(57)【要約】【課題】従来と同程度の面積で、従来よりも寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分が小さく、良好な高周波特性を有するキャパシタ構造を提供する。【解決手段】第１の配線層において、第１の電極配線１１の電極基部１４から櫛形状に突出した複数の歯部１５を有する第１の電極１６と、第２の電極配線２１の電極基部２４から櫛形状に突出した複数の歯部２５を有する第２の電極２６とが、設けられている。第１の電極１６と第２の電極２６とは、歯部１５，２５同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で対向している。そして、第１の電極１６は、少なくとも１つの歯部１５が、第２の配線層に形成された第３の電極配線１２と電気的に接続されている。【選択図】図１
2008270742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成されたキャパシタ構造であって、
第１の配線層に形成された、第１および第２の電極配線と、
前記第１の電極配線の電極基部から櫛形状に突出した複数の歯部を有する、第１の電極と、
前記第２の電極配線の電極基部から櫛形状に突出した複数の歯部を有する、第２の電極とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記歯部同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で対向しており、
前記第１の電極は、前記各歯部のうち少なくとも１つが、前記第１の配線層と異なる第２の配線層に形成された第３の電極配線と、電気的に接続されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項２】
請求項１記載のキャパシタ構造において、
前記第３の電極配線の電極基部から櫛形状に突出した複数の歯部を有する、第３の電極を備え、
前記第２の電極は、前記各歯部のうち少なくとも１つが、前記第３の電極の前記歯部と、対向している
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項３】
請求項１記載のキャパシタ構造において、
前記第１および第２の電極は、前記各歯部の上または下に、ビアが形成されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項４】
請求項１記載のキャパシタ構造において、
前記第２の電極は、前記各歯部のうち少なくとも１つが、前記第２の配線層に形成された第４の電極配線と、電気的に接続されており、
前記第３の電極配線の電極基部から櫛形形状に突出した複数の歯部を有する、第３の電極と、
前記第４の電極配線の電極基部から櫛形形状に突出した複数の歯部を有する、第４の電極とを備え、
前記第３の電極と前記第４の電極とは、前記歯部同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で対向しており、
前記第１の電極の前記歯部のうち少なくとも１つが、前記第３の電極の前記歯部とビアを介して接続されており、
前記第２の電極の前記歯部のうち少なくとも１つが、前記第４の電極の前記歯部とビアを介して接続されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項５】
請求項１記載のキャパシタ構造において、
前記第１の電極は、前記各歯部のうち少なくとも１つの配線幅が、他の歯部と異なっている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項６】
請求項５記載のキャパシタ構造において、
前記第１の電極は、前記各歯部の配線幅が、当該歯部の基端と、前記第１の電極配線の前記電極基部における基端との距離が長いほど、太くなっている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項７】
半導体基板上に形成されたキャパシタ構造であって、
第１の配線層に形成された、第１および第２の電極配線と、
前記第１の電極配線から延びた渦巻部を有する、第１の電極と、
前記第２の電極配線から延びた渦巻部を有する、第２の電極とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記渦巻部同士が誘電体を介して互いに絡み合った状態で対向しており、
前記第１の電極の前記渦巻部は、前記第１の配線層と異なる第２の配線層に形成された第３の電極配線と、電気的に接続されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項８】
請求項７記載のキャパシタ構造において、
前記第３の電極配線の電極基部から突出した複数の突出部を有する、第３の電極を備え、
前記第２の電極は、前記渦巻部の少なくとも一部が、前記第３の電極の前記突出部と、対向している
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項９】
請求項７記載のキャパシタ構造において、
前記第１および第２の電極は、前記渦巻部の上または下に、ビアが形成されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【請求項１０】
請求項７記載のキャパシタ構造において、
前記第２の電極の前記渦巻部は、前記第２の配線層に形成された第４の電極配線と、電気的に接続されており、
前記第３の電極配線の電極基部から突出した複数の突出部を有する、第３の電極と、
前記第４の電極配線の電極基部から突出した複数の突出部を有する、第４の電極とを備え、
前記第３の電極と前記第４の電極とは、前記突出部同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で対向しており、
前記第１の電極の前記渦巻部が、前記第３の電極の前記突出部とビアを介して接続されており、
前記第２の電極の前記渦巻部が、前記第４の電極の前記突出部とビアを介して接続されている
ことを特徴とするキャパシタ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造の従来例として、櫛形状に形成された１対の対向電極を、櫛形の各歯部を互いに噛み合わせて配置した、いわゆるインターデジテーションに配置した構成のものがある。このキャパシタ構造によると、歯部同士の間にそれぞれ容量が形成される。すなわち、対向電極の表面積を増やすことができ、単純な平行平板コンデンサと比べて、同一面積で大容量のキャパシタを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２６８７５６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来のキャパシタ構造では、電極の主配線上ではなく、櫛形状電極の歯部に容量が形成されるため、電極の主配線までの間に微小ながらインダクタンス成分や電気抵抗成分を含んでしまう。このため、例えばバイパスコンデンサのように２つの電極間のノイズ除去を目的として用いる場合、ノイズ減衰特性が高周波領域に対して充分でない場合がある。したがって、集積回路の微細化・高速化に伴い、キャパシタ特性の改善が必要となってきている。
【０００４】
前記の問題に鑑み、本発明は、従来と同程度の面積で、従来よりも寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分が小さく、良好な高周波特性を有するキャパシタ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、半導体基板上に形成されたキャパシタ構造として、第１の配線層に形成された第１および第２の電極配線と、前記第１の電極配線の電極基部から櫛形状に突出した複数の歯部を有する第１の電極と、前記第２の電極配線の電極基部から櫛形状に突出した複数の歯部を有する第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記歯部同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で対向しており、前記第１の電極は、前記各歯部のうち少なくとも１つが、前記第１の配線層と異なる第２の配線層に形成された第３の電極配線と電気的に接続されているものである。
【０００６】
本発明に係るキャパシタ構造によると、第１の配線層における第１の電極配線に設けられた櫛形状の第１の電極は、各歯部のうち少なくとも１つが、第１の配線層と異なる第２の配線層における第３の電極配線と電気的に接続されている。このため、第１の電極において、第１の電極配線から第３の電極配線へ電流が流れる経路上に、キャパシタが形成されたことになる。これにより、従来のキャパシタ構造と比べて、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を小さくすることができる。
【０００７】
また、本発明は、半導体基板上に形成されたキャパシタ構造として、第１の配線層に形成された第１および第２の電極配線と、前記第１の電極配線から延びた渦巻部を有する第１の電極と、前記第２の電極配線から延びた渦巻部を有する第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記渦巻部同士が誘電体を介して互いに絡み合った状態で対向しており、前記第１の電極の前記渦巻部は、前記第１の配線層と異なる第２の配線層に形成された第３の電極配線と電気的に接続されているものである。
【０００８】
本発明に係るキャパシタ構造によると、第１の配線層における第１の電極配線から延びた第１の電極の渦巻部は、第１の配線層と異なる第２の配線層における第３の電極配線と電気的に接続されている。このため、第１の電極において、第１の電極配線から第３の電極配線へ電流が流れる経路上に、キャパシタが形成されたことになる。これにより、従来のキャパシタ構造と比べて、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、電極において電流が流れる経路上にキャパシタが形成されるので、従来のキャパシタ構造よりも、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を小さくすることができる。したがって、従来の構成と比べて、同程度の面積で、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分による特性劣化を抑え、高周波特性を大幅に改善することができる。これにより例えば、高周波領域におけるノイズバイパス効果の高いキャパシタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲で任意に組合せや変更が可能である。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図である。図１において、１１，２１は第１の配線層としての上配線層に形成された第１および第２の電極配線である。第１の電極配線１１には第１の電極１６が形成されている。第１の電極１６は、第１の電極配線１１の電極基部１４から櫛形状に突出した複数（図１では５本）の歯部１５を有している。第２の電極配線２１には第２の電極２６が形成されている。第２の電極２６は、第２の電極配線２１の電極基部２４から櫛形状に突出した複数（図１では５本）の歯部２５を有している。第１の電極１６と第２の電極２６とは、歯部１５，２５同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。すなわち、第１の電極１６と第２の電極２６とは、いわゆるインターデジテーションの配置になっている。
【００１２】
また、第１の電極１６の各歯部１５の先端部は、第１の配線層と異なる第２の配線層としての下配線層に形成された第３の電極配線１２と、ビア１３を介して、電気的に接続されている。第２の電極２６の各歯部２５の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線２２と、ビア２３を介して、電気的に接続されている。
【００１３】
図１のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、対向する第１および第２の電極１６，２６がインターデジテーションの配置になっているため、対向電極の表面積が大きくなり、単純な平行平板コンデンサと比べて、同一面積で大容量のキャパシタを得ることができる。さらに、第１および第２の電極１６，２６の各歯部１５，２５の先端部が、下配線層の第３および第４の電極配線１２，２２と電気的に接続されているため、第１および第２の電極１６，２６において電流が流れる経路（第１の電極配線１１から第３の電極配線１２にかけて、第２の電極配線２１から第４の電極配線２２にかけて）上に、キャパシタが形成されることになる。これにより、キャパシタの寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を小さくすることが可能になる。
【００１４】
したがって、本実施形態によると、従来のキャパシタと同程度のスペースにおいて、大容量であり、かつ、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分による特性劣化の少ないキャパシタを実現することができる。
【００１５】
なお、図１の構成では、対向する電極の歯部のそれぞれについて、先端部を下配線層の電極配線と電気的に接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの歯部について、下配線層の電極配線と電気的に接続されていればよい。この構成でも、キャパシタの寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を従来よりも小さくすることは可能である。また、対向する電極の歯部の先端部以外の部分を、下配線層の電極配線と電気的に接続するようにしてもかまわない。ただし、より良好なキャパシタ特性を得るためには、図１に示したような、電極の各歯部の先端部をそれぞれ電極配線と電気的に接続した構成が好ましい。
【００１６】
また、対向する電極のいずれか一方、例えば第１の電極１６のみについて、歯部を下配線層の電極配線と電気的に接続する構成としてもよい。この構成は例えば、第２の電極２６を接地して用いる場合に、採用すればよい。
【００１７】
また、図１の構成では、第１および第２の電極１６，２６は上配線層に形成されており、第３および第４の電極配線１２，２２は下配線層に形成されているものとしたが、形成される配線層の階層関係はこれに限られるものではない。例えば、第１および第２の電極１６，２６が形成された配線層の上の配線層に、第３および第４の電極配線１２，２２を形成してもよい。また、第１および第２の電極１６，２６が形成される配線層と、第３および第４の電極配線１２，２２が形成される配線層との間に、１つ以上の配線層が挟まれていてもかまわない。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図である。図２に示すキャパシタ構造は、図１に示した実施の形態１に係るキャパシタ構造における櫛形状電極を、渦巻形状電極に置き換えた構成となっている。
【００１９】
図２において、３１，４１は第１の配線層としての上配線層に形成された第１および第２の電極配線である。第１の電極配線３１には第１の電極３６が形成されている。第１の電極３６は、第１の電極配線３１から延びた渦巻部３５を有している。第２の電極配線４１には第２の電極４６が形成されている。第２の電極４６は、第２の電極配線４１から延びた渦巻部４５を有している。第１の電極３６と第２の電極４６とは、渦巻部３５，４５同士が誘電体を介して互いに絡み合った状態で、対向している。
【００２０】
また、第１の電極３６の渦巻部３５の先端部、すなわち渦巻の中心部は、第１の配線層と異なる第２の配線層としての下配線層に形成された第３の電極配線３２と、ビア３３を介して、電気的に接続されている。第２の電極４６の渦巻部４５の先端部、すなわち渦巻の中心部は、下配線層に形成された第４の電極配線４２と、ビア４３を介して、電気的に接続されている。
【００２１】
図２のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、対向する第１および第２の電極３６，４６が、渦巻部３５，４５同士が互いに絡み合った構成になっているため、対向電極の表面積が大きくなり、単純な平行平板コンデンサと比べて、同一面積で大容量のキャパシタを得ることができる。さらに、第１および第２の電極３６，４６の渦巻部３５，４５の先端部が、下配線層の第３および第４の電極配線３２，４２と電気的に接続されているため、第１および第２の電極３６，４６において電流が流れる経路（第１の電極配線３１から第３の電極配線３２にかけて、第２の電極配線４１から第４の電極配線４２にかけて）上に、キャパシタが形成されることになる。これにより、キャパシタの寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分を小さくすることが可能になる。
【００２２】
したがって、本実施形態によると、実施の形態１と同様に、従来のキャパシタと同程度のスペースにおいて、大容量であり、かつ、寄生インダクタンス成分や寄生抵抗成分による特性劣化の少ないキャパシタを実現することができる。
【００２３】
なお、図２の構成では、対向する電極の渦巻部の先端部を、下配線層の電極配線と電気的に接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、対向する電極の渦巻部の先端部以外の部分を、下配線層の電極配線と電気的に接続するようにしてもかまわない。ただし、より良好なキャパシタ特性を得るためには、図２に示したような、電極の渦巻部の先端部を電極配線と電気的に接続した構成が好ましい。
【００２４】
また、対向する電極のいずれか一方、例えば第１の電極３６のみについて、渦巻部を下配線層の電極配線と電気的に接続する構成としてもよい。この構成は例えば、第２の電極４６を接地して用いる場合に、採用すればよい。
【００２５】
また、図２の構成では、第１および第２の電極３６，４６は上配線層に形成されており、第３および第４の電極配線３２，４２は下配線層に形成されているものとしたが、形成される配線層の階層関係はこれに限られるものではない。例えば、第１および第２の電極３６，４６が形成された配線層の上の配線層に、第３および第４の電極配線３２，４２を形成してもよい。また、第１および第２の電極３６，４６が形成される配線層と、第３および第４の電極配線３２，４２が形成される配線層との間に、１つ以上の配線層が挟まれていてもかまわない。
【００２６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図であり、同図中、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造を示す。また、図４は図３の線Ａ−Ａ’における断面図である。
【００２７】
図３および図４のキャパシタ構造は、図１のキャパシタ構造を基本構成として、さらに、下配線層内、および上下配線層間においても、電極が対向して容量が形成されるように構成したものである。
【００２８】
図３に示すように、上配線層において、第１の電極配線１１の電極基部１４から櫛形状に突出した複数の歯部１５を有する第１の電極１６と、第２の電極配線２１の電極基部２４から櫛形状に突出した複数の歯部２５を有する第２の電極２６とが形成されている。そして、第１の電極１６の各歯部１５の先端部は、下配線層に形成された第３の電極配線１２と、ビア１３を介して電気的に接続されており、第２の電極２６の各歯部２５の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線２２と、ビア２３を介して電気的に接続されている。以上の構成は、図１のキャパシタ構造と同様である。
【００２９】
そして、下配線層において、第３の電極配線１２には、電極基部１７から櫛形状に突出した複数の歯部１８を有する第３の電極１９が形成されている。また、第４の電極配線２２には、電極基部２７から櫛形状に突出した複数の歯部２８を有する第４の電極２９が形成されている。第３の電極１９と第４の電極２９とは、歯部１８，２８同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。すなわち、第３の電極１９と第４の電極２９とは、いわゆるインターデジテーションの配置になっている。
【００３０】
そして、上配線層の第１の電極１６と下配線層の第３の電極１９とは、ビア１３を介して電気的に接続されており、上配線層の第２の電極２６と下配線層の第４の電極２９とは、ビア２３を介して電気的に接続されている。
【００３１】
図４の断面図において、５１は半導体基板、５２は層間絶縁膜、５３は下配線層、５４は上配線層である。そして図４に示すように、上配線層５４に形成された第２の電極２６の歯部２５は、下配線層５３に形成された第３の電極１９の歯部１８と対向しており、上配線層５４に形成された第１の電極１６の歯部１５は、下配線層５３に形成された第４の電極２９の歯部２８と対向している。
【００３２】
図３および図４のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、図１のキャパシタ構造を基本構成としているため、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、上配線層内だけでなく、下配線層内、および上下配線層間でも、電極が対向しているため、上配線層内における対向電極の容量Ｃ１に加えて、下配線層内における対向電極の容量Ｃ２、および上下配線層間における対向電極の容量Ｃ３が形成される。よって、本実施形態に係るキャパシタ構造は、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）の容量を保持することができ、実施の形態１に比べて、さらに大容量のキャパシタを、電極における電流経路上に形成することが可能となる。
【００３３】
なお、下配線層において対向する電極のいずれか一方を省いた構成、例えば第４の電極２９を省き、第３の電極１９のみを形成した構成としてもかまわない。この場合、下配線層内においては容量は形成されないが、上下配線層間においては、第２の電極２６と第３の電極１９とが対向することになり、容量が形成される。さらにこの場合、第４の電極配線２２を省いてもかまわない。
【００３４】
また、図３および図４の構成では、上配線層の電極の歯部に対してそれぞれ、下配線層の歯部が対向しているが、本発明はこれに限られるものではなく、上配線層の電極の少なくとも１つの歯部について、下配線層の歯部が対向していればよい。
【００３５】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図であり、同図中、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造を示す。また、図６は図５の線Ｂ−Ｂ’における断面図である。
【００３６】
図５および図６のキャパシタ構造は、図２のキャパシタ構造を基本構成として、さらに、下配線層内、および上下配線層間においても、電極が対向して容量が形成されるように構成したものである。
【００３７】
図５に示すように、上配線層において、第１の電極配線３１から延びた渦巻部３５を有する第１の電極３６と、第２の電極配線４１から延びた渦巻部４５を有する第２の電極４６とが形成されている。そして、第１の電極３６の渦巻部３５の先端部は、下配線層に形成された第３の電極配線３２と、ビア３３を介して電気的に接続されており、第２の電極４６の渦巻部４５の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線４２と、ビア４３を介して電気的に接続されている。以上の構成は、図２のキャパシタ構造と同様である。
【００３８】
そして、下配線層において、第３の電極配線３２には、電極基部３７から突出した複数の突出部３８を有する第３の電極３９が形成されている。また、第４の電極配線４２には、電極基部４７から突出した複数の突出部４８を有する第４の電極４９が形成されている。第３の電極３９と第４の電極４９とは、突出部３８，４８同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。
【００３９】
そして、上配線層の第１の電極３６と下配線層の第３の電極３９とは、ビア３３を介して電気的に接続されており、上配線層の第２の電極４６と下配線層の第４の電極４９とは、ビア４３を介して電気的に接続されている。
【００４０】
図６の断面図において、６１は半導体基板、６２は層間絶縁膜、６３は下配線層、６４は上配線層である。そして図６に示すように、上配線層６４に形成された第１の電極３６の渦巻部３５は、下配線層６３に形成された第４の電極４９の突出部４８と対向しており、上配線層６４に形成された第２の電極４６の渦巻部４５は、下配線層６３に形成された第３の電極３９の突出部３８と対向している。
【００４１】
図５および図６のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、図２のキャパシタ構造を基本構成としているため、実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。さらに、上配線層内だけでなく、下配線層内、および上下配線層間でも、電極が対向しているため、上配線層内における対向電極の容量Ｃ１ａに加えて、下配線層内における対向電極の容量Ｃ２ａ、および上下配線層間における対向電極の容量Ｃ３ａが形成される。よって、本実施形態に係るキャパシタ構造は、（Ｃ１ａ＋Ｃ２ａ＋Ｃ３ａ）の容量を保持することができ、実施の形態２に比べて、さらに大容量のキャパシタを、電極における電流経路上に形成することが可能となる。
【００４２】
なお、下配線層において対向する電極のいずれか一方を省いた構成、例えば第４の電極４９を省き、第３の電極３９のみを形成した構成としてもかまわない。この場合、下配線層内においては容量は形成されないが、上下配線層間においては、第２の電極４６と第３の電極３９とが対向することになり、容量が形成される。さらにこの場合、第４の電極配線４２を省いてもかまわない。
【００４３】
また、図５および図６の構成では、上配線層の電極の渦巻部のほぼ全体に対して、下配線層の突出部が対向しているが、本発明はこれに限られるものではなく、渦巻部の少なくとも一部について、下配線層の突出部が対向していればよい。
【００４４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態１のキャパシタ構造において、第１および第２の電極１６，２６の各歯部１５，２５の上または下に、ビアを形成するものである。あるいは、実施の形態２のキャパシタ構造において、第１および第２の電極３６，４６の渦巻部３５，４５の上または下に、ビアを形成するものである。
【００４５】
図７は本実施形態に係るキャパシタ構造の断面図であり、上面図は図１と同様である。図７に示すように、第１の電極１６の各歯部１５の下にビア７７が形成されており、第２の電極２６の各歯部２５の下にビア７８が形成されている。
【００４６】
図７に示す本実施形態に係るキャパシタ構造によると、上配線層内における対向電極だけでなく、その下に配置したビア同士の間にも容量が形成される。したがって、実施の形態１または２に比べて、さらに大容量のキャパシタを、電極における電流経路上に形成することが可能となる。
【００４７】
（実施の形態６）
図８は本発明の実施の形態６に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図であり、同図中、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造を示す。また、図９は図８の線Ｃ−Ｃ’における断面図である。
【００４８】
図８および図９のキャパシタ構造は、図１のキャパシタ構造を基本構成として、さらに、下配線層内においても、電極およびビアが対向して容量が形成されるように構成したものである。
【００４９】
図８に示すように、上配線層において、第１の電極配線１１の電極基部１４から櫛形状に突出した複数の歯部１５を有する第１の電極１６と、第２の電極配線２１の電極基部２４から櫛形状に突出した複数の歯部２５を有する第２の電極２６とが形成されている。そして、第１の電極１６の各歯部１５の先端部は、下配線層に形成された第３の電極配線１２と、ビア１３を介して電気的に接続されており、第２の電極２６の各歯部２５の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線２２と、ビア２３を介して電気的に接続されている。以上の構成は、図１のキャパシタ構造と同様である。
【００５０】
そして、下配線層において、第３の電極配線１２には、電極基部８１から櫛形状に突出した複数の歯部８２を有する第３の電極８３が形成されている。また、第４の電極配線２２には、電極基部８４から櫛形状に突出した複数の歯部８５を有する第４の電極８６が形成されている。第３の電極８３と第４の電極８６とは、歯部８２，８５同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。すなわち、第３の電極８３と第４の電極８６とは、いわゆるインターデジテーションの配置になっている。
【００５１】
そして、上配線層の第１の電極１６の各歯部１５と下配線層の第３の電極８３の各歯部８２とを電気的に接続するために、ビア８７が形成されている。また、上配線層の第２の電極２６の各歯部２５と下配線層の第４の電極８６の各歯部８５とを電気的に接続するために、ビア８８が形成されている。
【００５２】
図９の断面図において、５１は半導体基板、５２は層間絶縁膜、５３は下配線層、５４は上配線層である。そして図９に示すように、上配線層５４に形成された第２の電極２６の歯部２５は、下配線層５３に形成された第４の電極８６の歯部８５と、ビア８８を介して電気的に接続されており、上配線層５４に形成された第１の電極１６の歯部１５は、下配線層５３に形成された第３の電極８３の歯部８２と、ビア８７を介して電気的に接続されている。
【００５３】
図８および図９のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、図１のキャパシタ構造を基本構成としているため、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、上配線層内だけでなく、下配線層内でも、電極およびビアが対向しているため、上配線層内における対向電極の容量Ｃ１に加えて、下配線層内における対向電極の容量Ｃ４および対向ビアの容量Ｃ５が形成される。よって、本実施形態に係るキャパシタ構造は、（Ｃ１＋Ｃ４＋Ｃ５）の容量を保持することができ、実施の形態１に比べて、さらに大容量のキャパシタを、電極における電流経路上に形成することが可能となる。
【００５４】
また、図８および図９の構成では、上配線層の電極の歯部に対してそれぞれ、下配線層の歯部と接続するためのビアが設けられているが、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも１つの歯部が、下配線層の歯部とビアを介して接続されていればよい。
【００５５】
（実施の形態７）
図１０は本発明の実施の形態７に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図であり、同図中、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造を示す。また、図１１は図１０の線Ｄ−Ｄ’における断面図である。
【００５６】
図１０および図１１のキャパシタ構造は、図２のキャパシタ構造を基本構成として、さらに、下配線層内においても、電極およびビアが対向して容量が形成されるように構成したものである。
【００５７】
図１０に示すように、上配線層において、第１の電極配線３１から延びた渦巻部３５を有する第１の電極３６と、第２の電極配線４１から延びた渦巻部４５を有する第２の電極４６とが形成されている。そして、第１の電極３６の渦巻部３５の先端部は、下配線層に形成された第３の電極配線３２と、ビア３３を介して電気的に接続されており、第２の電極４６の渦巻部４５の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線４２と、ビア４３を介して電気的に接続されている。以上の構成は、図２のキャパシタ構造と同様である。
【００５８】
そして、下配線層において、第３の電極配線３２には、電極基部９１から突出した複数の突出部９２を有する第３の電極９３が形成されている。また、第４の電極配線４２には、電極基部９４から突出した複数の突出部９５を有する第４の電極９６が形成されている。第３の電極９３と第４の電極９６とは、突出部９２，９５同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。
【００５９】
そして、上配線層の第１の電極３６の渦巻部３５と下配線層の第３の電極９３の突出部９２とを電気的に接続するために、ビア９７が形成されている。また、上配線層の第２の電極４６の渦巻部４５と下配線層の第４の電極９６の突出部９５とを電気的に接続するために、ビア９８が形成されている。
【００６０】
図１１の断面図において、６１は半導体基板、６２は層間絶縁膜、６３は下配線層、６４は上配線層である。そして図１１に示すように、上配線層６４に形成された第１の電極３６の渦巻部３５は、下配線層６３に形成された第３の電極９３の突出部９２と、ビア９７を介して電気的に接続されており、上配線層６４に形成された第２の電極４６の渦巻部４５は、下配線層６３に形成された第４の電極９６の突出部９５と、ビア９８を介して電気的に接続されている。
【００６１】
図１０および図１１のように構成された本実施形態に係るキャパシタ構造によると、図２のキャパシタ構造を基本構成としているため、実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。さらに、上配線層内だけでなく、下配線層内でも、電極およびビアが対向しているため、上配線層内における対向電極の容量Ｃ１ａに加えて、下配線層内における対向電極の容量Ｃ４ａおよび対向ビアの容量Ｃ５ａが形成される。よって、本実施形態に係るキャパシタ構造は、（Ｃ１ａ＋Ｃ４ａ＋Ｃ５ａ）の容量を保持することができ、実施の形態２に比べて、さらに大容量のキャパシタを、電極における電流経路上に形成することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態８）
図１２は本発明の実施の形態８に係る、半導体基板上の集積回路に形成されたキャパシタ構造を示す上面図である。図１２において、１０１，２０１は第１の配線層としての上配線層に形成された第１および第２の電極配線である。第１の電極配線１０１には第１の電極１１０が形成されている。第１の電極１１０は、第１の電極配線１０１の電極基部１０４から櫛形状に突出した複数の歯部１０５，１０６，１０７，１０８，１０９を有している。第２の電極配線２０１には第２の電極２１０が形成されている。第２の電極２１０は、第２の電極配線２０１の電極基部２０４から櫛形状に突出した複数の歯部２０５，２０６，２０７，２０８，２０９を有している。第１の電極１１０と第２の電極２１０とは、歯部１０５〜１０９，２０５〜２０９同士が誘電体を介して互いに噛み合った状態で、対向している。すなわち、第１の電極１１０と第２の電極２１０とは、いわゆるインターデジテーションの配置になっている。
【００６３】
また、第１の電極１１０の各歯部１０５〜１０９の先端部は、第１の配線層と異なる第２の配線層としての下配線層に形成された第３の電極配線１０２と、ビア１０３を介して、電気的に接続されている。第２の電極２１０の各歯部２０５〜２０９の先端部は、下配線層に形成された第４の電極配線２０２と、ビアを介して、電気的に接続されている。
【００６４】
図１２のキャパシタ構造を図１と比較すると、電極配線が櫛形状電極から延びる基端の位置が異なっている。すなわち、櫛形状電極を矩形と見たてた場合に、図１のキャパシタ構造では、この矩形の対角の位置から電極配線が延びているのに対して、図１２のキャパシタ構造では、向かい合う辺の中央部から電極配線が延びている。
【００６５】
そして図１２のキャパシタ構造では、第１の電極１１０の各歯部１０５〜１０９の配線幅が一定ではなく、異なっている。具体的には、各歯部１０５〜１０９の配線幅は、当該歯部の基端と、第１の電極配線１０１の電極基部１０４における基端との距離が長いほど、太くなっている。すなわち、第１の電極配線１０１の基端に最も近い歯部１０７の配線幅が最も細くなっており、第１の電極配線１０１の基端から最も遠い歯部１０５，１０９の配線幅が最も太くなっている。第２の電極２１０の各歯部２０５〜２０９の配線幅についても、同様に、異なっている。
【００６６】
このように各歯部の配線幅を調整することによって、櫛形状電極の入り口から出口までの全ての経路の抵抗値を、ほぼ一定にすることができる。これにより、櫛形状電極の各経路に流れる電流をほぼ等しくすることができるので、耐マイグレーションの対策として有効である。
【００６７】
なお、図１２では、櫛形状電極がなす矩形の向かい合う辺の中央部から電極配線が延びている構造を示したが、電極配線が延びる基端の位置は図１２で示したものに限られるものではなく、任意の位置に設定してよい。その場合は、電極配線が延びる基端の位置に応じて、櫛形状電極の入り口から出口までの全ての経路の抵抗値がほぼ一定になるように、各歯部の配線幅を調整すればよい。すなわち、抵抗値を高くしたい場合は配線幅を細く、抵抗値を低くしたい場合は配線幅を太く形成すればよい。
【００６８】
以上のように、本実施形態によると、集積回路のレイアウトに合わせて、櫛形状電極において電極配線が延びる基端の位置を任意に配置した場合でも、耐エレクトロマイグレーションの対策が容易にでき、かつ、実施形態１のキャパシタ構造と同様に、大容量で特性劣化の少ないキャパシタを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明では、良好な高周波特性を有するキャパシタを提供することができるので、例えば、高周波領域におけるノイズバイパス効果を向上させることができる。このため、バイパスコンデンサなど、幅広い周波数のノイズ除去用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るキャパシタ構造を示す上面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るキャパシタ構造を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るキャパシタ構造を示す上面図であり、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るキャパシタ構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係るキャパシタ構造を示す上面図であり、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造を示す。
【図６】本発明の実施の形態４に係るキャパシタ構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係るキャパシタ構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態６に係るキャパシタ構造を示す上面図であり、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造である。
【図９】本発明の実施の形態６に係るキャパシタ構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態７に係るキャパシタ構造を示す上面図であり、（ａ）は上配線層での平面構造、（ｂ）は下配線層での平面構造である。
【図１１】本発明の実施の形態７に係るキャパシタ構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態８に係るキャパシタ構造を示す上面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１  第１の電極配線
１２  第３の電極配線
１３  ビア
１４  電極基部
１５  歯部
１６  第１の電極
１７  電極基部
１８  歯部
１９  第３の電極
２１  第２の電極配線
２２  第４の電極配線
２３  ビア
２４  電極基部
２５  歯部
２６  第２の電極
２７  電極基部
２８  歯部
２９  第４の電極
３１  第１の電極配線
３２  第３の電極配線
３３  ビア
３５  渦巻部
３６  第１の電極
３７  電極基部
３８  突出部
３９  第３の電極
４１  第２の電極配線
４２  第４の電極配線
４３  ビア
４５  渦巻部
４６  第２の電極
４７  電極基部
４８  突出部
４９  第４の電極
５３  下配線層（第２の配線層）
５４  上配線層（第１の配線層）
６３  下配線層（第２の配線層）
６４  上配線層（第１の配線層）
７７，７８  ビア
８１  電極基部
８２  歯部
８３  第３の電極
８４  電極基部
８５  歯部
８６  第４の電極
８７，８８  ビア
９１  電極基部
９２  突出部
９３  第３の電極
９４  電極基部
９５  突出部
９６  第４の電極
９７，９８  ビア
１０１  第１の電極配線
１０２  第３の電極配線
１０３  ビア
１０４  電極基部
１０５，１０６，１０７，１０８，１０９  歯部
１１０  第１の電極
２０１  第２の電極配線
２０２  第４の電極配線
２０３  ビア
２０４  電極基部
２０５，２０６，２０７，２０８，２０９  歯部
２１０  第２の電極
【図１】
2008270742.tif 000003
【図２】
2008270742.tif 000004
【図３】
2008270742.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008270742.tif 000008
【図７】
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【図８】
2008270742.tif 000010
【図９】
2008270742.tif 000011
【図１０】
2008270742.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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