[發明專利]變容器

有效

• 申請號: 201310516070.8
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103904136B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 李思翰;曾珮玲;林哲輝;林志昇
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L29/92
• 分類號: H01L29/92
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關于一種變容器（Varactor），且特別有關于一種具有晶圓穿孔（Through Wafer Via，TWV）結構的變容器。

背景技術

三維（3D）集成電路以及堆疊的芯片（chip）或晶圓是用來解決二維集成電路發展的一些限制。通常，三維集成電路是使用晶圓穿孔（Through Wafer Via，TWV）在半導體基底中來提供堆疊的芯片/晶圓封裝結構，例如使用晶圓穿孔來連接芯片或晶圓。因此，可縮短金屬導線長度及接線/走線（trace）的阻抗，并減少芯片面積，于是具有體積小、整合度高、效率高、低耗電量以及低成本的優點。

在進行立體堆疊之前，不同的芯片或晶圓通常是分別以適合的前段制程(包含主動組件、連接金屬線等制程)完成之后，再使用晶圓穿孔以及重新分布金屬層（Re-distributed layer,RDL）來完成后段制程的堆疊步驟，此制程步驟亦被稱為后穿孔（Via last）制程。現今，更可使用后段制程來形成各種被動組件（Integrated passive device，IPD），以有效率地利用后段制程面積。此外，更可將前段制程的被動組件由后段制程來加以實現，再以晶圓穿孔進行連接，以降低較為昂貴的前段制程面積，進而降低制造成本。

在被動組件中，電容在數字、模擬以及射頻電路中被廣泛使用。除了具有固定電容值的電容外，由電壓來調整電容值的可變電容裝置，亦稱為變容器（Varactor），其可整合于各種電路設計中，例如振蕩器等等。現今變容器是高速電路中常使用的組件之一，然而其制作需要多層光罩及制程步驟。

因此，需要一種具有晶圓穿孔結構的變容器。

發明內容

本發明提供一種變容器。上述變容器包括：基底，具有第一表面與大體上平行于上述第一表面的第二表面，以及位于上述基底的第一開口以及第二開口；導電材料，填充于上述第一開口以及上述第二開口，以分別形成第一晶圓穿孔以及第二晶圓穿孔；第一電容，耦接于上述第一晶圓穿孔以及第一端點之間；以及第二電容，耦接于上述第二晶圓穿孔以及第二端點之間。上述第一晶圓穿孔以及上述第二晶圓穿孔之間的空乏區電容的電容值是由施加于上述第一晶圓穿孔以及上述第二晶圓穿孔的偏壓電壓所決定。

再者，本發明提供另一種變容器。上述變容器包括：第一晶圓以及設置于上述第一晶圓的下方的第二晶圓。上述第一晶圓包括：第一基底，具有第一表面與大體上平行于上述第一表面的第二表面，以及位于上述第一基底的第一開口以及第二開口；第一導電材料，填充于上述第一開口以及上述第二開口，以分別形成第一晶圓穿孔以及第二晶圓穿孔；第一導體層，設置于上述第一基底的上述第二表面上，包括耦接于上述第二晶圓穿孔的第一走線；以及，第一電容，耦接于上述第一晶圓穿孔以及第一端點之間。上述第二晶圓包括：第二基底，具有大體上平行于上述第一表面的第三表面與第四表面；以及第二導體層，設置于上述第二基底的上述第三表面上，包括耦接于第二端點的第二走線。上述第一導體層的上述第一走線以及上述第二導體層的上述第二走線之間的耦合電容形成第二電容。上述第一晶圓穿孔以及上述第二晶圓穿孔之間的第一空乏區電容的電容值是由施加于上述第一晶圓穿孔以及上述第二晶圓穿孔的偏壓電壓所決定。

附圖說明

圖1是顯示根據本發明一實施例所述的雙晶圓穿孔架構的透視圖；

圖2是顯示根據圖1的雙晶圓穿孔架構的剖面圖；

圖3是顯示根據本發明一實施例所述的變容器的等效寄生完整模型；

圖4是顯示根據本發明一實施例所述的變容器的等效電路圖；

圖5是顯示根據本發明一實施例所述的變容器的剖面圖；

圖6是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的剖面圖；

圖7是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的剖面圖；

圖8是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的剖面圖；

圖9是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的等效寄生完整模型；

圖10是顯示根據本發明另一實施例所述的雙晶圓穿孔架構的透視圖；

圖11是顯示根據本發明另一實施例所述的雙晶圓穿孔架構的透視圖；

圖12是顯示根據圖11的雙晶圓穿孔架構的剖面圖；

圖13是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的等效寄生完整模型；

圖14是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的等效電路圖；

圖15是顯示根據本發明另一實施例所述的變容器的剖面圖；