一种多层金属结构的金属孔电阻的制作方法

本技术属于模拟电路，具体涉及一种多层金属结构的金属孔电阻。

背景技术：

1、电阻在电路中提供明确或者可控的电阻值，常应用于分压、限流等功能，是模拟电路中的重要器件。模拟电路中通常包含多个电阻，在设计版图时，电阻的材料选择和空间规划是重要的问题。

2、目前市面上工艺针对不同应用提供了多种不同材料的电阻以供选择。金属电阻使用金属铝制成，阻值受金属层厚度和温度系数影响，在多层金属工艺中，可以用任意金属层制作电阻，上层金属导线可以布置在下层金属电阻上方，但是下层金属或硅导线不能布置在上层金属电阻的下面，因为会造成电阻的非等平面性，与其他电阻相比，金属电阻具有稳定的物理性质以及良好的导电性，但金属电阻方块值较小，不适用于制作高电阻值的电阻。

3、多晶硅电阻使用多晶硅材料制成，可通过掺杂改变电阻方块值，重掺杂多晶硅电阻方块值约为25到50欧姆每方块，轻掺杂多晶硅电阻方块值约为几百到几千欧姆每方块，与其他电阻相比，多晶硅电阻与集成电路工艺兼容、方块值较大、阻值灵活可控、稳定性较好，但多晶硅电阻在过大功耗下会引起局部过热，难以实现兆欧级电阻，在制作较小目标电阻值电阻时成本较高。

4、过孔(via)是在多金属层结构中，通过在绝缘层中开孔并填充金属实现的连接各个相邻金属层的导电结构。金属层使用绝缘层相互隔离，通过包围相应过孔实现各层的垂直互联，连接不同金属层的过孔可以在同一垂直线上叠加。过孔的方块电阻值大于金属线，约为5欧姆每方快。

技术实现思路

1、为至少解决以上问题之一，本实用新型提出了一种多层金属结构的金属孔电阻，相比于普通电阻，本申请提供的金属孔电阻结合金属电阻与孔电阻的特点，拥有比单个孔电阻更大的方块电阻值，在相同面积下实现更大的电阻值，在相同目标电阻值下占用更小的版图面积，能更好实现模拟电路的电阻功能、减小制作成本，适用于制作目标电阻值较小但远大于金属电阻方块值的电阻。

2、本实用新型所采用的技术方案为：

3、本申请公开了一种多层金属结构的金属孔电阻，应用于模拟电路，所述金属孔电阻包括：至少i列垂直结构的金属-过孔电阻结构，各列所述垂直结构的金属-过孔电阻结构之间通过顶层金属线或底层金属线依次串联；每一列所述垂直结构的金属-过孔电阻结构均至少包括j层过孔，各层过孔上下分布，且每层过孔的对称中心均位于同一垂直中心轴上，相邻的两层过孔之间通过中间金属层电连接；其中，i的取值范围为i≥2，j的取值范围为j≥2。

4、作为一种可选的技术方案，当i＝2，j＝2时，所述金属孔电阻包括两列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔和第二层过孔，位于同一列的第一层过孔和第二层过孔之间通过中间金属层电连接，第一列的第一层过孔与第二列的第一层过孔之间通过所述底层金属线电连接。

5、作为一种可选的技术方案，当i＝4，j＝3时，所述金属孔电阻包括四列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔、第二层过孔和第三层过孔，位于同一列的第一层过孔、第二层过孔和第三层过孔之间通过中间金属层电连接，位于第一列的第一层过孔与位于第二列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第二列的第三层过孔与位于第三列的第三层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第三列的第一层过孔与位于第四列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接。

6、作为一种可选的技术方案，当i＝6，j＝4时，所述金属孔电阻包括六列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔、第二层过孔、第三层过孔和第四层过孔，位于同一列的第一层过孔、第二层过孔、第三层过孔和第四层过孔之间通过中间金属层电连接，位于第一列的第一层过孔与位于第二列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第二列的第四层过孔与位于第三列的第四层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第三列的第一层过孔与位于第四列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第四列的第四层过孔与位于第五列的第四层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第五列的第一层过孔与位于第六列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接。

7、本实用新型的有益效果为：本申请基于金属电阻与过孔电阻，通过添加过孔实现增大总电阻值的效果；相比于普通的金属电阻，本申请利用过孔的特性及芯片的垂直面积，通过增加同一垂直线上串联过孔数量，实现了比单个孔电阻更大的方块电阻值，以更小的版图面积，实现更大的总电阻值，在成本方面具有绝对优势；相比于单个孔电阻，本申请拥有更大的方块电阻值，且方块电阻值能够灵活调整；在设计目标电阻值较小但远大于金属方块电阻值的电阻时，能够有效节约版图面积，减小制作成本；本申请巧妙利用常见的金属线及过孔结构，电阻结构可根据设计所需的目标电阻值进行调整，具备较好的移植性与灵活性。

1.一种多层金属结构的金属孔电阻，应用于模拟电路，其特征在于，所述金属孔电阻包括：至少i列垂直结构的金属-过孔电阻结构，各列所述垂直结构的金属-过孔电阻结构之间通过顶层金属线或底层金属线依次串联；每一列所述垂直结构的金属-过孔电阻结构均至少包括j层过孔，各层过孔上下分布，且每层过孔的对称中心均位于同一垂直中心轴上，相邻的两层过孔之间通过中间金属层电连接；其中，i的取值范围为i≥2，j的取值范围为j≥2。

2.根据权利要求1所述的多层金属结构的金属孔电阻，其特征在于：当i＝2，j＝2时，所述金属孔电阻包括两列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔和第二层过孔，位于同一列的第一层过孔和第二层过孔之间通过中间金属层电连接，第一列的第一层过孔与第二列的第一层过孔之间通过所述底层金属线电连接。

3.根据权利要求1所述的多层金属结构的金属孔电阻，其特征在于：当i＝4，j＝3时，所述金属孔电阻包括四列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔、第二层过孔和第三层过孔，位于同一列的第一层过孔、第二层过孔和第三层过孔之间通过中间金属层电连接，位于第一列的第一层过孔与位于第二列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第二列的第三层过孔与位于第三列的第三层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第三列的第一层过孔与位于第四列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接。

4.根据权利要求1所述的多层金属结构的金属孔电阻，其特征在于：当i＝6，j＝4时，所述金属孔电阻包括六列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构，每一列所述的垂直结构的金属-过孔电阻结构均包括第一层过孔、第二层过孔、第三层过孔和第四层过孔，位于同一列的第一层过孔、第二层过孔、第三层过孔和第四层过孔之间通过中间金属层电连接，位于第一列的第一层过孔与位于第二列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第二列的第四层过孔与位于第三列的第四层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第三列的第一层过孔与位于第四列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接，位于第四列的第四层过孔与位于第五列的第四层过孔之间通过顶层金属线电连接，位于第五列的第一层过孔与位于第六列的第一层过孔之间通过底层金属线电连接。