Brevet FR3113779A1 — publié le 20220304

Condensateur métal/isolant/métal (MIM) L’invention concerne des condensateurs métal-isolant-métal. Dans un exemple, un condensateur comprend une première plaque d’électrode, et un premier diélectrique de condensateur sur la première plaque d’électrode. Une deuxième plaque d’électrode est sur le premier diélectrique de condensateur et est sur la première plaque d’électrode et parallèle à celle-ci, et un deuxième diélectrique de condensateur est sur la deuxième plaque d’électrode. Une troisième plaque d’électrode est sur le deuxième diélectrique de condensateur et est sur la deuxième plaque d’électrode et parallèle à celle-ci, et un troisième diélectrique de condensateur est sur la troisième plaque d’électrode. Une quatrième plaque d’électrode est sur le troisième diélectrique de condensateur et est sur la troisième plaque d’électrode et parallèle à celle-ci. Dans un autre exemple, un condensateur comprend une première électrode, un diélectrique de condensateur sur la première électrode, et une seconde électrode sur le diélectrique de condensateur. Le diélectrique de condensateur comprend une pluralité de premières couches diélectriques et de secondes couches diélectriques alternées. Condensateur métal/isolant/métal (MIM) Référence croisée avec les demandes apparentées La présente demande revendique le bénéfice de la demande provisionnelle américaine n° 63/072.822, intitulée « METAL INSULATOR METAL (MIM) CAPACITOR », déposée le 31 août 2020, et revendique le bénéfice de la demande provisionnelle américaine n° 63/072.814, intitulée « NANOLAMINATE DIELECTRICS FOR METAL INSULATOR METAL (MIM) CAPACITOR », déposée le 31 août 2020, dont le contenu intégral est incorporé par référence dans le présent document. Des modes de réalisation de la description relèvent du domaine de la fabrication de structures de circuits intégrés de pointe et, en particulier, de condensateurs métal/isolant/métal (MIM). Arrière-plan technique Ces dernières décennies, la miniaturisation de caractéristiques dans des circuits intégrés a été un moteur dans le secteur des semi-conducteurs en croissance constante. La réduction permanente des caractéristiques permet d’augmenter la densité d’unités fonctionnelles sur l’espace limité des puces à semi-conducteurs. Par exemple, la réduction de la taille des transistors permet d’incorporer un nombre accru de dispositifs de mémoire ou logiques sur une puce, conduisant à la fabrication de produits présentant une capacité accrue. La recherche d’une capacité toujours plus grande, cependant, n’est pas sans poser problème. Le besoin d’optimiser les performances de chaque dispositif devient de plus en plus significatif. La variabilité des processus de fabrication classiques et actuellement connus peut limiter la possibilité de les étendre davantage à des nœuds de plus en plus petits. Par conséquent, la fabrication des composants fonctionnels nécessaires à de futurs nœuds technologiques peut nécessiter l’introduction de nouvelles méthodologies ou l’intégration de nouvelles technologies dans les processus de fabrication actuels ou en remplacement de ceux-ci. Brève description des figures ] La illustre un schéma de base illustrant l’intégration d’un condensateur de découplage MIM dans une pile d’interconnexion de trou métallisé. La montre des coupes transversales comparatives d’empilements de condensateurs MIM à 3 plaques par rapport à des empilements à 4 ou 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La comprend un graphique de variabilité montrant l’augmentation de 5 fois de la capacité normalisée entre le MIM à 3 plaques et celui à 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est un schéma qui compare l’ancien MIM à 3 plaques aux différentes configurations possibles utilisant les schémas MIM à 4 et 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est un schéma d’une connexion de trou métallisé à une plaque d’électrode MIM dans le MIM à 3 plaques par rapport à un MIM à 5 plaques, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est un graphique qui démontre l’amélioration effective de la fréquence du produit lors de l’ajout d’une capacité MIM totale, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est une structure schématique d’un empilement diélectrique MIM classique. La illustre une vue en coupe transversale d’un condensateur où les matériaux à k faible sont retirés et où un réseau périodique à l’échelle nanométrique de matériaux à k élevée est utilisé, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est une illustration schématique d’un super-réseau HiK/LowK, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La est un graphique montrant l’amélioration effective de l’IDV en fonction de la valeur de capacité, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La illustre une vue en coupe transversale d’une structure de circuit intégré comportant quatre couches de métallisation avec une composition de lignes métalliques et un pas au-dessus de deux couches de métallisation avec une composition de lignes métalliques différente et un pas plus petit, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La illustre un dispositif informatique selon une mise en œuvre de l’invention. La illustre un interposeur qui comprend un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention. La est une vue isométrique d’une plate-forme informatique mobile employant un CI fabriqué selon un ou plusieurs procédés décrits dans le présent document ou comprenant une ou plusieurs caractéristiques décrites dans le présent document, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. La illustre une vue en coupe transversale d’une puce montée de façon retournée, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Structure de circuit intégré, comprenant : une structure de condensateur comprenant une première plaque, une deuxième plaque sur et parallèle à la première plaque, une troisième plaque sur et parallèle à la deuxième plaque, une quatrième plaque sur et parallèle à la troisième plaque, et une cinquième plaque sur et parallèle à la quatrième plaque, la cinquième plaque comprenant du titane et de l'azote ; et un trou traversant conducteur latéralement espacé de la structure de condensateur, le trou traversant conducteur étant directement connecté à seulement deux plaques de la structure de condensateur, et le trou traversant conducteur étant directement connecté à un premier joint conducteur et à un deuxième joint conducteur, le premier joint conducteur et le deuxième joint conducteur étant latéralement espacés de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon la revendication 1, dans laquelle chacune des trois autres plaques de la structure de condensateur présente une extrémité latéralement espacée du trou traversant conducteur. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1-2, dans laquelle le premier joint conducteur est situé au-dessus des deux seules plaques de la structure de condensateur, et le deuxième joint conducteur est situé en dessous des deux seules plaques de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1-3, comprenant en outre : un deuxième trou traversant conducteur couplé aux trois autres plaques de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon la revendication 4, dans laquelle le deuxième trou traversant conducteur est directement connecté à un troisième joint conducteur. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1-5, dans laquelle la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque comprennent du titane et de l'azote. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1-6, dans laquelle la structure de condensateur est située verticalement entre une première couche de métallisation de fin de chaîne et une deuxième couche de métallisation de fin de chaîne, dans laquelle le trou traversant conducteur connecte électriquement la première couche de métallisation de fin de chaîne à la deuxième couche de métallisation de fin de chaîne. Structure de circuit intégré selon la revendication 7, comprenant en outre : une première couche diélectrique entre la première couche de métallisation de fin de chaîne et la structure de condensateur ; et une deuxième couche diélectrique entre la deuxième couche de métallisation de fin de chaîne et la structure de condensateur. Structure de circuit intégré, comprenant : une structure de condensateur comprenant une première plaque, une deuxième plaque sur et parallèle à la première plaque, une troisième plaque sur et parallèle à la deuxième plaque, une quatrième plaque sur et parallèle à la troisième plaque, et une cinquième plaque sur et parallèle à la quatrième plaque ; et un trou traversant conducteur latéralement espacé de la structure de condensateur, le trou traversant conducteur étant directement connecté à seulement deux plaques de la structure de condensateur, et le trou traversant conducteur étant directement connecté à une première couche conductrice et à une deuxième couche conductrice, la première couche conductrice et la deuxième couche conductrice étant latéralement espacées de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon la revendication 9, dans laquelle chacune des trois autres plaques de la structure de condensateur présente une extrémité latéralement espacée du trou traversant conducteur. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 9-10, dans laquelle la première couche conductrice est située au-dessus des deux seules plaques de la structure de condensateur, et la deuxième couche conductrice est située en dessous des deux seules plaques de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 9-11, comprenant en outre : un deuxième trou traversant conducteur couplé aux trois autres plaques de la structure de condensateur. Structure de circuit intégré selon la revendication 12, dans laquelle le deuxième trou traversant conducteur est directement connecté à une troisième couche conductrice. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 9-13, dans laquelle la première plaque, la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et la cinquième plaque comprennent du titane et de l'azote. Structure de circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 9-14, dans laquelle la structure de condensateur est située verticalement entre une première couche de métallisation de fin de chaîne et une deuxième couche de métallisation de fin de chaîne, dans laquelle le trou traversant conducteur connecte électriquement la première couche de métallisation de fin de chaîne à la deuxième couche de métallisation de fin de chaîne. Structure de circuit intégré selon la revendication 15, comprenant en outre : une première couche diélectrique entre la première couche de métallisation de fin de chaîne et la structure de condensateur ; et une deuxième couche diélectrique entre la deuxième couche de métallisation de fin de chaîne et la structure de condensateur. Dispositif informatique, comprenant : une carte ; et un composant couplé à la carte, le composant comprenant une structure de circuit intégré, comprenant : une structure de condensateur comprenant une première plaque, une deuxième plaque sur et parallèle à la première plaque, une troisième plaque sur et parallèle à la deuxième plaque, une quatrième plaque sur et parallèle à la troisième plaque, et une cinquième plaque sur et parallèle à la quatrième plaque ; et un trou traversant conducteur latéralement espacé de la structure de condensateur, le trou traversant conducteur étant directement connecté à seulement deux plaques de la structure de condensateur, et le trou traversant conducteur étant directement connecté à un premier joint conducteur et à un deuxième joint conducteur, le premier joint conducteur et le deuxième joint conducteur étant latéralement espacés de la structure de condensateur. Dispositif informatique selon la revendication 17, comprenant en outre : une mémoire couplée à la carte. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-18, comprenant en outre : une puce de communication couplée à la carte. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-19, comprenant en outre : une caméra couplée à la carte. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-20, comprenant en outre : une batterie couplée à la carte. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-21, comprenant en outre : une antenne couplée à la carte. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-22, dans lequel le composant est une puce de circuit intégré mise en boîtier. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans lequel le composant est sélectionné dans le groupe constitué par un processeur, une puce de communication et un processeur de signal numérique. Dispositif informatique selon l'une quelconque des revendications 17-24, le dispositif informatique étant sélectionné dans le groupe constitué par un téléphone mobile, un ordinateur portable, un ordinateur de bureau, un serveur et un décodeur.