半导体集成电路系统技术方案

本申请涉及半导体集成电路系统。一种具有在基板上形成的层结构的半导体集成电路系统，该层结构包括多个金属层和夹在相邻的金属层之间的通孔层，通过层远离基板限定向上的方向，其中：电容器由在以向上的方向排序的至少第一金属层、第二金属层和第三金属层中实现的金属结构形成；该金属结构包括具有与层平行的宽度的条带的布置；形成在第一金属层中的条带被组织成至少一个第一梳状布置，该条带的宽度在低宽度范围内；形成在第二金属层中的条带被组织成具有基带和从基带延伸的多个指状条的至少一个第二梳状布置，指状条的宽度在低宽度范围内，并且每个基带的宽度在中间宽度范围内；以及形成在第三金属层中的条带具有在高宽度范围内的宽度。

Semiconductor Integrated Circuit System

【技术实现步骤摘要】
半导体集成电路系统本专利技术涉及半导体集成电路系统，并且特别地涉及在基板上形成有层结构的这种电路系统，该层结构包括多个金属层和夹在相邻的金属层之间的通孔层。这种半导体集成电路系统可以以IC(集成电路)芯片的形式提供，并且该IC芯片可以设置为IC封装的一部分，使得可以将片上电路系统(在IC芯片中实现)与片下电路系统(不在IC芯片中实现而是连接至IC芯片)连接。在该情况下，IC芯片可以安装在IC封装的封装基板上。通过上下文，图1a和图1b是先前考虑的LC电压控制振荡器(VCO)电路1的示意图，该LC电压控制振荡器(VCO)电路1可以实现为半导体集成电路系统，下文中简称为LC-VCO，即其功能基于电感(L)部件和电容(C)部件。LC-VCO1是CMOSLC-VCO并且在图1a中具体地示出。在图1b中更加详细地示出了LC-VCO1的一部分。LC-VCO1包括电流源2、一对交叉耦合晶体管(PMOSMOSFET)4和6、电容器8、电感器10、一对串联连接的可变电容器12和14、切换电容器电路16、一对交叉耦合晶体管(NMOSMOSFET)18和20和电阻器22。电流源2连接在高电压源(例如，VDD)与尾节点24之间，并且电阻器22连接在低电压源(例如，GND或地)与尾节点26之间。平行的第一电流路径28和第二电流路径30被设置在尾节点24与尾节点26之间。交叉耦合晶体管4和6分别设置在第一路径28和第二路径30上，交叉耦合晶体管4和6的源极端子连接至尾节点24，并且交叉耦合晶体管4和6的栅极端子连接至彼此的漏极端子。交叉耦合晶体管18和20分别设置在第一路径28和第二路径30上，其中交叉耦合晶体管18和20的源极端子连接至尾节点26，并且交叉耦合晶体管18和20的栅极端子连接至彼此的漏极端子。中间节点32和34分别限定在第一路径28和第二路径30上。中间节点32限定在晶体管4的漏极端子与晶体管18的漏极端子之间，并且中间节点34限定在晶体管6的漏极端与晶体管20的漏极端子之间。中间节点32和34可以用作LC-VCO1的输出端。电容器8、电感器10、一对串联连接的可变电容器12和14以及切换电容器电路16在中间节点32与中间节点34之间并联地连接。如图1b中所示，切换电容器电路16包括电容器36、晶体管(NMOSMOSFET)38、电容器40、反相器(例如，CMOS反相器)42和电阻器44和电阻器46。电容器36、晶体管38和电容器40依此顺序串联地连接在中间节点32与中间节点34之间。晶体管38的栅极端子连接成由控制信号CT(其可以是数字信号)控制。控制信号CT还经由反相器42和电阻器44提供至在电容器36与晶体管38之间限定的中间节点48，并且经由反相器42和电阻器46提供至在晶体管38与电容器40之间限定的中间节点50。在操作时，晶体管38根据控制信号CT的所选择的代码接通和关断，不同的代码对应于不同的频带。可变电容器(变容二极管)12和14用于微调关注的所选择的频带中的频率。LC-VCO1需要电容器8具有高的电容(即，大C)，并且还需要切换电容器电路16作为谐振电路的一部分用于宽调谐范围。已经考虑的是，电容器8可以被设置为片下元件(例如，设置为在IC封装的封装基板上的分立元件)，其中LC-VCO1的剩余部分被实现为片上电路系统(在IC芯片中实现)。然而，这种片下电容器是相当昂贵的，并且使用这种片下部件也是不期望的，因为其构成无用的设计/区域/集成开销。也已经考虑的是，电容器8可以与LC-VCO1的剩余部分一起设置在片上(尽管本专利技术人已经考虑将电感器10设置为片下“封装”电感器)，例如实现为具有由多个单位MOM单元组成的增加的长度的MOM(金属氧化物金属)电容器以提供所需的高电容。这种MOM电容器可以被认为是由半导体集成电路系统(即，IC芯片)的金属层的层结构中的多个金属层形成的交叉指型多指电容器，所述多个金属层通过相关的金属层之间设置的通孔层(金属间电介质)中的通孔适当地连接在一起。然而，使用这种技术的LC-VCO1也已经被发现是不符合要求的。期望解决上述问题。根据本专利技术的第一方面的实施方式，提供了具有在基板上形成的层结构的半导体集成电路系统，该层结构包括多个金属层和夹在相邻的所述金属层之间的通孔层，通过层远离所述基板限定向上的方向，其中：电容器由在以向上的方向排序的至少第一金属层、第二金属层和第三金属层中实现的金属结构形成；金属结构包括具有平行于层的宽度的条带的布置，该宽度在三个宽度范围中之一内，该范围包括低宽度范围、包括比低宽度范围内的宽度大的宽度的中间宽度范围、以及包括比中间宽度范围内的宽度大的宽度的高宽度范围；在第一金属层中形成的条带被组织成具有基带和从基带延伸的多个指状条的至少一个第一梳状布置，在第一层中形成的条带的宽度在低宽度范围内；在第二金属层中形成的条带被组织成具有基带和从基带延伸的多个指状条的至少一个第二梳状布置，形成在第二层中的指状条的宽度在低宽度范围内，并且形成在第二层中的每个基带的宽度在中间宽度范围；并且形成在第三金属层中的条带具有高宽度范围内的宽度。形成在第一层中的条带被组织成多个所述第一梳状布置，并且形成在第二层中的条带被组织成多个所述第二梳状布置。可以以阵列布置第一梳状布置。可以以阵列布置第二梳状布置。每个所述第二梳状布置可以叠在相应的所述第一梳状布置上。每个所述第二梳状布置可以通过具有相对小的截面区域的通孔来连接至其相应的第一梳状布置。形成在第三层中的条带可以通过具有相对大的截面区域的通孔来连接至相应的第二梳状布置，截面区域平行于层延伸。第三金属层可以是金属层中的最上层的金属层。第三金属层可以是布线层，其中形成在第三金属层中的条带是布线。第一金属层、第二金属层和第三金属层可以是金属层的连续金属层。可以存在多个所述第一金属层、第二金属层和第三金属层。形成在第三金属层中的条带可以形成电容器的端子的延伸部。第一梳状布置和第二梳状布置可以形成电容器的分布式极板。电容器可以是第一电容器。金属层可以包括相邻的下金属层和相邻的上金属层。形成第一电容器的层可以是上金属层，形成第一电容器的结构被定尺寸成使得第一电容器由于这些结构的相对低的电阻而是相对高Q的电容器。第二电容器可以由在下金属层中实现的金属结构形成，这些金属结构被定尺寸成使得第二电容器由于这些结构的相对高的电阻而是相对低Q的电容器。金属层可以包括在下金属层与上金属层之间的相邻的中间金属层。第一电容器和第二电容器可以形成在半导体集成电路系统的交叠区域中，该交叠区域与层平行。屏蔽可以由在一个或更多个中间金属层中实现的金属结构形成，并且可以延伸穿过交叠区域的至少部分以屏蔽第一电容器。在形成屏蔽的一个或更多个中间金属层下方的、至少一个所述中间金属层可以没有跨交叠区域的所述至少部分的电路部件或电路轨道或金属条带。第一电容器和第二电容器可以是至少部分地在半导体集成电路系统中实现的同一电路的电路部件。该电路可以是LC电压控制振荡器电路，第一电容器可以具有相对高的电容。第二电容器可以具有相对低的电容并且可以是LC电压控制振荡器电路的切换电容器阵列的一部分。根据本专利技术的第二方面的实施方式，提供了具有在基板上形成的层结构的半导体集成电路系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有在基板上形成的层结构的半导体集成电路系统，所述层结构包括多个金属层和夹在相邻的所述金属层之间的通孔层，通过层远离所述基板限定向上的方向，其中：电容器由在以所述向上的方向排序的至少第一金属层、第二金属层和第三金属层中实现的金属结构形成；所述金属结构包括具有与层平行的宽度的条带的布置，所述宽度在三个宽度范围中之一内，所述范围包括低宽度范围、包括比所述低宽度范围内的宽度大的宽度的中间宽度范围、以及包括比所述中间宽度范围内的宽度大的宽度的高宽度范围；形成在所述第一金属层中的所述条带被组织成具有基带和从该基带延伸的多个指状条的至少一个第一梳状布置，形成在所述第一金属层中的条带的宽度在所述低宽度范围内；形成在所述第二金属层中的所述条带被组织成具有基带和从该基带延伸的多个指状条的至少一个第二梳状布置，形成在所述第二金属层中的指状条的宽度在所述低宽度范围内，并且形成在所述第二金属层中的每个基带的宽度在所述中间宽度范围内；以及形成在所述第三金属层中的条带具有在所述高宽度范围内的宽度。

【技术特征摘要】
2018.01.19 EP 18152590.81.一种具有在基板上形成的层结构的半导体集成电路系统，所述层结构包括多个金属层和夹在相邻的所述金属层之间的通孔层，通过层远离所述基板限定向上的方向，其中：电容器由在以所述向上的方向排序的至少第一金属层、第二金属层和第三金属层中实现的金属结构形成；所述金属结构包括具有与层平行的宽度的条带的布置，所述宽度在三个宽度范围中之一内，所述范围包括低宽度范围、包括比所述低宽度范围内的宽度大的宽度的中间宽度范围、以及包括比所述中间宽度范围内的宽度大的宽度的高宽度范围；形成在所述第一金属层中的所述条带被组织成具有基带和从该基带延伸的多个指状条的至少一个第一梳状布置，形成在所述第一金属层中的条带的宽度在所述低宽度范围内；形成在所述第二金属层中的所述条带被组织成具有基带和从该基带延伸的多个指状条的至少一个第二梳状布置，形成在所述第二金属层中的指状条的宽度在所述低宽度范围内，并且形成在所述第二金属层中的每个基带的宽度在所述中间宽度范围内；以及形成在所述第三金属层中的条带具有在所述高宽度范围内的宽度。2.根据权利要求1所述的半导体集成电路系统，其中：形成在所述第一金属层中的条带被组织成多个所述第一梳状布置；以及形成在所述第二金属层中的条带被组织成多个所述第二梳状布置。3.根据权利要求2所述的半导体集成电路系统，其中：所述第一梳状布置以阵列布置；所述第二梳状布置以阵列布置；以及每个所述第二梳状布置叠在相应的所述第一梳状布置上。4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体集成电路系统，其中：每个所述第二梳状布置通过具有相对小的截面区域的通孔连接至其相应的第一梳状布置；以及形成在所述第三金属层中的条带通过具有相对大的截面区域的通孔连接至相应的第二梳状布置，所述截面区域与层平行地延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的半导体集成电路系统，其中，所述第三金属层是所述金属层中的最上层的金属层。6.根据前述权利要求中任一项所述的半导体集成电路系统，其中，所述第三金属层是布线层，并且其中，形成在所述第三金属层中的条带是布线。7.根据前述权利要求中任一项所述的半导体集成电路系统，其中，所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层是所述金属层的连续金属层。8.根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·汉斯·格尔曼，瓦莫西·克利须那·曼斯纳，
申请(专利权)人：株式会社索思未来，
类型：发明
国别省市：日本,JP