[發(fā)明專利]可變電容器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310346901.1
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104241244B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏孝璁;羅正瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

所公開的系統(tǒng)和方法涉及集成電路。更具體地，所公開的系統(tǒng)和方法涉及用于集成電路的可變電容器。

背景技術(shù)

可變電容器和變?nèi)荻O管（varactor）在集成電路設(shè)計中廣泛地使用。例如，這樣的器件通常被集成到無線發(fā)送器和接收器中，諸如，移動電話和其他移動終端。然而，當使用先進的加工技術(shù)來實現(xiàn)傳統(tǒng)變?nèi)荻O管時，傳統(tǒng)變?nèi)荻O管具有低質(zhì)量因數(shù)（“Q-因數(shù)”）。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種可變電容器件，包括：電容器，具有第一電容；以及可變電阻器，與所述電容器串聯(lián)連接，所述可變電阻器包括形成在溝道區(qū)上方的柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述溝道區(qū)被限定在形成在半導(dǎo)體襯底中的摻雜阱內(nèi)，其中，所述可變電阻器的電阻基于施加給所述柵極結(jié)構(gòu)的電壓，從而調(diào)節(jié)所述溝道的電阻和所述可變電容器件的電容。

在該可變電容器件中，所述溝道在所述可變電阻器的一對接觸件之間被限定在摻雜阱的上表面中，其中，所述一對接觸件被設(shè)置在所述摻雜阱的上表面中。

在該可變電容器件中，在設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底上方的至少一個金屬層中形成所述電容器，并且所述電容器包括：第一極板，包括：第一部分，在第一方向上延伸；和第一多個部分，在垂直于所述第一方向的第二方向上從所述第一部分延伸；以及第二極板，包括：第二部分，設(shè)置為與所述第一部分相距一距離并且在所述第一方向上延伸；和第二多個部分，在所述第二方向上從所述第二部分延伸，所述第二多個部分與所述第一多個部分相互交叉。

在該可變電容器件中，在所述半導(dǎo)體襯底的上表面上方并且在形成電容器極板的所述至少一個金屬層的下表面下方設(shè)置隔離層，所述隔離層與所述柵極結(jié)構(gòu)橫向地間隔開并且不與所述摻雜阱重疊。

在該可變電容器件中，在第一金屬層中設(shè)置所述第一部分和所述第二部分以及所述第一多個部分和所述第二多個部分，并且所述第一極板和所述第二極板均包括設(shè)置在第二金屬層中的部分，所述第二金屬層設(shè)置在所述第一金屬層上方或下方。

在該可變電容器件中，所述第一極板包括：第三部分，設(shè)置在所述第二金屬層中并且在所述第一方向上延伸；和第三多個部分，設(shè)置在所述第二金屬層中并且在所述第二方向上延伸；以及所述第二極板包括：第四部分，與所述第三部分相距一距離地設(shè)置在所述第二金屬層中，并且在所述第一方向上延伸；和第四多個部分，設(shè)置在所述第二金屬層中并且在所述第二方向上延伸，所述第四多個部分與所述第三多個部分相互交叉。

在該可變電容器件中，所述電容器包括：在設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底上方的第一金屬層中所形成的第一極板和在第二金屬層中所形成的第二極板，其中，所述第二金屬層位于所述第一金屬層上方或下方。

在該可變電容器件中，所述可變電阻器是第一可變電阻器，并且所述可變電容器件包括連接至所述第一可變電阻器的第二可變電阻器，所述第二可變電阻器包括：第二柵極結(jié)構(gòu)，形成在所述摻雜阱中所限定的第二溝道區(qū)上方，所述第二可變電阻器的電阻基于施加給所述第二柵極結(jié)構(gòu)的電壓，從而調(diào)節(jié)所述第二溝道的電阻和所述可變電容器件的電容。

在該可變電容器件中，所述第二溝道與所述第一溝道橫向地間隔開，并且被限定在所述可變電阻器的一對接觸件之間，所述一對接觸件設(shè)置在所述摻雜阱的上表面中。

在另一種實施例中，一種制造可變電容器件的方法，包括：形成可變電阻器；以及在設(shè)置半導(dǎo)體襯底上方的一個或多個金屬層中形成電容器，使得所述電容器與所述可變電阻器串聯(lián)連接，其中，所述可變電阻器的電阻基于施加給柵極結(jié)構(gòu)的電壓，所述柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的上表面上方并且在形成所述電容器的所述一個或多個金屬層下方，使得調(diào)節(jié)形成在所述半導(dǎo)體襯底中的所述可變電阻器的溝道的電阻和所述可變電容器件的電容。

該方法進一步包括：摻雜所述半導(dǎo)體襯底的上表面，以形成摻雜阱；摻雜所述摻雜阱的上表面，以形成橫向地間隔開的接觸件，所述溝道位于所述接觸件之間；以及在所述摻雜阱的所述上表面上方并且在橫向間隔開的所述接觸件之間形成所述柵極結(jié)構(gòu)。

在該方法中，所述電容器是金屬-氧化物-金屬電容器。

在該方法中，所述電容器是金屬-絕緣體-金屬電容器。

在該方法中，所述電容器是微機電系統(tǒng)電容器。