TW465080B - Semiconductor device - Google Patents

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4 6 5 Ο 8 〇 五、發明 — " — --- 發明背景 1 · 發明領域 本發明是有關於半導體裝置 2.相關技藝 在半導體裝置上形成的電容元件，必須在 =到大的電容…達到這個目的，所使用的一 是在一般MOS電晶體形成的同時，形成一電容元件。然 而’隨著半導體裝置設計習慣縮小的進展，閉極氧化層的 厚度變得愈薄，如果將上述方法用於形成—加入的電容元 件以達成均勻平板端電容的目的，則ESD (電子靜態放 電）承受電壓就會變小，由於這個原因，對於在小表面積 範圍内形成具有足夠ESD承受電壓的電容元件，仍有其需 要。 … 因此’本發明的目的是要改善上述先前技藝的缺點， 提供一新穎的半導體裝置’其可在小表面積範圍内形成具 有足夠ESD承受電壓的電容元件。 發明概述 為了達到上述目的’本發明採取以卞基本的技術組 成。 特別地，本發明半導體裝置的第一形態是半導體裝

2137-3681-P.ptiJ 第5頁 46 50 8 Ο 五、發明說明（2) 置，包括：一第一内連層，包括具有複數齒狀物的第一電 極及第二電極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部 份，該第一電極及第二電極是以互相交錯的方式配置在相 反的方向；一第二内連層，包括具有複數齒狀物的第三電 極及第四電極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部 份，該第三電極及第四電極是以互相交錯的方式配置在相 反的方向；以及配置在該第一内連層及第二内連層之間的 一***内層；其中第一内連層之第一電極的齒狀物，經由 該***内層，而與第二内連層之第三電極齒狀物或第四電 極齒狀物部份重疊，以及連接這些電極使得在部份重疊的 齒狀物上的電位勢是不同的，藉由該四個電極而形成一電 容元件。 在本發明的第二形態中，第一内連層的電極以及第二 内連層的電極，是藉由在每個電極中的連接部份所提供之 接觸孔而連接。 在本發明的第三形態中，第一電極或第二電極的齒狀 物之寬度，是不同於第三電極或第四電極的齒狀物之寬 度。 在本發明的第四形態中，第一電極或第二電極的齒狀 物之寬度，是，相同於第三電極或第四電極之寬度。 在本發明的第五形態中，在第一電極的齒狀物及第二 電極的齒狀物之間的間隔，是小於第一電極及第三電極或 第四電極之間的間隔。 在本發明的第六形態中，在第三電極的齒狀物及第四

2137-3681-P.ptd 第6頁 4 6 5 0 8 0 五、發明說明（3) 電極的齒狀物之間的間隔，是小於第一電極及第三電 第四電極之間的間隔。 ^ 本發明半導體裝置的苐七形態是半導體裝置，包括： 一第一内連層，包括具有複數齒狀物的第一電極及第二心 極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份，該第 極及第二電極是以互相交錯的方式配置在相反的方向；— 第二内連層’包括具有複數齒狀物的第三電極及第四電 極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份，該第^ 極及第四電極是以互相交錯的方式配置在相反的方向了以 及配置在該第一内連層及第二内連層之間的一***内屉 其中第一内連層之第一電極的齒狀物，經由該***内^ : 而與第二内連層之第三電極齒狀物或第四電極齒狀物部份 重疊配置，以及第一内連層的電極及第二内連層的電梓， 是藉由在每個電極的齒狀物中所提供之複數接觸孔而^ 接，一電容元件藉由該四個電極而形成= 在本發明的第八形態中’第一内連層的電極以及第二 内連層的電極’是藉由在每個電極中的連接部份所提供之 接觸孔而連接。 ' 在本發明的第九形態中，在連接第一電極的齒狀物及 第四電極的齒狀物之接觸孔，以及連接第二電極的齒狀物 及第三電極的齒狀物之接觸孔之間的間隔，是小於在第一 電極及第三電極或第四電極之間的間隔。 圖示之簡單說明

2137-3681-P.ptd 第7頁 465080 五、發明說明（4) 第1圖是本發明半導體的第一具體實施例之平面圖。 第2圖是第1圖之剖面圖。 第3圖是顯示第一具體實施例的一比較例之平面圖。 第4圖是本發明半導體裝置的第二具體實施例之平面 圖。 第5圖是苐4圖之剖面圖。 第6圖是顯示第二具體實施例的一比較例之平面圖。 第7圖是顯示第二具體實施例的變化之平面圖。 參考標號之說明 1、2 :内連層； 3、4 :***内層； 10、20、30、40 :電極； 11 '21、31、41:齒狀物； 12、22、32、42 :連接部份； 33、35、43、45 :接觸孔； 4 7 :接觸。 較佳具體實施例之詳細說明 本發明之半導體裝置的較佳具體實施例詳細說明如 下，參考附隨之相關圖示。 第1圖是顯示本發明半導體裝置的第一具體實施例之 建構的平面圖，以及第2圖是其沿著A-A’線剖面之剖面 圖。

2137-3681-P.ptd 第8頁 465080 五、發明說明（5) 這些圖示顯示半導體裝置，其提供具有第一電極10及 第二電極20的一第一内連層}，以及具有第三電極3〇及第 四電極40的一第二内連層2。第一電極1〇具有複數的齒狀 物11以及用以連接複數齒狀物】1的—連接部份12，第二電 極20具有複數的齒狀物21以及同以連接複數齒狀物21的一 連接部份22，配置第一電極及第二電極2〇，以便相反方 向的互相交錯。 第三電極30具有複數的齒狀物31以及用以連接複數齒 狀物31的一連接部份32，第四電極4〇具有複數的齒狀物41 以及用以連接複數齒狀物41的一連接部份42'配置第三電 極30及第四電極4〇，以便相反方向的互相交錯。 第一内連層1之第一電極10的齒狀物丨丨，經由一*** 内層3，而與第二内連層2之第三電極3〇之齒狀物31或第四 電極40之齒狀物41部份重疊，連接這些電極使得每個部份 重疊的齒狀物之電位勢是不同的，藉由四個電極Η到Μ而 形成一電容元件。 第内連層1之第一電極10的連接部份12以及第二内 連層2之第四電極4〇的連接部份42，是藉甴在連接部份 12、42所提供之接觸孔而連接。 第一内連，層1之第二電極2〇的連接部份22以及第二内 連層2之第三電極30的連接部份32，是藉由在連接部份 22、32所提供之接觸孔33而連接。 第—電極10的齒狀物11及21之寬度，是不同於苐三 電極30及第四電極40的齒狀物31及41之寬度W2。

2137-3681-P,ptd 第9頁 46 50 8 0 五、發明說明（6) 此外’在第一電極10的齒狀物n及第二電極2〇的齒狀 物21之間的間隔SA，是小於第一電極10及第三電極3〇或第 四電極40之間的間隔D ’以及在第三電極3〇的齒狀物31及 第四電極40的齒狀物41之間的間隔SB ’是小於第一電極10 及第三電極30或第四電極40之間的間隔d。 本發明的第一具體實施例將進一步說明如下。 顯示於第1圖及第2圖的半導體裝置，具有兩個形成於 相同層的導體30及40 ’在其上提供已平坦化處理之内層 3，並且在内層3上形成兩個導體1〇及2〇，藉此組成一電容 元件C1。 導體10到40具有齒狀物’以及導體10及20是相反方向 的互相父錯’以及導體30及40是相反方向的互相交錯。為 了使導體10、20及導體30、40互相平行地形成，因此提供 它們以便失住具有膜厚度D及平坦化的内層3。此外，將其 連接使得在導體10及40上之電位勢是相同的，以及在導體 20及30上之電位勢是相同的，藉此在這些導體之間形成形 成一電容元件C1。 第2圖是沿著第i圖A-A’線剖面之剖面圖。 導體10及導體40藉由接觸孔43而連接，以及導體20及 導體30藉由接<觸孔33而連接。 當介於導體10及2〇間的内連間隔SA或導體30及40間的 内連間隔SB ’以及導體20及導體30或40間的内連膜厚度乃 之間的關係，是SA SD或SB SD時，電容元件C1的電容，轻 大於具有相同於第1圖表靣積之平板電容元件，如 尺 $ 3圖

465U8 Ο 五、發明說明（7) 所示。 例如，拿近代的DRAM做例子，其中’ D = 0, 6微米， SA = 0, 52微米以及SB = 0. 32微米，如杲導體1〇及30的齒狀物 數目以及導體20及40的齒狀物數目分別是6及5的話，則本 發明的電容元件C1之電容是2i. 1 fF。 另一方面，具有相同表面積平板組成之電容元件C3的 電容，將會是7. 8 fF。 此外’因為内層膜厚度D有數千埃，相較於目前在閘 極氧化層所觀察到的厚度其範圍從數十到將近100埃，這 是足夠的厚了 ，因此，ESD承受電壓是增加的。 此外，雖然上述說明是對於第一電極1 0及第三電極3〇 之間有部份重疊的例子而言，但應了解的是，也可在第— 電極10及第四電極40之間有部份重疊’而在第一電極1〇及 第三電極30上具有相同的電位勢，以及在第二電極2〇及第 四電極4 0上具有相同的電位勢。 此外，雖然上述說明是對於當第一電極10及第二電極 20的齒狀物11及21之寬度W1是不同於第三電極30及第四電 極40的齒狀物31及41之寬度W2的例子而言，但也可以是第 一電極10及第二電極2 0的齒狀物11及21之寬度W1是相同於 第三電極30及第四電極40的齒狀物31及41之寬度W2。 第4圖及第5圖顯示本發明第二具體實施例之組成。 這些圖示顯示半導體裝置，其提供具肩第一電極1〇及 第'一電極20的一第一内連層1 ’以及具有第三電極30及第 四電極4 0的一第二内連層2。第一電極1〇具有複數的齒狀

2137-3681-P.ptd 第11頁 4 6 5 0 8 0 五、發明說明（8) 物11以及用以連接複數齒狀物Π的一連接部份12，第二雷 極20具有複數的齒狀物21以及用以連接複數齒狀物21的一 連接部份22 ’配置第一電極1〇及第二電極2〇，以便相反方 向的互相交錯。 第三電極30具有複數的齒狀物31以及用以連接複數齒 狀物31的一連接部份32，第四電極40具有複數的齒狀物41 以及甩以連接複數齒狀物41的一連接部份4 2，配置第三雪 極30及第四電極40，以便相反方向的互相交錯。 第一内連層1之第一電極10的齒狀物11，經由一*** 内層4 ’而與第二内連層2之第三電極30之齒狀物31或第四 電極40之齒狀物41部份重疊，第一内連層1的齒狀物η與 第二内連層2的齒狀物41，經由接觸孔43及45而連接，第 一内連層1的齒狀物21與第二内連層2的齒狀物31，經由接 觸孔3 3及3 5而連接’藉由四個電極10到40而形成一電容元 件C2。 接觸孔35及45是在電極10到40的齒狀物11到41中提 供，以及接觸孔33及43是在電極1〇到40的連接部份中提 供。 本發明的第二具體實施例將進一步說明如下，參考第 4圖及第5圖。， 在第4圖及第5圖中’導體10到40是齒狀的圖案。配置 導體10及2 0，以便相反方向的互相交錯，以及配置導體3〇 及40，以便相反方向的互相交錯。配置導體1〇、20以及導 體30、40，以便互相平行’夾住具有膜厚度DD的平坦内層

五、發明說明（9) 4，以及導體10及4 0是藉由接觸孔4 3、45而連接，以及導 體20及30是藉由接觸孔33、35而連接。第5圊是沿著第4圖 B-B’線剖面之剖面圖。 如果在導體10、20以及導體30、40之間的内層膜厚度 DD是做的非常大的話，則製造如第一具體實施例之互相$ 同的上及下電極電位勢的效力就會減少。然而，藉由提供 接觸孔以連接上及下電極，如果内層膜厚度DD與在連接導 體40及10的接觸孔及連接導體20及30的接觸孔間的間隔/ 之間的關係’是DD>>S的話，因為接觸側壁開始作為假電 極’以相同於第一具體實施例的方式，可達到大於第6圖 所顯示的平板電容元件C 4之電容。 相似於苐一具體實施例的例子，以近代的DRAM做例 子，其中，DD = 2. 05微米’ SA = 0, 84微米，如果導體10及40 的齒狀物數目以及導體20及30的齒狀物數目分別是5及4的 話，則本發明的電容元件C2之電容是13. 0 iF。相反地， 如第6圖所示之具有相同表面積的平板電容元件C4的電 容，將僅有3. 2 fF。 如第7圖所示，藉由製造接觸孔35及45的形狀，以及 接觸47的矩形，可達到更增強的效果。以此方法，如果接 觸形狀是作成矩形的話，電容將變成13.3 fF。 藉由採取上述的組成，本發明之半導體裝置可在小表 面積内，形成具有充足ESD承受電壓之電容器。 由於這個原因，可減少元件區域，藉此有助於增加半 導體裝置的積集度。

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Claims (1)

1. 46 六、申請專利範圍 1. 一種半導體裝置，包括· 一第一内連層，包括具有複數齒狀物的一第一電極及 一第二電極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份， 該第一電極及該第二電極是以互相交錯的方式配置在相反 的方向， 一第二内連層，包括具有複數齒狀物的一第三電極及 一第四電極’以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份， 該第三電極及該第四電極是以互相交錯的方式配置在相反 的方向；以及 一***内層，配置在該第一内連層及第二内連層之 間， 其中該第一内連層之該第一電極的該齒狀物，經由該 ***内層，而與該第二内連層之該第三電極齒狀物或該第 四電極齒狀物部份重疊，以及連接該等電極使得在該邬份 重疊的齒狀物上的電位勢是不同的，藉由該等四個電極而 形成一電容元件。 2. 如申請專利範圍第丨項所迷之半導體裝置’其中該 第一内連層之該等電極以及該第二内連層之該等電極是 藉由在每個該等電極中的該等連接部份所提供之接觸孔而 連接3 , 3. 如申請專利範圍第丨項所述之半導體裝置，其击該 第：電Ϊ或Ϊ第二電極的該齒狀物之寬度，是不同於該第 三电極或該第四電極的該齒狀物之賀产。 4. 如申請專利範圍第i項所導體裝置，其中該

   465080 六、申請專利範圍 第一電極或該第二電極的該齒狀物之寬度，是相同於該第 三電極或該第四電極之寬度。 5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中在 該第一電極的該齒狀物及該第二電極的該齒狀物之間的間 隔，是小於該第一電極及該第三電極或該第四電極之間的 | 間隔。 6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中在 該第三電極的該齒狀物及該第四電極的該齒狀物之間的間 隔，是小於該第一電極及該第三電極或該第四電極之間的 間隔。 7. 一種半導體裝置，包括： 一第一内連層，包括具有複數齒狀物的一第一電極及 一第二電極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份， 該第一電極及該第二電極是以互相交錯的方式配置在相反 的方向； 一第二内連層，包括具有複數齒狀物的一第三電極及 一第四電極，以及用以連接該複數齒狀物的一連接部份， 該第三電極及該第四電極是以互相交錯的方式配置在相反 的方向；以及 一***内層，配置在該第一内連層及該第二内連層之 間； 其中該第一内連層之該第一電極的該齒狀物，經由該 ***内層，而與該第二内連層之該第三電極齒狀物或該第： 四電極齒狀物部份重疊配置，以及該第一内連層的該等電

   2137-3681-P.ptd 第15頁 46 50 8 0 六、申請專利範圍 極及該第二内連層的該等電極，是藉由在每個該等電極的 該齒狀物中所提供之複數接觸孔而連接，藉由該等四個電 極而形成一電容元件。 第 圍 範 利 專 請 Φ— 如 8 該是 ώ— ， 其極 ’電 置等 裝該 體的 導層 半連 之内 述二 所第 項該 及 以 極 電 等 該 的 層 吾一·*· 内 而 孔 觸 接 之 供 提 所 份 βτ 立口 接 連 等 該 的 中 極 電 等 該 個 每 在。 由接 藉連 第 圍 寿 專 請 申 如 9 在接該 中之的 其物極 ，狀電 置齒三 裝該第 體的該 導極及 半電物 之四狀 述第齒 所該該 項及的 物極 狀電 齒二 該第 的該 極接 電連 一及 第以 該， 接孔 第 該 及 極 電 1 第 該 在 於 \ ο / 是隔 ，間 隔的 間間 的之 間極 之電 孔四 觸第 接該 之或 物極 狀電 齒三

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