（ledge)， 自該等裝襯元件的遠端往回而沿著朝向該垂直元件的第二 方向延伸且與相反極性的相對翼之對應突出部分互鎖。— 一圖ic是平面圖，說明根據圖1八的—種整合電容器 -個實施例的轉角圓化（rounding )。_第一節點導線芍之 的—外部轉角160是相對於一第二節點導線166的二 轉角164。當界定細微的金屬特徵於小的 内部 | ·钻筏術（概括為 13 201034164 小於90 nm且尤其是於65 nm或更小的CMOS製程），歸

因於平版印刷法的光線散射之轉角圓化是一種常見的問 題；然而，轉角圓化未使得此整合電容器的比電容降級， 因為一個轉角之圓化是由於相對轉角之圓化所相配。圖1A 之準碎片形（qUasi_fractal)圖案大部分為未受到轉角圓化 所影響，且因此為較不易於受到製程擴張的影響，提供於 一 ic的整合電容器之間、或跨於一晶圓的lc之間的改良 匹配。 國疋 ❹ _ 瓜w 一- 〜调优圃，登合電容器200 納入於一種積體電路的後端層。為了圖示簡化與清楚，整 合電容器200僅顯示數個翼與部分翼的一橫戴面。根據一 個實施例之一種典型的整合電容器具有數百個翼於一排。 :第-金屬層M1與一第二金屬層M2均具有根據圖以之 乂互連接翼的準碎片形圖案。第二金屬層Μ〗具有如同第一 金屬層⑷之相同極性’即：第二金屬層的_頂部節點導線 2们重疊於第—金屬層的—頂部節點導線鳩，且第二金屬 ❹ ^一底部節點導、線2G6重疊於第—金屬層的—底部節點 介於頂部節點導線之間及介於底部節點導線之間 '肖於#通路210、212疋藉由提供通路間的電容麵合（其抵 電容Μ合的損失）而提高於頂部與底部節點之間 J電纟’相較於重疊的傳導元件的極性交替之實施例 、芩閱.例如圖2Β)。 板2::電容器2°〇包括：一選用式上方底部節點遮蔽平 14與-選用式下方底部節點遮蔽平板216，其於一特定 14 201034164 言可形 由寬板 因為大 大線寬 可為·一 屬層之 圖案化 點免於 金屬層 整合電 實她例為形成於ic之聚砂（聚人、成 成於任何適合的層。上方底部;：蔽 條的圖案化金屬而非為_連續薄片的金屬所：為 多數IC製程具有針對於形成於一金最 戶:：格。形成於-聚合層之下方底部節點遮蔽3 連續薄片，若設計規則允許該種結構。形成於= :屬下=節=平板將很可能亦為由寬板條的 ❹ Φ 料 /與下方底部遮蔽平板遮蔽頂部節 ’於1C之其他節點的不需要耦合’且提供對 :頂部節點導線之附加的垂直輕合，因此提高該』 各器的比電容。 藉由底4即點傳導凡件之頂部節點 期待，舉例而言，用於確 千的遮蔽疋 於i 一 之低失真的取樣資料轉移。 個實施例’可提供連接至例如類比接地、數位接地、 二：之—選用式參考遮蔽平板218以遮蔽該底部節點免於對 於1C的其他節點之不需要的柄合。介電材料咖（諸如. 由熱與沉積處理所形成的氧化石夕）是電氣_ IC的節 點。於—些實施例，視特定應用之需求而定，部分或全部 的遮蔽是可省略。 於再-個實施例’一第三金屬層具有準碎片形的圖 f，且選用式遮蔽平板形成於—第五金屬層，其於一個特 疋實施例為1C之一接地平面層。於另一個實施例，一附加 Η的交互連接翼包括（例如：底部節點遮蔽平板2 14形成 於Μ4層且參考遮蔽平板218形成於皿5層）。形成一接地 15 201034164 遮蔽平板於M5層是特別期待於使用河5層以提供—接地平 ^層之1C’且更特別是重昼整合電容器之M5層的部分者 提供一類比接地平面者，類比接地平面相較於扣的一數位 接地節點而經常具有較少的電氣雜訊。於另一個實施例立 附加層的交互連接翼形成於犯與⑽層且底部節點平板形 成於M5層。於又一個實施例’遮蔽平板是省略，或僅有一 個遮蔽平板（例如：聚合板2〖6 )提供。 ❹ 圖2B是根據圖1A之—種整合電容器23()的側視圖， 整合電容3 230納入於一種積體電路的後端層其具有於 層間的交替極性。為了圖示簡化與清楚，整合電容器23〇 僅顯示數個翼的一橫截面 纟^ ^ , 價戳囱根據一個實施例之一種血型的 整合電容器具有數百個翼一 八 一 吳％合徘 第一金屬層Ml與一第 二金屬層M2均具有根據圖a之交互遠桩M从.隹 吗又立運接翼的準碎片形圖 案。第二金屬層M2且右士 nF1梦 X « „ . W 八有如冋苐一金屬層Ml之相反極性， 即·第一金屬層的一頂部節點莫蟪Μ,去Α 只I郎點導線232重疊於第一金屬層 的一底部郎點導線234，且笛-a屈麻ΛΑ 且第一金屬層的一底部節點導線 ❹ 236重疊於第一金屬層的— ^ 旳頂部卽點導線238。於相鄰層的

交替極性改良垂直雷交 I 直冤谷舉例而言，於一種範例的4〇 nm 節點技術，介於金屬層之門 蜀續之間的垂直電容提高該種整合電容 器的電容為約30%。 整合電容器230包括：一選用式上方底部節點遮蔽平 板214與—選用式下方底部節點遮蔽平板216，其於一特定 實施例為形成於1C之聚矽Γ取人、院 夕（聚合）層。上方底部節點遮蔽 平板典型為由寬板條的圖安&人ra 1來旳圖案化金屬而非為一連續薄片的金 16 201034164 屬所形成，因為大多數1(：製程具有針對於形成於—金 點遮蔽平板聚合層之下方底部節 敝十板了為-連續薄片，若設計規則允許該種 形成於一金屬層之一下方底部節點 。

,^ <眠卞板將很可能亦A :板條的圖案化金屬所形成。上方與下方底部遮蔽平板 〜蔽頂部節點免於對於IC之其他節點 供饼热由P日祐受稱σ’且提 參 ❿ 間金屬層的頂部節點導線之附加的垂直輕合 此^焉該種整合電容器的比電容。 /藉由底部節點傳導元件之頂部節點傳導元件的遮蔽曰 期待，舉例而言，用於確保於1C之低生# Μ 疋 於 、碩保於IC之低失真的取樣資料轉移。 1個實施例，可提供連接至例如類比接地、數位接地 =了選用式參考遮蔽平板218以遮蔽該底部節點免 .、山0其他ip點之不需要的輕合。介電材料22〇 (諸 \由熱與沉積處理所形成的氧切）是電氣隔離於 相對郎點元件。 :再-個實施例，一第三金屬層具有準碎片形的圖 定選用式遮蔽平板形成於一第五金屬層，其於一個特 層的丄列為1C之一接地平面層。於另-個實施例，-附加 於m3連接翼包括（例如：底部節點遮蔽平板214形成 遮蔽平：且參考遮蔽平板218形成於M5層）。形成-接地 層是特別期待於使用祀層以提供一接地平 提供一 IC ’且更特別是重疊整合電容器t M5層的部分者 接地比接地平面者，類比接地平面相較於1C的-數位 卩點而經常具有較少的電氣雜訊。於另一個實施例， 17 201034164 附加層的交互連接翼形成於M3與M4層且底部節點平板形 成於M5層。於又一個實施例，遮蔽平板是省略，或僅有一 個遮蔽平板（例如：聚合板216 )提供。 注意：所述的層之型式與數目僅為實例，且於一此實 施例，可運用其他適合層，且可運用任何數目個層。舉例 而言，運用的層可取決於可利用於製程之層的型式與數 目，且其他配置將對於熟悉此技術人士為顯而易見。概括 而言，根據本發明之實施例，可運用任何適合層及任意數 目個層。 © 圖3是一種FPGA 3〇〇半導體裝置的平面圖，納入根據 一個實施例之一種整合電容器。FPGA3〇〇包括CM〇s部分 於數個功能方塊，諸如：於RAM與邏輯，且為運用一種 CMOS製程所製造。根據本發明的一或多個實施例之一或多 個整合電容器355納入於FpGA之數個功能方塊的任一者， 涪如.時脈電路305 '多重十億位元收發器3〇1或其他的 f此方塊，於多個功能方塊之内；或於FPGA 300的一實體 區段或部分之内。整合電容器355特別期待於電容器的一 ◎ 或一個端子為切換之應用，且其包括頂部節點遮蔽之實施 幻更期待於頂部節點連接至或切換至於FPGa 3〇〇之一電 路的_ 古 ' 尚阻抗或高增益節點之應用。根據實施例之整合電 '、為期待於諸如於一 Μ(3Τ的一等化濾波器之應用其 運用整合電容器作為耦合一個訊號節點至另一者之浮 動電容g ° 於一個特別實施例’根據一個實施例之一種整 電合器納入至FPGA之一類比部分，諸如··收發器部分或 18 201034164 讯號處理部分。於再一個實施例，整合電容器包括形成於 一類比接地金屬層（例如：於一範例FPGA的一 M5層）之 一參考遮蔽平板（參閱：圖2A、2B之參考符號218)，且 該參考遮蔽連接至FPGA之類比接地端子，其相較於數位接 地端子而典型為較靜。

FPGA架構包括多個不同的可程式瓦塊（tile )，包括： 多重十億位元收發器（MGT ) 30 1、可組態邏輯方塊（CLB ; configurable l〇gic block ) 3〇2、隨機存取記憶體方塊 (BRAM ; random access memory block) 303、輸入/輪出方 塊（ΙΟΒ ; input/output bl〇ck ) 3〇4、組態與時脈邏輯 (CONFIG/CLOCK)305、數位訊號處理（Dsp; digiu 丨々㈣ processing)方塊306、專用輸入/輸出（1/〇)方塊3〇7 (例 如：組態埠與時脈埠）及其他可程式邏輯3〇8，諸如：數位 時脈管理器、類比至數位轉換器、系統監視邏輯等等。一 些FPGA亦包括：專屬處理器（pR〇c)方塊31〇。 於一些FPGA，各個可程式瓦塊包括-可程式互連元件 (INT ; interconnect) 3 1 1，其且右分、G 士人 A ,, 头具有在返於各個相鄰瓦塊的 -對應互連元件之標準化連接。因此，—起㈣的可程式 互連元件實施針對於圖示的FPGA之可程式互連叫可程 式互連元件（INT) 311亦包括往返於相同瓦塊内的可程式 邏輯元件之連接’如由包括在圖3之頂部的實例所示。 舉例而言，一 CLB 302可包括可@ & 了程式規劃以實施使用 者邏輯之一可組態邏輯元件（Γ 〇 configurable logic element) 312加上單一個可短忒 矛式互連几件（INT) 3U。除 19 201034164 了或多個可程式互連元件之外，一 BRAM 303可包括一 M 邏輯元件（BRL ; BRAM logic element) 3 13。典型 而。’納入於一瓦塊之互連元件的數目視該瓦塊之高度而 疋於描緣的實施例’一 BRAM瓦塊具有如同四個CLB之 相同问度’但是其他數目（例如：五個）亦可運用。除了 適當數目的可程式互連元件之外，一 DSP瓦塊3〇6可包括 —DSP 邏輯元件（DSPL ; DSP logic element) 314。除了-實例的可程式互連元件（INT ) 3 11之外，一 I0B 304可 包括例如二個實例的輸入/輸出邏輯元件（IOL·; input/output 〇 element) 315。如將為熟悉此技術人士所明白，舉例 而舌，連接至I/O邏輯元件315之實際1/()墊是運用在種種 圖示邏輯方塊之上方的疊層金屬所製造，且典型為未限定 =輸入/輸出邏輯元件315之區域。於描繪的實施例，接近 :片之中央的柱狀區域（於圖3所示為陰影處）用於組態、 時脈與其他控制邏輯。 利用於圖3所示的架構之一些FpGA包括附加的邏輯方 塊’瓦解構成FPGA大部分者之規則的柱狀結構。附加的邏❹ 輯方塊可為可程式方塊及/或專屬邏輯。舉例而言，於圖3 所示的處理器（PR〇C)方塊31〇跨越數行 注意：圖3僅意圖以說明一個範例的FpGA架構。於一 行（column)的邏輯方塊之數目 '諸行的相對寬度、行的 數目與順序、納入於諸行的邏輯方塊之型式、邏輯方塊之 相對尺寸及包括在圖3之頂部的互連/邏輯實施純然為範例 性質。舉例而言，於一實際FPGA，典型包括超過一個相鄰 20 201034164 行的CLB而無論該等CLB出現在何處，以利於使用者邏輯 之有效率的實施。 儘管前文描述根據本發明的一或多個觀點之示範實施 例，根據本發明的一或多個觀點之其他與進一步實施例可 設計而未脫離其料，本發明之範_由隨後的申請專利範 圍與其等效者所決定。列出步驟之申請專利範圍非意指該 等步驟之任何順序。商標是各自擁有者之財產權。 【圖式簡單說明】 伴隨圖式顯示根據本發明的一或多個觀點之示範實施 例^而’伴隨圖式不應視作限制本發明㈣示的實施例， 而是僅用於解說與瞭解。 圖1 A疋根據—個實施例之—種具有交互連接側翼的準 砕片形圖案的整合電容器之一層的平面圖。 疋圖1A的整合電容器之一部分的平面圖。 圖1°是平面圖，說明根據圖1A的整 實施例的轉角圓化。 …之個 圖 2 A 曰 < 心. 入於一種二—種整合電容器的側視圖’該種整合電容器納 入於種積體電路的後端層。 ® B疋根據圖1A之整合雷交 雷容器納入认 側視圖’該種整合 °、、入於一種積體電路的後端層， 替極性。 3 "具有於層間的交 圖3納人# g 八很據一個實施例的整合電容 括 平面圖。 电令态之—種FPGA的 21 201034164 【主要元件符號說明： 1 100 整合電容器 102 底部節點導線 104 頂部節點導線 106、 108 脊柱 110 匯流條 112 最外脊柱 114、 116 底部節點遮蔽條 118 匯流條 120 最外脊柱 122、 123 線跡 130 整合電容器之部分 132 脊柱 134、 136 、 138 翼 140 脊柱 142 垂直元件 144 翼 145 柱頭元件 146 裝襯元件 147 翼 148、 150 裝襯元件 160 外部轉角 162 節點導線

22 201034164

164 内部轉角 166 節點導線 200 整合電容器 202 > 204 頂部節點導線 206 ' 208 底部節點導線 210 、 212 通路 214 、 216 底部節點遮蔽平板 218 參考遮蔽平板 220 介電材料 230 整合電容器 232 頂部節點導線 234 、 236 底部節點導線 238 頂部節點導線 300 FPGA 301 多重十億位元收發器 302 可組態邏輯方塊 303 隨機存取記憶體方塊 304 輸入/輸出方塊 305 組態與時脈邏輯 306 數位訊號處理方塊 307 專用輸入/輸出方塊 308 其他可程式邏輯 310 專屬處理器方塊 3 11 可程式互連元件 23 201034164

312 313 314 315 355 B Ml ' T M2、M3、M4 金屬層 可組態邏輯元件 BRAM邏輯元件 DSP邏輯元件 輸入/輸出邏輯元件 整合電容器 平板層 平板層 24

Claims (1)

1. 201034164 七、申請專利範圍： 1. 一種於積體電路（1C)中的電容器，包含： 一第一節點導線，形成於該1C的一第一金屬層，具有 沿著一第一方向延伸之一第一脊柱、自該第一脊柱而沿著 垂直於該第一方向的一第二方向延伸之一第一垂直元件、 沿著該第一方向延伸之一第一柱頭元件與自該第一柱頭元 件而朝向該第一脊柱延伸之一第一裝襯元件；及 一第二節點導線，形成於該1C的第一金屬層，具有沿 Φ 著該第一方向延伸之一第二脊柱、自該第二脊柱而沿著該 第二方向而朝向該第一脊柱延伸之一第二垂直元件、沿著 該第一脊柱與該第二脊柱之間的第一方向延伸之一第二柱 頭元件與自該第二柱頭元件而朝向該第二脊柱延伸之一第 二裝襯元件，該第二裝襯元件配置於該第一垂直元件與該 第一裝襯元件之間。 2. 如申請專利範圍第1項之電容器，更包含：自該第一 柱頭元件而朝向該第一脊柱延伸之一第三裝襯元件，該第 Φ 一柱頭元件於該第一裝襯元件與該第三裝襯元件之間延 伸，藉以形成該第一脊柱之一第一翼。 3. 如申請專利範圍第2項之電容器，更包含：自該第二 脊柱至一第三柱頭元件延伸之一第三垂直元件、自該第三 柱頭元件而朝向於該第一垂直元件與該第三裝襯元件之間 的該第二脊柱延伸的一第四裝襯元件。 4. 如申請專利範圍第2項之電容器，更包含：一第二 翼，具有相對於該第一垂直元件為自該第二脊柱而延伸於 25 201034164 該第二方向之一第三垂直元件。 5. 如申請專利範圍帛4項之電容器，其中，該第一翼是 一第一 τ形翼且該第二翼是與該第_ τ形翼交互連接之一 第二Τ形翼。 6. 如申請專利範圍第2項之電容器，更包含·自該第一 脊柱而朝向該第二脊柱延伸之―第―複數個翼及自該第二 :柱延伸且與該第一複數個翼交互連接之-第二複數個 翼。 7·如申請專利範圍第6項之電容器，更包含： — 脊柱延伸而離開該第二脊柱之-第三複數個翼。 8.如申請專利範圍第7項之電容器，其中，該 固翼之各者沿著該第一脊柱為相對 應的各者。 /弟複數個翼之對 9·如申請專利範圍第㈣之電 =:::r:r線且―是該頂部 的最外料線更包含沿著該頂部節點導綠 t伸之一第一節點遮蔽條。 10.如申請專利範圍第6項之電容器 點導綠I ， T 3亥第二备含 '' ~頂部節點導線且更包含沿著嗲笫_ — 線更包含心= 延伸’且該第-節點導 。：^匯流條延伸之一第—節點遮蔽條。 ’。申請專利範圍帛6項之電容器，其中 是：是-頂部節點導線且更包含—匯流條；第：節 頂部節點導線的—最外脊柱且自該匯流條= 26 201034164 :=導線更包含沿著該匯流條延伸之1 —節點遮蔽條 ”口者該最外脊柱延伸之―第二節點遮蔽條。 一 1 一2.如申請專利範圍第6項之電容器，更包含：該⑴的 -第二金屬層’具有重疊於該第一複數個翼之一第三複數 個翼與重疊於該第二複數個翼之一第四複數個翼。 13’如申請專利範圍第12項之電容器，其中該第三 數個翼藉著一第一複數個傳導通路而電： Φ 參 :::接且該第四複數個翼藉著-第二複數個傳導L: 電虱連接至該第二複數個翼。 14· 一種於積體電路（IC)中的電容器，包含： 〜一第一節點導線，形成於該1(：的—金屬層，具有—> 一節點匯流條、自該第一節點匯流條 二 第 點脊柱、自一第一節…於一第」之複數個第-節 乐即點脊柱於第—方向延伸之一笛 數個τ形翼與自該第一節點脊柱於相對於該— 複 第二方向延伸之—第：複數個T形翼；及 方向的〜 一第二節點導線，形成於該金屬層，具有— 匯流條、自該第二節點匯流條延伸之複數個：：：節點 柱、自-第二節點脊柱於該第一方 ：即點脊 個T形翼的至少一些者交互連接之一第三複;=複數 15·如申睛專利範圍第14項之電容器，复 /翼。 切換電容器之一底部節點，且該第：節點：第〜節 鄰近且沿著該第二節點匯流條延伸之底部線更包 I6·如申請專利範圍第15項之電容器，复蔽條。 點導線更包括鄰近且沿著該第二節點脊柱延伸’：第〜節 之一第二扈 27 201034164 部節點遮蔽條。 π.如申請專利範圍第14項之電容器，其中，該第二複 數個T形翼是該第一複數個τ形翼之一鏡像。 I8·如申請專利範圍第14項之電容器，更包含： 第—複數個第一節點脊柱，於該1C的一第二金屬 Γ習且曰連接至於該第二金厲層的第-節點之—第四複數個τ /疋重疊於6亥第一金屬層之第一複數個Τ形翼； 、一第二複數個第二節點脊柱，於該1C的第二金屬層， ❹ 且連接至於該第二合厲植 層的第二郎點之一第五複數個T形 翼疋重疊該第三複數個T形翼； ♦複數個傳導通路，連接於該第一複數 的至少一些者至於該第四複數個丁形翼的至少一也者；及 H數個傳導通路，連接於該第三複數個 的至少-些者至於該第五複數個τ形翼的至少一此者；翼 19·如申請專利範圍第14項之電容器，更包含： 第一複數個第一節赶炎“ 即點含柱，於該的一第二金屬 層，且連接至於該第二金 , 第金屬 竭增的第一即點之一第递杳 形翼是重疊連接至於^ u 第四複數個Τ m哀弟一金屬層 個τ形翼；及 即點之第二複數 -第二複數個第二節點脊柱，於 且連接至於該第二金屬的第—金屬層， 翼是重疊連接至於該第—今麗·;郎點之—弟五複數個丁形 τ形翼。 第金屬層的第-節點之第—複數個 20.如申請專利範圍第M 电谷15其中，該1C是 28 201034164 一現場可程式閘陣列，具有一類比部分且更包含形成於該 類比部分的一類比接地層之一參考遮蔽平板。 八、圖式： (如次頁）

   29