金属氧化物金属电容器电路及其半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种使用形成于基板上的金属电极通过多个电容器形成的电容器电路，以使得与现有技术相比可以更精确地调整电容器的电容。MOM电容器包含分别通过透过基板上的绝缘薄膜面向彼此的多对金属电极形成的多个MOM(金属氧化物金属)电容器。MOM电容器电路是以MOM电容器的金属电极对中的每一者经由连接导体连接至第一端子及第二端子的方式并通过至少一个电容器组件形成；以及至少一个开关组件，其连接至所述多个金属电极以及第一端子及第二端子中的至少一者，其中所述MOM电容器电路的电容是通过接通/断开所述开关组件而进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种MOM电容器电路及其半导体装置，例如，闪存(诸如可擦除可程序化非挥发性半导体内存装置(electrically rewritable non-volatile semiconductor memory device；EEPROM))。
技术介绍
传统上，多个内存胞元晶体管(下文中，简称为内存胞元)是串联连接于位线与源极线之间以构成反及(NAND)串，并可达到所属领域中公知的高度整合NAND型非挥发性半导体内存装置(例如，专利文献1)。图1为根据现有技术的NAND型快闪EEPROM的整体组态方块示意图。图2为图1的内存胞元阵列10及其周边电路的电路图。在图1中，公知NAND型快闪EEPROM包括内存胞元阵列10、用于操作控制的控制电路11、行译码器12、高电压产生电路13、包含数据重写及读取电路的页缓冲器电路14、列译码器15、命令缓存器17、地址缓存器18、操作逻辑控制器19、数据输入/输出缓冲器50以及数据输入/输出端子51。如图2中所示，内存胞元阵列10可(例如)由NAND胞元单元NU(NU0、NU1、…)组成，其中的每一者具有串联连接的堆栈栅极结构的16个可擦除可程序化的非挥发性内存胞元MC0至MC15。在每一NAND胞元单元NU中，漏极侧经由选择栅极晶体管SG1连接至位线BL，且源极侧经由选择栅极晶体管SG2连接至共同源极线CELSRC。在行方向上配置的内存胞元MC的控制栅极共同地连接至字线WL，且选择栅极晶体管SG1、SG2的栅电极连接至与字线WL并列配置的选择栅极线SGD、SGS。通过一个字线WL选择的内存胞元的范围为一页，所述一页为用于读取及写入的单位。一页内的多个NAND胞元单元NU的范围或其整数倍的范围是定义为一个区块，亦即，用于抹除数据的单位。页缓冲器电路14用于以页为单位执行数据写入及读取，且包含经提供用于每一位线的感测放大器电路(sense amplifier circuit；SA)及锁存器电路(latch circuit；DL)。图2中所展示的内存胞元阵列10具有简化结构，其中多个位线可共享页缓冲器。在此状况下，于数据写入或读取操作期间选择性地连接至页缓冲器的位线的数目将呈现一页的单位。此外，图2展示其中数据输入及输出是以一个数据输入/输出端子51执行的胞元阵列的范围。为了执行内存胞元阵列10的字线WL及位线BL的选择，可提供行译码器12及列译码器15。控制电路11用以执行用于数据写入、抹除以及读取的序列控制。通过控制电路11控制的高电压产生电路13将产生用于数据重写、抹除以及读取的升压高电压及中间电压。数据输入/输出缓冲器50用以输入并输出数据以及用以输入地址信号。亦即，经由数据输入/输出缓冲器50及数据信号线52，数据转移是在数据输入/输出端子51与页缓冲器电路14之间执行。从数据输入/输出端子51输入的地址信号将维持于地址缓存器18中，且信号被发送至用于解码的行译码器12及列译码器15。用于操作控制的命令亦是从数据输入/输出端子51输入。输入的命令被译码并维持在命令缓存器17中，且进一步用于控制控制电路11。外部控制信号(诸如芯片启用信号CEB、命令锁存启用CLE、地址锁存启用信号ALE、写入启用信号WEB以及读取启用信号REB等)将写入操作逻辑控制器19中，其中内部控制信号是根据操作模式而产生。内部控制信号用以控制数据锁存、数据输入/输出缓冲器50中的数据转移，且内部控制信号将进一步发送至执行操作控制的控制电路11中。页缓冲器电路14包含两个锁存器电路14a及14b，且能够在多值操作功能与快取功能之间切换。亦即，当一个内存胞元用以储存1位二进制数据时，其可提供快取功能；当一个内存胞元用以储存2位四值数据(执行快取功能,或受地址限制)时，则快取功能可能受影响。图3A为根据公知实例形成于大尺寸半导体集成电路(large-scale semiconductor integrated circuit；LSI)中的MOM(金属氧化物金属)电容器的平面示意图。图3B为沿图3A中所示的剖线A-A'的垂直横截面示意图。在图3A及图3B中，在于半导体基板20上形成如氧化硅薄膜的氧化薄膜21之后，第N金属层MLN的金属电极31至34是形成于氧化薄膜21上。此外，在形成氧化薄膜22之后，第N+1金属层MLN+1的金属电极35至38是形成于氧化薄膜22上。另外，在形成氧化薄膜23之后，第N+2金属层MLN+2的金属电极39至42是形成于氧化薄膜23上。以上文所描述方式，电容器C101是通过其中氧化薄膜23包夹在其间的金属电极36及40的电极对所形成，且电容器102是通过其中氧化薄膜23包夹在其间的金属电极36及37的电极对所形成。另外，具有此多个MOM电容器的电容器电路亦形成于有如NAND型闪存的非挥发性内存装置中。专利文献：专利文献1：日本特许公开公开案第H09-147582号。专利文献2：日本特许公开公开案第2011-228396号。专利文献3：日本特许公开公开案第2014-107415号。专利文献3：美国专利申请案公开案第2014/0266408号。专利文献4：美国专利申请案公开案第2006/0087004号。
技术实现思路
上述MOM电容器的优势为电容是固定的，意谓电容不根据偏压电压而改变。此外，串联连接多个MOM电容器是容易的，且电压耐久性亦可容易地增加。对比而言，对于MOS(金属氧化物硅)电容器，由于电极中的一者形成于半导体基板或井上，因此串联连接电容器将相对困难。另外，高压MOS电容器具有相对低电容，因此将具有电容随偏压电压而改变的问题。接下来，下文将描述调整半导体装置中的电容器的电容的必要性。图4A为根据公知实例的RC延迟电路的电路图。在图4A中，RC延迟电路包含反相器101及102、电阻器R101以及电容器C101。举例而言，延迟量是通过改变电容器C101的电容而进行调整。图4B为根据公知实例的电压分压电容器电路的电路图。在图4B中，电压分压电容器电路包含电容器C111至C113、C121至C123以及转移栅极TG101至TG103。通过接通/断开电容器C121至C123(分别连接至转移栅极TG 101至103)与输入至端子T1的输入电压之间的连接，自端子T2输出的输出电压可不同。图4C为根据公知实例的电荷转移型DA转换器电路的电路图。在图4C中，电荷转移型DA转换器电路包含差动放大器A1、电容器C131至C134以及分别通过控制信号φ0至φ4控制以接通/断开的开关SW0至SW4。自端子T2输出的输出电压可根据输入数据通过接通/断开开关SW1至SW4而进行改变。如上文所描述，在许多应用中，电容器的电容经改变或调整可获得预定修正物理量。在根据现有技术的方法中，例如通过使用MOS电容器或MIM(金属绝缘体金属)电容器时，尽管可建构N个单元电容器，然而，精确调整每一电容器的电容归因于制程变化而仍为困难问题。本专利技术的目标为提供MOM电容器电路及半导体装置。对于此种电容器电路，形成于半导体装置的基板上的金属电极是用以形成多个电容器，且与现有技术相比，可以更精确地调整电容器的电容。对于本专利技术的第一实施例中的MOM电容器，MOM电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOM电容器电路，其包括：多个MOM(金属氧化物金属)电容器，其分别通过透过基板上的绝缘薄膜面向彼此的多对金属电极形成，其中所述MOM电容器电路是以所述多个MOM电容器的所述多对金属电极中的每一者经由连接导体连接至第一端子及第二端子的方式并通过至少一个电容器组件形成；以及一或多个开关组件，其连接至所述多个金属电极以及所述第一端子及所述第二端子中的至少一者，其中所述MOM电容器电路的电容是通过接通或断开所述开关组件而进行调整。

【技术特征摘要】
2015.03.03 JP 2015-0413871.一种MOM电容器电路，其包括：多个MOM(金属氧化物金属)电容器，其分别通过透过基板上的绝缘薄膜面向彼此的多对金属电极形成，其中所述MOM电容器电路是以所述多个MOM电容器的所述多对金属电极中的每一者经由连接导体连接至第一端子及第二端子的方式并通过至少一个电容器组件形成；以及一或多个开关组件，其连接至所述多个金属电极以及所述第一端子及所述第二端子中的至少一者，其中所述MOM电容器电路的电容是通过接通或断开所述开关组件而进行调整。2.如权利要求1所述的MOM电容器电路，其中所述多个金属电极在所述基板上的多个层的横截面中是以栅格形状配置。3.如权利要求1所述的MOM电容器电路，更包括：具有可变电容的调整电容部分，其中所述调整电容部分具有多个第一金属电极，且所述多个第一金属电极的至少一部分经由所述开关元件中的每一者连接至所述第一端子或所述第二端子。4.如权利要求3所述的MOM电容器电路，更包括：具有固定电容的固定电容部分，其中所述固定电容部分具有多个第二金属电极，且所述多个第二金属电极分别连接至所述第一端子或所述第二端子。5.如权利要求3所述的MOM电容器电路，其中所述调整电容部分的所述多个第一金属电极的至少一部分经由所述开关元件中的每一者连接至所述第一端子。6.如权利要求5所述的MOM电容器电路，其中当所述开关元件中的每一者断开时，连接至所述开关元件中的每一者的金属电极是在浮动状态中。7.如权利要求3所述的MOM电容器电路，其中所述调整电容部分的所述多个第一金属电极的至少一部分经由第一开关元件连接至所述第一端子并经由第二开关元件连接至所述第二端子。8.如权利要求7所述的MOM电容器电路，其中当所述第一开关元件及所述第二开关元件两者断开时，连接至所述第一开关元件及所述第二开关元件的金属电极是在浮动状态中。9.如权利要求3所述的MOM电容器电路，其中所述调整电容部分的所述多个第一金属电极的至少一部分经由第一开关元件连接至所述第一端子；且除所述调整电容部分的所述多个第一金属电极的所述至少一部分以外的至少另一部分经由第二开关组件连接至所述第二端子。10.如权利要求9所述的MOM电容器电路，其中当所述第一开关元件或所述第二开关元件断开时，连接至所述第一开关元件或所述第二开关元件的金属电极是在浮动状态中。11.如权利要求3所述的MOM电容器电路，其中所述调整电容部分包括：粗略调整电容部分，其中属于所述调整电容部分的所述多个第一金属电极的所述至少一部分的多个金属电极彼此连接，且经由第一开关组件连接至所述第一端子并经...

【专利技术属性】
技术研发人员：河端正藏，伊藤伸彦，
申请(专利权)人：力晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71