由片上电感器/变压器重叠的电容器阵列制造技术

集成电路(IC)包括至少一个第一线后端(BEOL)互连层中的电容器阵列。电容器阵列包括与并行电容器布线迹线耦合的成对电容器成对总成以及耦合在每对并行电容器布线迹线之间的电容器。IC还包括在至少一个第二BEOL互连层中具有至少一匝的电感器迹线。电感器迹线限定与电容器阵列的至少一部分重叠的周界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由片上电感器/变压器重叠的电容器阵列相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月11日提交的题为“CAPACITORARRAYOVERLAPPEDBYON-CHIPINDUCTOR/TRANSFORMER”的美国临时专利申请号16/004,920的权益，其要求于2017年12月15日提交的题为“CAPACITORARRAYOVERLAPPEDBYON-CHIPINDUCTOR/TRANSFORMER”美国临时专利申请号62/599,341的权益，这两个申请的公开内容通过引入整体明确地并入本文。
本公开的各方面涉及半导体器件，并且更具体地涉及与电容器阵列重叠的片上电感器/变压器。
技术介绍
由于成本和功耗的考虑，移动射频(RF)芯片(例如，移动RF收发器)已迁移到深亚微米工艺节点。用于支持通信增强(例如，第五代(5G)通信系统)的附加电路功能使得移动RF收发器的设计更加复杂。移动RF收发器的其他设计挑战包括使用直接影响模拟/RF性能考量(包括失配、噪声和其他性能考量)的无源器件。无源器件可能涉及高性能电容器组件。例如，模拟集成电路使用各种类型的无源器件，例如集成电容器。这些集成电容器可以包括金属氧化物半导体(MOS)电容器、pn结电容器、金属绝缘体金属(MIM)电容器、多对多电容器、金属氧化物金属(MOM)电容器以及其他类似电容器结构。MOM电容器也被称为垂直平行极板(VPP)电容器、自然垂直电容器(NVCAP)、横向磁通电容器、梳状电容器以及叉指电容器。相对于其他电容器结构，MOM电容器在没有附加的掩模或工艺步骤的情况下，展现出有益的特性，包括高电容密度、低寄生电容、出色的RF特性和良好的匹配特性。MOM电容器由于其有益特性而成为使用最广泛的电容器之一。MOM电容器结构通过使用由叉指集生成的边缘电容来实现电容。即，MOM电容器利用由金属化层和布线迹线形成的极板之间的横向电容耦合。移动RF收发器的设计可以包括将MOM/MIM/MOS电容器与电感器和/或变压器集成。不幸的是，将MOM/MIM/MOS电容器与电感器和/或变压器集成可能会降低电感器和/或变压器的性能。
技术实现思路
集成电路(IC)包括至少一个第一线后端(BEOL)互连层中的电容器阵列。电容器阵列包括与并行电容器布线迹线耦合的成对电容器总成(manifold)以及耦合在每对并行电容器布线迹线之间的电容器。IC还包括在至少一个第二BEOL互连层中具有至少一匝的电感器迹线。电感器迹线限定了与电容器阵列的至少一部分重叠的周界。描述了用于制造射频集成电路(RFIC)的方法。方法包括在至少一个第一线后端(BEOL)互连层中制造电容器阵列。方法还包括沉积并行电容器布线迹线。电容器阵列的电容器耦合在每对并行电容器布线迹线之间。方法还包括在电容器阵列的同一侧上制造成对电容器总成。成对电容器总成中的每一个均耦合到并行电容器布线迹线。方法还包括在至少一个第二BEOL互连层中制造具有至少一匝的电感器迹线。电感器迹线限定了与电容器阵列的至少一部分重叠的周界。射频集成电路(RFIC)包括在至少一个第一线后端(BEOL)互连层中的电容器阵列。电容器阵列在电容器阵列的同一侧上具有成对电容器总成。电容器布线成对总成中的每一个均耦合到用于对电容器指进行布线的装置。电容器耦合在用于对电容器指进行布线的装置之间。RFIC还包括在至少一个第二BEOL互连层中具有至少一匝的电感器迹线。电感器迹线限定了与电容器阵列的至少一部分重叠的周界。这已相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以使得可以更好地理解以下的详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解，本公开可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这样的等同构造不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的教导。当结合附图考虑时，就其组织和操作方法而言，将从以下描述中更好地理解被认为是本公开的特性的新颖特征，以及进一步的目的和优点。然而，应当明确地理解，提供每个附图仅出于例示和描述的目的，并且不旨在作为对本公开的限制的限定。附图说明为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图进行的以下描述。图1是采用无源器件的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图2是采用无源器件用于芯片组的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图3是图示了包括互连堆叠的集成电路(IC)器件的截面，互连堆叠包含常规的金属氧化物金属(MOM)电容器结构。图4是图示了根据本公开的各方面的与电容器阵列重叠的片上电感器/变压器的俯视图的示意图。图5A-图5D是根据本公开的各方面的进一步图示了图4的片上电感器/变压器/电容器阵列的示意图。图6A-图6C是根据本公开的各方面的进一步图示了图4的片上电感器/变压器/电容器阵列的示意图。图7是图示了根据本公开的一个方面的用于制造具有集成在电感器区域内的电容器阵列的射频集成电路(RFIC)的方法的流程图。图8是示出了其中可以有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。图9是图示了根据一个配置的用于半导体组件的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。具体实施方式结合附图，以下阐述的具体实施方式旨在作为各种配置的描述，而并非旨在表示可以实践本文描述的概念的唯一配置。具体实施方式包括特定细节，以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在某些情况下，以框图形式示出了公知的结构和组件，以避免使这些概念模糊。如本文所述，术语“和/或”的使用旨在表示“包括性或”，且术语“或”的使用旨在表示“排他性或”。如本文所述，在整个说明书中使用的术语“示例性”是指“用作示例、实例或图示”，并且不必一定被解释为比其他示例性配置优选或有利。如本文所述，在整个说明书中使用的术语“耦合”是指“无论是直接还是借助中间连接(例如，开关)间接地电连接、机械连接或其他方式连接”，并且不必限于物理连接。附加地，连接可以使得对象被永久地连接或可释放地连接。可以借助开关进行连接。如本文所述，在整个说明书中使用的术语“接近”是指“邻近、非常靠近、紧邻或附近”。如本文所述，在整个说明书中使用的术语“在...上”在一些配置中是指“直接在...上”，而在其他配置中是“间接在…上”。由于成本和功耗的考虑，移动射频(RF)芯片(例如，移动RF收发器)已迁移到深亚微米工艺节点。用于支持通信增强(例如，第五代(5G)通信系统)的附加电路功能使得移动RF收发器的设计更加复杂。移动RF收发器的其他设计挑战包括使用直接影响模拟/RF性能考量(包括失配、噪声和其他性能考量)的无源器件。移动RF收发器中的无源器件可以包括高性能电容器组件。例如，模拟集成电路使用各种类型的无源器件(例如，集成电容器)。这些集成电容器可以包括金属氧化物半导体(MOS)电容器、pn结电容器、金属绝缘体金属(MIM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路(IC)，包括：/n电容器阵列，在至少一个第一线后端(BEOL)互连层中，所述电容器阵列具有与多个并行电容器布线迹线耦合的成对电容器总成、多个电容器耦合在每对并行电容器布线迹线之间；以及/n电感器迹线，在至少一个第二BEOL互连层中具有至少一匝，所述电感器迹线限定与所述电容器阵列的至少一部分重叠的周界。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 US 62/599,341;20180611 US 16/004,9201.一种集成电路(IC)，包括：
电容器阵列，在至少一个第一线后端(BEOL)互连层中，所述电容器阵列具有与多个并行电容器布线迹线耦合的成对电容器总成、多个电容器耦合在每对并行电容器布线迹线之间；以及
电感器迹线，在至少一个第二BEOL互连层中具有至少一匝，所述电感器迹线限定与所述电容器阵列的至少一部分重叠的周界。


2.根据权利要求1所述的IC，其中所述成对电容器总成在所述电容器阵列的同一侧、在由所述电感器迹线限定的所述周界之外。


3.根据权利要求1所述的IC，其中所述多个电容器包括金属-氧化物-金属(MOM)电容器，所述金属-氧化物-金属(MOM)电容器包括交替地耦合在所述多个并行电容器布线迹线中的一对并行电容器布线迹线之间的叉指。


4.根据权利要求1所述的IC，其中所述多个电容器包括金属-氧化物-半导体(MOS)电容器，所述金属-氧化物-半导体(MOS)电容器包括耦合到所述多个并行电容器布线迹线中的第一电容器布线迹线的源极(S)/漏极(D)触点以及耦合到所述多个并行电容器布线迹线中的第二电容器布线迹线的栅极(G)触点。


5.根据权利要求1所述的IC，其中所述多个电容器包括金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，所述金属-绝缘体-金属(MIM)电容器包括耦合到所述多个并行电容器布线迹线中的第一电容器布线迹线的第一电容器极板以及耦合到所述多个并行电容器布线迹线中的第二电容器布线迹线的第二电容器极板，其中所述第一电容器极板被布置为与所述第二电容器极板的至少一部分重叠。


6.根据权利要求1所述的IC，进一步包括：
半导体衬底；
金属-氧化物-半导体(MOS)电容器，在所述半导体衬底上；以及
金属-氧化物-金属(MOM)电容器，被堆叠在所述MOS电容器上。


7.根据权利要求1所述的IC，进一步包括：
半导体衬底；
金属-氧化物-半导体(MOS)电容器，在所述半导体衬底上；以及
金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，被堆叠在所述MOS电容器上。


8.根据权利要求1所述的IC，其中所述至少一个第一BEOL互连层包括较低的BEOL互连层，并且所述至少一个第二BEOL互连层包括较高的BEOL互连层。


9.根据权利要求1所述的IC，其中所述成对电容器总成在所述电容器阵列的同一侧、在由所述电感器迹线限定的所述周界内。


10.根据权利要求1所述的IC，被集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、计算机、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元和/或固定位置数据单元中。

【专利技术属性】
技术研发人员：成海涛，金章，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US