由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物电容器制造技术

技术编号:25845714 阅读:41 留言:0更新日期:2020-10-02 14:23
一种集成电路包括在下部BEOL互连级中形成的电容器(例如,折叠的金属氧化物金属(MOM)电容器),而不会降低电感器的Q因子。集成电路在一个或多个后端制程(BEOL)互连级中包括电容器。该电容器包括具有多个侧面的多折叠电容器叉指和在折叠电容器叉指的同一侧上的一对歧管。这对歧管中的每一个歧管都耦合到一个或多个折叠电容器叉指。该集成电路还包括在一个或多个不同BEOL互连级中具有一个或多个线匝的感应迹线。感应迹线与电容器的一个或多个部分重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物电容器相关申请的交叉引用本申请要求于享有2018年6月12日提交的标题为“由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物金属电容器”的美国专利申请No.16/006,657的优先权,并且该美国专利申请要求于享有2018年2月20日提交的标题为“由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物金属电容器”的美国临时专利申请第62/632,692号申请的优先权,通过引用将其公开内容明确地整体并入本文。
本公开的方面涉及半导体器件,并且更具体地,涉及与片上电感器/变压器重叠的折叠式金属氧化物金属(MOM)电容器。
技术介绍
由于成本和功耗方面的考虑,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、例如载波聚合的附加电路功使得移动RF收发器的设计更加复杂。用于移动RF收发器的其他设计挑战包括使用无源装置,它们直接影响模拟/RF性能考量,包括失配、噪声和其他性能考量。无源装置可以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装置,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、多晶硅电容器、金属氧化物金属(MOM)电容器以及其他类似电容器结构。MOM电容器也称为垂直平行板(VPP)电容器、自然垂直电容器(NVCAP)、横向通量电容器、梳状电容器以及叉指电容器。MOM电容器具有有益的特性,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,而无需相对于其他电容器结构的额外掩模或工艺步骤。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多组叉指产生的边缘电容来实现电容。例如,MOM电容器利用金属化层和配线轨迹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电容器与电感器和/或变压器集成。可惜将MOM电容器与电感器和/或变压器集成在一起可能会降低电感器和/或变压器的性能。
技术实现思路
一种集成电路可以包括一个或多个后端制程(BEOL)互连级中的电容器。该电容器包括多个具有多个侧面的折叠电容器叉指和在折叠电容器叉指的同一侧上的一对歧管。该对歧管中的每一个歧管均耦合到一个或多个折叠电容器叉指。该集成电路还包括感应迹线,该感应迹线具有在一个或多个不同的BEOL互连级中的一个或多个线匝。感应迹线与电容器的一个或多个部分重叠。一种制造集成电路的方法可以包括:制造在一个或多个后端制程(BEOL)互连级中的电容器。电容器包括具有多个侧面的多个折叠电容器叉指和在折叠电容器叉指的多个侧面的同一侧上的一对歧管。该对歧管中的每一个歧管均耦合到这些折叠电容器叉指中的一个或多个折叠电容器叉指。该方法还包括在一个或多个不同的BEOL互连级中制造具有一个或多个线匝的感应迹线。感应迹线与电容器的一个或多个部分重叠。一种集成电路可以包括在一个或多个后端制程(BEOL)互连级中的电容器。该电容器包括具有多个侧面的多个折叠电容器叉指和在折叠电容器叉指的同一侧上的一对歧管。该对歧管中的每一个歧管均耦合到一个或多个折叠电容器叉指。该集成电路还包括用于存储在一个或多个不同的BEOL互连级内的磁场中的电能的装置。电能存储装置与电容器的一个或多个部分重叠。这已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点,以便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,本公开可以随时用作修改或设计其他结构的基础,以实现本公开的相同目的。本领域技术人员还应该认识到,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,将从以下描述中更好地理解被认为是本公开的特征的新颖特征,包括其组织和操作方法,以及另外的目的和优点。然而,应当明确地理解,提供每个附图仅出于说明和描述的目的,并且不旨在作为对本公开的限制的定义。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是采用无源装置的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图2是采用无源装置用于芯片组的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图3是示出包括互连堆叠的集成电路(IC)装置的截面,该互连堆叠包含常规的金属氧化物金属(MOM)电容器结构。图4是示出根据本公开的一些方面的与片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物金属(MOM)电容器的示意性顶视图。图5A-5E示出了根据本公开的一些方面的折叠金属氧化物金属(MOM)电容器的顶视图和多个截面图。图6是示出根据本公开的一方面的用于制造与片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物金属(MOM)电容器的方法的工艺流程图。图7是示出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8是示出根据一种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,以下阐述的详细描述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。详细描述包括特定细节,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“包含或”,并且术语“或”的使用旨在表示“排除或”。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、实例或说明”,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“无论是直接或通过中间连接(例如开关)、电气、机械或其他方式间接地连接”,并且不必限于物理连接。另外,连接可以使得对象被永久地连接或可释放地连接。可以通过开关进行连接。如本文所述,在整个说明书中使用的术语“接近”是指“邻近、非常接近、紧邻或接近”。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”。移动RF收发器中的无源装置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装置,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、多晶硅电容器、金属氧化物金属(MOM)电容器以及其他类似电容器结构。电容器通常是集成电路中使用的用于存储电荷的无源元件。例如,平行板电容器通常使用板或导电结构连同板之间的绝缘材料制成。给定电容器的存储量或电容取决于用于制造板和绝缘体的材料、板的面积以及板之间的间距。绝缘材料通常是介电材料。由于许多设计将电容器放置在芯片的衬底之上,因此这些平行板电容器在半导体芯片上消耗了较大面积。可惜这种方法减小了有源设备的可用面积。另一种方法是创建垂直结构,该结构可以称为垂直平行板(VPP)电容器。可以通过在芯片上堆叠互连层来创建VPP电容器结构。然而本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种集成电路,包括:/n至少一个后端制程(BEOL)互连级中的电容器,所述电容器具有多个折叠电容器叉指、以及在所述折叠电容器叉指的多个侧面的同一侧上的一对歧管,所述折叠电容器叉指具有所述多个侧面,所述一对歧管中的每个歧管均耦合到多个所述折叠电容器叉指中的至少一个折叠电容器叉指;和/n感应迹线,所述感应迹线在至少一个不同的BEOL互连级中具有至少一个线匝,所述感应迹线与所述电容器的至少一部分重叠。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180220 US 62/632,692;20180612 US 16/006,6571.一种集成电路,包括:
至少一个后端制程(BEOL)互连级中的电容器,所述电容器具有多个折叠电容器叉指、以及在所述折叠电容器叉指的多个侧面的同一侧上的一对歧管,所述折叠电容器叉指具有所述多个侧面,所述一对歧管中的每个歧管均耦合到多个所述折叠电容器叉指中的至少一个折叠电容器叉指;和
感应迹线,所述感应迹线在至少一个不同的BEOL互连级中具有至少一个线匝,所述感应迹线与所述电容器的至少一部分重叠。


2.根据权利要求1所述的集成电路,其中,在第一互连级处的具有第一极性的第一歧管在面向第一方向的第一侧上、但不在面向相反方向的第二侧上,耦合到在所述第一互连级处的具有所述第一极性的至少一个折叠电容器叉指,并且在所述第一互连级处的具有不同极性的第二极性的第二歧管在面向所述第一方向的第三侧上、但不在面向所述相反方向的第四侧上,耦合到在所述第一互连级处的具有所述第二极性的至少一个折叠电容器叉指。


3.根据权利要求1所述的集成电路,其中,在第一互连级上的至少一个折叠电容器叉指通过至少一个通孔耦合到在第二互连级上的至少一个折叠电容器叉指。


4.根据权利要求1所述的集成电路,其中,所述一对歧管与所述感应迹线在同一层上。


5.根据权利要求1所述的集成电路,其中,所述一对歧管与所述感应迹线在不同的层上。


6.根据权利要求1所述的集成电路,其中,所述一对歧管中的至少一个歧管延伸通过多个互连级,并且其中,一个互连级中的至少一个歧管部分通过至少一个通孔耦合到另一互连级中的另一歧管部分。


7.根据权利要求1所述的集成电路,其中,所述多个折叠电容器叉指的至少一部分在由所述感应迹线限定的周界内。


8.一种用于制造集成电路的方法,包括:
制造在至少一个后端制程(BEOL)互连级中的电容器,所述电容器具有多个折叠电容器叉指、以及在所述折叠电容器叉指的多个侧面的同一侧上的一对歧管,所述折叠电容器叉指具有所述多个侧面,所述一对歧管中的每个歧管均耦合到多个所述折叠电容器叉指中的至少一个折叠电容器叉指;和
在至少一个不同的BEOL互连级中制造具有至少一个线匝的感应迹线,所述感应迹线与所述电容器的至少一部分重叠。


9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
在面向第一方向的第一侧上、但不在面向相反方向的第二侧上,将所述一...

【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

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