[發明專利]可調諧電容器及其方法

有效

• 申請號: 200710169417.0
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN101183685A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: E·J·諾瓦克;D·W·斯托特;M·S·斯蒂杜哈爾;C·K·巴羅斯;J·A·亞丹扎
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 于靜;楊曉光

技術領域

本發明的實施例通常涉及電容器，更具體而言，涉及一種允許調制電容值的電容器結構。

背景技術

各種集成電路應用需要并入可調諧電容器(例如在延遲線路、負載調諧器等中)。然而，就尺寸不斷按比例縮放而言，當前可得的可調諧電容器結構受到了限制(例如，由于摻雜劑波動、電流泄漏等)。因此，在本技術領域需要與其它半導體器件(例如本領域當前狀態的場效應晶體管(FET))相比有利于尺寸不斷按比例縮放的可調諧電容器結構。

發明內容

鑒于上述，在此公開了作為電容器操作的背柵極晶體管和在這樣的電容器內調諧電容的相關方法的實施例。所述電容器結構的實施例包括具有分別在半導體層之上和之下的前和背柵極的場效應晶體管。可以通過改變所述電容器的選擇的區域或多個區域中的電壓條件以在不同值之間選擇性地變化所述電容器呈現的電容值。具體而言，所述電容器可以包括半導體層和在所述半導體層的第一表面上的第一柵極以及與所述第一柵極相對的在所述半導體層的第二表面上的至少一個第二柵極。所述半導體層用于依賴于施加到所述半導體層內的鄰近溝道區域的摻雜的區域或施加到所述半導體層內的多個摻雜的區域之間的多個溝道區域中的一個或多個的電壓的量來改變所述電容器的電容值。

也就是，通過改變在所述晶體管的摻雜的源極/漏極區域內的電壓條件，所述電容值可以在兩個不同的值之間變化。將第一電壓值(例如在預定的閾值之上的值)施加到所述摻雜的區域使得所述電容器呈現第一電容值以及將第二電壓值(例如在預定的閾值之下的值)施加到所述摻雜的區域使得所述電容器呈現第二容值。可選地，通過改變在所述半導體層內的兩側為多個摻雜的源極/漏極區域的多個溝道區域上的電壓條件(例如使用分開的背柵極以選擇性地控制每一個溝道區域的閾值電壓)，所述電容器呈現的電容值可以在多個不同的值之間選擇性地變化。依賴于所述溝道區域中每一個的導電性，所述電容器將呈現的不同的電容值。

更具體而言，在所述結構的一個實施例中，所述電容器包括場效應晶體管。所述晶體管包括具有第一表面和第二表面的半導體層。所述半導體層包括由一個、二個或多個摻雜的源極/漏極區域所設置的中心溝道區域。所述晶體管還包括在所述半導體層的所述溝道區域之上和之下的前和背柵極(即第一柵極在所述半導體層的第一表面上鄰近所述溝道區域以及第二柵極在所述半導體層的第二表面上鄰近所述溝道區域并與所述第一柵極相對)。所述柵極中的每一個包括鄰近所述半導體層的柵極介質層和在所述柵極介質層上的柵極導體層。

所述電容器還包括器件(例如開關例如通柵或傳輸門、電阻器、電感器和數字至模擬轉換器等)，所述器件用于選擇性地交替(例如在第一電壓值和第二電壓值之間)施加到所述摻雜的區域中的一個的電壓的量。將所述第一電壓值施加到所述摻雜的區域使所述電容器呈現第一電容值以及將所述第二電壓值施加到所述摻雜的區域使所述電容器呈現第二電容值。

在所述結構的另一實施例中，所述電容器相似地包括場效應晶體管。所述晶體管包括具有第一表面和第二表面的半導體層。所述半導體層包括多個溝道區域和多個摻雜的源極/漏極區域。配置所述溝道區域和源極/漏極區域以便每個溝道區域兩側為一個、二個或多個摻雜的區域。可以將每一個所述摻雜的區域電連接到地、電源電壓(Vdd)、中間電壓等。所述晶體管還包括在所述半導體層之上和之下的前和背柵極(即分別地第一和第二柵極)。所述柵極中的每一個包括鄰近所述半導體層的介質層和在所述介質層上的導電層。

具體而言，所述晶體管可以包括第一柵極，所述第一柵極在第一側面上在最末端的摻雜的區域之間(即在第一摻雜的區域與最后的摻雜的區域之間)延伸跨過所述半導體層的長度。所述第一柵極可以用于開啟所述溝道區域。可選地，所述晶體管可以包括鄰近所述半導體層的所述第一表面的多個第一柵極。這些多個第一柵極彼此電隔離以及配置其每一個鄰近摻雜的區域之間的所述溝道區域中的對應的一個。每一個第一柵極用于開啟其對應的溝道區域。另外，所述晶體管可以包括鄰近所述半導體層的所述第二表面的多個第二柵極。這些第二柵極彼此電隔離以及配置其每一個鄰近摻雜的區域之間的所述溝道區域中的對應的一個。每一個第二柵極用于選擇性地控制其對應的溝道區域的閾值電壓。因此，可以選擇性地開啟在所述晶體管內的所述溝道區域的任何一個或多個，以便導電性為高。變化開啟所述溝道區域，如果有，將變化所述電容器的所述電容值。