【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容器结构和芯片天线
[0001]本专利技术涉及一种半导体装置结构，具体地，涉及一种电容器结构。更具体地，本专利技术公开了一种通过半导体工艺实现的芯片天线。
技术介绍
[0002]图1a示出平行板电容器，其导体板长度为L、导体板宽度为W且两个板(100，102)之间的距离为D。第一导体板(100)与第二导体板(102)之间的间隙用介电介质(101)填充，该介电介质的厚度为D且相对介电常数∈r和∈0针对真空介电常数是恒定的。平行板电容器的电容由下式给出：
[0003]C＝∈0×
∈
r
×
(W
×
L)/D
ꢀꢀ
(1)
[0004]在半导体工业中，当将绝缘体用作介电介质(101)时，此种类电容器通常通过将绝缘体材料置放在两个扁平金属薄片之间来制造，并且因此其通常被称为金属
‑
绝缘体
‑
金属(MIM)电容器。
[0005]当导体板(100，102)的尺寸、特别是其宽度(W)及长度(L)二者明显大于距离(D)时，式(1)是准确的，这是因为在该情况下可以假定这些板之间的电场恒定且其他任何地方皆为零，并且任何边缘场可以被忽略。因为电容与尺寸W及L成正比且与D成反比，所以在假定W、L及D的绝对容限处于相同数量级但W和L二者明确大于D的情况下，从电容容限的观点，最临界尺寸显然为D。图1b示出图1a的电容器的横截面。导体板(100，102)之间的电通量(103)主要位于导体板(100，102)之间。>[0006]如果W或L与D相比并不大，则电容器边缘周围的边缘场对总电容有显著贡献并且应被考虑。图2a中所示出的垂直平行板(VPP)电容器结构就是这种情况。与图1a的结构相比，该结构以电通量的方向已旋转90度的方式而旋转。在此特定情况下，电容器板的宽度W不能被认为显著大于距离D。对应于(1)的式(2)仍可以用于粗略估计电容。
[0007]C≈∈0×
∈
r
×
(W
×
L)/D
ꢀꢀ
(2)
[0008]图2b示出图2a的电容器的横截面。平行板(100，120)的边缘处的并不完全垂直于板(100，102)的边缘电场(104)对总电容有更显著影响。
[0009]在诸如移动电话、平板计算机、追踪器或物联网装置的移动无线装置中，内部天线与外部天线相比通常是优选的。天线大小典型地极有限且需要紧凑的天线解决方案。该天线尺寸缩小为天线工程师强加了严重的设计问题。非最佳天线解决方案的使用可以使无线装置的操作范围降级，但也可以例如对装置的电池寿命有不利的影响。
[0010]当存在有限大小的接地平面时，小天线的性能可以在根本上改变，这取决于接地平面的大小和形状或接地平面上的天线的定位。在无线移动装置中，天线性能实际上始终很大程度上取决于接地平面的大小和形状，而不论是使用谐振天线抑或非谐振天线。谐振类型的无线移动装置天线的示例例如为贴片天线、四分之一波长单极天线、以及环形天线、以及槽孔天线(以及变型，诸如倒L型天线(ILA)和倒F型天线(IFA))。贴片天线由安装在形成接地平面的较大薄片上方的扁平金属薄片或“贴片(patch)”组成。单极天线由安装在接
地平面上或紧邻接地平面的金属“短线(stub)”组成。谐振天线组件具有至少一个实体尺寸，其使得该谐振天线组件在操作频率下谐振，例如半波长(λ/2)贴片天线或四分之一波长(λ/4)单极。非谐振天线组件典型地实体地小于谐振大小且需要阻抗匹配。在此情况下，接地平面形成主辐射结构，并且“非谐振天线结构”或多或少地作为耦合装置操作。有时其也被称作“激励组件”，这是因为小的天线组件用以“激励”PCB/底盘波(chassis wave)模式。或在一些情况下——如果作者并不想要表达导电底盘对辐射性质的贡献——则其也可以被简单地称为天线组件、辐射器电极或甚至辐射器。
[0011]槽孔天线是移动无线装置中所使用的一种共同天线类型。槽孔天线基本上通过在导电薄片中制造槽孔来构造。槽孔可以由导电薄片完全围封，在此情况下，槽孔自身的最低谐振模式为半波长(λ/2)，或槽孔可以对导电薄片的边缘有开口，在此情况下，槽孔的最低谐振模式将为四分之一波长(λ/4)。后一类型的槽孔天线也可以被称为切口天线。为了有效地向槽孔天线馈电，典型地需要阻抗匹配。可能需要在天线馈电物上添加串联匹配电容器以用于阻抗匹配。
[0012]在本专利技术的范围内，术语芯片天线、非谐振芯片天线及超小型芯片天线皆指电容器装置，例如表面安装芯片电容器(SMD电容器)装置，其可以被实施为用于天线结构的阻抗匹配的分立半导体。结合本专利技术，术语超小型芯片天线、芯片天线以及非谐振芯片天线可以互换使用。利用芯片天线的天线实施可以基于本技术中已知的各种操作原理，诸如单极、倒F型天线(IFA)、环路天线或槽孔天线。在环路类型的配置中，芯片天线用作环路的一部分，其中其主要作为电容式调节组件进行操作。另外，用于生产芯片天线的制造方法各种各样，但在许多情况下，在高介电基板(换言之，具有高介电常数的基板，诸如陶瓷)上制造芯片天线，以减小天线的实体大小。通过使用高介电基板，非谐振芯片天线将具有较高电容密度，因此使较小的大小就能够实现所需电容。
[0013]相关技术的描述
[0014]专利US6690570公开了一种由叉指垂直板电极限定的垂直平行板电容器，该电极由通过导电通孔彼此耦合的导体层形成。
[0015]与陶瓷电容器相比，金属
‑
氧化物
‑
金属(MOM)电容器实现了较小的大小与较高的准确度。另外，MOM电容器的可扩展性和价格较好，这是因为这些电容器可以使用半导体工艺大体积地制造。
[0016]使用叉指电极结构，与传统板型电容器相比实现了较低制作成本及较高电容密度。然而，归因于该类型半导体装置的制造过程变化，电容值容限是大的。换言之，所实现的电容值的准确度不好，这在用于需要准确电容器值的某些应用的制造装置中引起问题。在大量生产中对电容器的个体选择商业上不可行，但需要以具有成本效率的方式控制大量电容器装置中的电容值的变化。
技术实现思路
[0017]目的是提供一种方法和设备，以解决提供尤其适用作芯片天线的改进式电容器装置的问题。本专利技术的目的通过根据权利要求1的特征部分的半导体装置来实现。
[0018]本专利技术的优选实施方式在从属权利要求中公开。
[0019]本专利技术基于将电容器板新颖地成形为具有垂直平行板和侧向平行板两者的结构
的构思。
[0020]根据第一方面，提供一种使用半导体工艺实现的电容器结构。该电容器结构包括由介电材料分开的复数个叉指正负电极指状物，及由该介电材料分开的复数个经图案化的金属化层。每个叉指电极指状物包括：侧向部分，其形成在至少两个基本上平行的第一金属化层中的一者上；以及垂直部分，其包括设置在驻存于所述第一金属化层之间的复数个第二金属化层上的复数个叠置的平板或杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用半导体工艺实现的电容器结构，所述电容器结构包括由介电材料分开的复数个叉指正负电极指状物以及由所述介电材料分开的复数个经图案化的金属化层，其特征在于，每个叉指电极指状物包括：侧向部分，其形成在至少两个基本上平行的第一金属化层中的一者上，以及垂直部分，其包括设置在驻存于所述第一金属化层之间的复数个第二金属化层上的复数个叠置的平板或杆体，其中，所述平板或杆体彼此电连接并且通过复数个导电通孔电连接至所述侧向部分，所述复数个导电通孔横穿将相邻金属化层分开的介电材料，并且其中，两个相邻电极指状物的每一对至少部分叠置的侧向部分之间的垂直距离基本上等于两个相邻垂直部分之间的侧向距离。2.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，所述两个相邻电极指状物的侧向部分设置在所述第一金属化层中的不同金属化层上。3.根据前述权利要求中任一项所述的电容器结构，其中，所述多于一个叠置的平板或杆体还包括设置在不包括所述同一电极指状物的所述垂直部分的所述第一金属化层上的平板或杆体。4.根据前述权利要求中任一项所述的电容器结构，其中，两个叉指梳状物由在所述指状物的一个端部处彼此电耦合的所述复数个正电极指状物以及在所述指状物的相对端部处彼此电耦合的所述复数个负电极指状物形成。5.根据前述权利要求中任一项所述的电容器结构，其中，两个叉指电极指状物的彼此耦合的垂直部分和侧向部分的横截面形成L形，其中，所述侧向部分形成所述L形的支柱并且所述垂直部分形成所述L形的主干，并且其中，延伸至彼此相反的侧向方向的两个相邻L形的支柱设置在所述电容器结构的所述第一金属化层中的不同金属化层上，并且其中，相邻L形的主干指向相反垂直方向。6.根据权利要求5所述的电容器结构，其中，所述侧向距离与所述垂直距离在不同的相邻电极指状物之间限定。7.根据权利要求5或6所述所述的电容器结构，其中，所述电容器结构包括三个第一金属化层，并且所述电容器结构相对于形成正或负叉指L形电极指状物的支柱的所述第一金属化层成镜像，使得所述正或负电极指状物中的每一者包括彼此叠置且设置在所述电容器结构的两个相对面上的两个侧向部分，以及将所述两个侧向部分耦合的垂直部分，并且所述正或负电极指状物中的每一者的相邻负或正电极指...
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