由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物电容器的制作方法

文档序号:22439160发布日期:2020-10-02 10:36阅读:128来源:国知局
由片上电感器/变压器重叠的折叠金属氧化物电容器的制作方法

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。



背景技术:

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。



技术实现要素:

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,vpp电容器结构具有较低的电容存储或较低的“密度”,因为这些结构不会存储太多电荷。特别是用于制造vpp电容器的互连部和通孔层互连迹线的尺寸可能非常小。vpp结构中互连部和通孔层导电迹线之间的间距受设计规则的限制,这通常会导致用于实现此类结构的某些所需电容的很大面积。尽管被描述为“垂直”,但是这些结构可以在基本垂直于衬底表面的任何方向上,或者在其他基本不平行于衬底的角度。

mom电容器以及mos电容器是vpp电容器的示例。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。特别地,mom电容器通常用于在半导体工艺中提供高质量的电容器,而不会产生相对于其他电容器结构的额外处理步骤的成本。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。也就是说,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。因此,用于实现多匝电感器的常规布置继续消耗rf集成电路(rfic)模拟设备中的未使用区域。

本公开的一些方面提供了一种集成在通常未使用的电感器区域内的电容器。用于制造电容器和电感器的工艺流程可以包括前端制程(feol)工艺、中间(mol)工艺和后端制程(beol)工艺。

如所描述,后端制程互连层可以涉及用于电耦合到集成电路的前端制程有源装置的导电互连层(例如,第一互连层(m1)或金属一m1、金属二(m2)、金属三(m3)、金属四(m4)等)。各种后端制程互连层形成在相应的后端制程互连级上,其中下部后端制程互连级使用相对于上部后端制程互连级更薄的金属层。后端制程互连层可以电耦合到中间互连层,例如将m1连接到集成电路的氧化物扩散(od)层。中间互连层可以包括用于将m1连接到集成电路的有源装置层的零互连层(m0)。后端制程第一通孔(v2)可以将m2连接到m3或后端制程互连层中的其他层。将理解的是,除非另外说明,否则术语“层”包括膜,并且不应解释为指示垂直或水平厚度。如所描述,术语“衬底”可以涉及被切块晶片的衬底或者可以涉及未切块晶片的衬底。类似地,术语芯片和裸片可以互换使用。

实际上,电感器/变压器通常在射频集成电路(rfic)中使用。这些电感器/变压器通常形成在上部后端制程(beol)互连级,因为上部beol互连级提供了用于实现所需电感的厚金属层。但是,由于上部beol互连级提供了厚金属层,因此这些电感器/变压器占据了显著的半导体区域。可惜在这些电感器/电容器下方添加电路/电容器通常会降低电感器质量(q)因子。

本公开的一些方面描述了一种在保持电感器的q因子的同时在电感器/变压器下方的区域中形成的电容器。例如,电感器可以在上部beol互连级(例如,m5)制造。按照常规,并不使用下部beol互连级(例如m1-m4)中的区域,这是因为占据该区域通常会降低电感器的q因子。

根据本公开的一些方面,可以在下部beol互连级中形成电容器(例如,折叠金属氧化物金属(mom)电容器),而不会降低电感器的q因子。在一些方面,集成电路可以在至少一个后端制程(beol)互连级中包括电容器。电容器可以具有在电容器的同一侧上的一个电容器布线端子(或电容器端子)对。例如,电容器可以具有四个侧面,并且电容器的第四侧面可以包括这个电容器布线端子对。电容器布线端子对中的每一个电容器布线端子可以耦合到多个折叠电容器布线迹线(或折叠电容器叉指)。该集成电路包括感应迹线(例如,电感器迹线或变压器迹线),该迹线在至少一个不同的beol互连级中具有一个或多个线匝。感应迹线与电容器的一个或多个部分重叠。例如,由电感器的感应迹线限定的周界可以包括多个折叠电容器布线迹线,而感应迹线与该电容器布线端子对(例如,端盖或歧管)重叠。

在本公开的一个方面中,具有第一极性(例如正)的电容器端子耦合到多个折叠电容器布线迹线的第一组折叠电容器布线迹线。一些迹线可以直接接触电容器端子,而其他迹线可以经过一个或多个通孔连接。具有第二极性(例如负)的电容器端子通过一个或多个通孔耦合到多个折叠电容器布线迹线的第二组折叠电容器布线迹线。

第一组折叠电容器布线迹线的第一折叠电容器布线迹线通过至少一个第一通孔耦合到在不同互连级上的第一组折叠电容器布线迹线的第二折叠电容器布线迹线。第二组折叠电容器布线迹线的第三折叠电容器布线迹线通过至少一个第二通孔耦合到在不同互连级上的第二组折叠电容器布线迹线第四折叠电容器布线迹线。

在本公开的一个方面中,具有第一极性(例如正)的第一电容器端子仅在面对第一方向的第一侧上耦合到第一组折叠电容器布线迹线中的一个或多个折叠电容器布线迹线。具有第二极性(例如负)的第二电容器端子仅在面对第一方向的第一侧上耦合到第二组折叠电容器布线迹线中的一个或多个折叠电容器布线迹线。

图1是采用无源装置的射频(rf)前端(rffe)模块100的示意图,该无源装置包括集成在电感器118的电感器区域内的电容器116(例如,折叠金属氧化物金属电容器)。rf前端模块100包括功率放大器102、双工器/滤波器104和射频(rf)开关模块106。功率放大器102将信号放大到一定功率水平以进行传输。双工器/滤波器104根据包括频率、插入损耗、抑制或其他类似参数在内的各种不同参数来过滤输入/输出信号。另外,rf开关模块106可以选择输入信号的某些部分以传递到rf前端模块100的其余部分。

射频(rf)前端模块100还包括调谐器电路112(例如,第一调谐器电路112a和第二调谐器电路112b)、双信器200、电容器116、电感器118、接地端子115和天线114。调谐器电路112(例如,第一调谐器电路112a和第二调谐器电路112b)包括诸如调谐器、便携式数据输入终端(pdet)和内务处理模数转换器(hkadc)。调谐器电路112可以对天线114执行阻抗调谐(例如,电压驻波比(vswr)优化)。rf前端模块100还包括耦合到无线收发器(wtr)120的无源组合器108。无源组合器108组合从第一调谐器电路112a和第二调谐器电路112b检测到的功率。无线收发器120处理来自无源组合器108的信息,并将该信息提供给调制解调器130(例如,移动台调制解调器(msm))。调制解调器130将数字信号提供给应用处理器(ap)140。

如图1所示,双信器200位于调谐器电路112的调谐器组件与电容器116、电感器118和天线114之间。双信器200可以置于天线114和调谐器电路112之间,以将高系统性能从rf前端模块100提供到包括无线收发器120、调制解调器130和应用处理器140的芯片组。双信器200还对高频段频率和低频段频率执行频域复用。在双信器200对输入信号执行其频率复用功能之后,双信器200的输出被馈送到包括电容器116和电感器118的可选lc(电感器/电容器)网络。当需要时,lc网络可以提供额外的阻抗匹配组件用于天线114。然后,具有特定频率的信号被天线114发送或接收。尽管示出了单个电容器和电感器,但是可以设想多个组件。

图2是包括第一双信器200-1的无线局域网(wlan)(例如,wifi)模块170和包括用于芯片组160的第二双信器200-2的rf前端(rffe)模块150的示意图,芯片组包括集成在电感器区域内的折叠mom电容器。wifi模块170包括将天线192可通信地耦合到无线局域网模块(例如,wlan模块172)的第一双信器200-1。rf前端模块150包括将天线194经过双工器180可通信地耦合到无线收发器(wtr)120的第二双信器200-2。wifi模块170的无线收发器120和wlan模块172耦合到调制解调器(msm,例如基带调制解调器)130,由电源152经过电源管理集成电路(pmic)156给调制解调器供电。芯片组160包括电容器162和164以及一个或多个电感器166,以提供信号完整性。

pmic156、调制解调器130、无线收发器120和wlan模块172均包括电容器(例如158,132,122和174),并根据时钟154进行操作。此外,电感器166将调制解调器130耦合到pmic156。芯片组160中的各种电容器和电感器的几何形状和布置会消耗大量的芯片面积。芯片组160的设计可能包括将mom/mim/mos电容器与电感器和/或变压器集成在一起。可惜,将mom/mim/mos电容器与电感器和/或变压器集成在一起会降低电感器和/或变压器的性能。因此,用于实现多线匝电感器的常规布置继续消耗rf集成电路(rfic)模拟装置中的未使用区域。

电容器被广泛地用在模拟集成电路中。图3是示出包括互连堆叠310的模拟集成电路(ic)装置300的截面的框图。ic装置300的互连堆叠310包括半导体衬底(例如,被切块硅晶片)302上的多个导电互连层(m1,…,m9,m10)。半导体衬底302支撑金属氧化物金属(mom)电容器330和/或金属氧化物半导体(mos)。在该示例中,在m5和m6互连层下方,mom电容器330形成在m3和m4互连层中。mom电容器330使用互连堆叠310的导电互连层(m3和m4)由不同极性的横向导电指形成。在导电指之间提供电介质(未示出)。

在该示例中,mom电容器330形成在互连堆叠310的下部导电互连层(例如,m1-m4)内。互连堆叠310的下部导电互连层具有较小的互连宽度和间隔。例如,导电互连层m3和m4的规模是导电互连层m5和m6规模的一半大小。同样,导电互连层m1和m2的规模是导电互连层m3和m4规模的一半大小。下部导电互连级的小互连宽度和空间使得能够形成电容密度增加的mom电容器。

如图3所示,mom电容器330利用由导电互连件(例如,布线和通孔)的标准金属化形成的指状物(例如,350、370)之间的横向(层内)电容性耦合340。在本公开的方面中,折叠mom电容器可以集成在电感器区域内,如图4所示。

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。集成电路400(例如,射频集成电路(rfic))包括片上电感器/变压器,该片上电感器/变压器被示为形成在上部后端制程(beol)互连级(例如m5-m8)中的单线匝感应迹线(例如,电感器迹线)450。例如,上部beol互连级可以从第五beol互连级(m5)开始。在下部beol互连级(例如,m1-m4)中制造电容器410。例如,下部beol互连级可以在第一个beol互连级(m1)开始。尽管参考特定的beol互连级描述了上部beol互连级和下部beol互连级,但是应当理解的是,根据本公开的一些方面也可以考虑其他范围。

电容器410可以具有在电容器410的同一侧上的一对电容器布线端子或歧管420。例如,电容器410可具有四个侧面(例如,第一侧面402、第二侧面404、第三侧面406和第四侧面408),其中电容器410的第四侧面408包括一对电容器布线端子420。这对电容器布线端子420中的每个可以耦合到多个折叠电容器布线迹线405(或折叠电容器叉指)。

集成电路400包括感应迹线450(例如,电感器迹线或变压器迹线),其在至少一个不同的beol互连级中具有一个或多个线匝。感应迹线450与电容器410的一个或多个部分重叠。例如,由电感器的感应迹线450限定的周界可以包括多个折叠电容器布线迹线405,而感应迹线450与这对电容器布线端子420重叠。电容器端子430和440(例如,端盖或歧管)可以在与电感器迹线450相同的级之上,之下或在同一级上。例如,大部分电感器迹线450可以与电容器端子430和440在同一级上。在小重叠区域中可以采用在另一层交叉或桥接的层。例如,感应迹线可以从m5变为m6,从而使歧管保留在m5层上。

在本公开的一个方面中,具有第一极性(例如正)的第一电容器端子430通过一个或多个通孔(未示出)耦合到多个折叠电容器布线迹线405的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线405a和第二折叠电容器布线迹线405b)。具有第二极性(例如负)的第二电容器端子440通过一个或多个通孔(未示出)耦合到多个折叠电容器布线405的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线405c和第四折叠电容器布线迹线405d)。应当认识到,根据本公开的一些方面,因为可以预期更多或更少的折叠电容器布线迹线,所以示出的多个折叠电容器布线迹线405的数量仅是示例性的。

除了或替代与通孔连接,具有第一极性(例如正)的第一电容器端子430在面向第一方向412的第一侧416上耦合到第一组折叠电容器布线迹线的一个或多个折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线405a和第二折叠电容器布线迹线405b)。具有第二极性(例如负)的第二电容器端子440在面向第一方向412的第二侧422上耦合到第二组折叠电容器布线迹线的一个或多个折叠电容器布线(例如,第三折叠电容器布线迹线405c和第四折叠电容器布线迹线405d)。例如,第一电容器端子430的面向方向414的第三侧面418并不耦合到折叠电容器布线迹线405。类似地,第二电容器端子440的面向方向414的第四侧面424并不耦合到折叠电容器布线迹线405。

通过避免当具有第一极性(例如,正)的第一电容器端子430和具有第二极性(例如,负)的第二电容器端子440在同一侧(例如,电容器410的第四侧面408)上彼此接近时在电容器410内形成环路电流(例如,环路涡流),电容器端子(例如430,440)的这种布置防止电容器410负面影响电感器迹线450的q因子。通过防止每个电容器端子(例如,430,440)的一侧接触折叠电容器布线迹线,也可以避免形成环路电流。例如,第二电容器端子440的面向方向414的第四侧面424并不耦合到折叠电容器布线迹线405。类似地,第一电容器端子430的面向方向414的第三侧面418并不耦合到折叠电容器布线迹线405。

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500的顶视图和各种截面图。为了说明的目的,图5a-5e的装置和特征的某些标记和编号与图4的相似。

多个截面图包括第一截面和第二截面(图5b)、第三截面(图5c)、第四截面(图5d)、第五截面第六截面(图5e)。例如,第一截面(图5b的上部)可以对应于在方向412上第一电容器端子430之后的第一截面线415。类似地,第二截面(图5b的下部)示出了第一截面的替代实施方式,并且也可以对应于在方向412上第一电容器端子430之后的第一截面线415。第三截面(图5c)对应于通过第一电容器端子430的截面线425。第四截面(图5d)对应于通过第二电容器端子440的截面线435。第五截面(图5e的上部)可以对应于在方向414上第二电容器端子440之后的截面线445。第六截面(图5e的下部)示出了第五截面的替代实施方式,并且还可以对应于在方向414上第二电容器端子440之后的截面线445。

每个截面示出了多个导电互连层(例如,第一导电互连层mx、第二导电互连层mx-1和/或第三导电互连层mx-2)。用于一个截面的第一导电互连层可以与不同截面的第一导电互连层相同或不同。例如,第一、第二、第五和第六截面的第一导电互连层mx相同。这也适用于第一、第二、第五和第六截面的后续导电互连层(例如,mx-1和mx-2)。第三截面和第四截面的第一导电互连层mx相同。这也适用于第三和第四截面的后续导电互连层(例如,mx-1和mx-2)。

第一截面、第二截面、第五截面和第六截面(图5b和5e)包括在第一导电互连层mx内的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线405a和第二折叠电容器布线迹线405b)。第一截面、第二截面、第五截面和第六截面还包括在第一导电互连层mx内的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线405c和第四折叠电容器布线迹线405d)。

第一截面、第二截面、第五截面和第六截面(图5b和5e)还包括在第二导电互连级mx-1内的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线507a和第二折叠电容器布线迹线507b)。第一截面、第二截面、第五截面和第六截面还包括在第二导电互连层mx-1内的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线507c和第四折叠电容器布线迹线507d)。

第一截面、第二截面、第五截面和第六截面(图5b和5e)还包括在第三导电互连层mx-2内的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线509a和第二折叠电容器布线迹线509b)。第一截面、第二截面、第五截面和第六截面还包括在第三导电互连层mx-2内的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线509c和第四折叠电容器布线迹线509d)。

第三截面(图5c)包括在第一层mx内的具有第一极性的第一电容器端子430(例如,正),并且第四截面(图5d)包括在第一层mx内的具有第二极性(例如,负)的第二电容器端子440。第三截面(图5c)包括在第二导电互连层mx-1内的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线405a和第二折叠电容器布线迹线405b)。第三截面和第四截面还包括在第二导电互连层mx-1内的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线405c和第四折叠电容器布线迹线405d)。

第三截面(图5c)还包括在第三导电互连层mx-2内的第一组折叠电容器布线迹线(例如,第一折叠电容器布线迹线507a和第二折叠电容器布线迹线507b)。第三截面和第四截面(图5c和5d)包括在第三导电互连层mx-2内的第二组折叠电容器布线迹线(例如,第三折叠电容器布线迹线507c和第四折叠电容器布线迹线507d)。

一个或多个通孔v1,v2和/或v3可以在各个导电互连层之间耦合迹线和/或端子。在一些方面,第一组具有第一极性的折叠电容器布线迹线通过通孔彼此耦合,而第二组具有第二极性的折叠电容器布线迹线通过通孔彼此耦合。第一组具有第一极性的折叠电容器布线迹线通过通孔并且也直接在层mx中在第一侧416处耦合到具有第一极性的第一电容器端子430。第二组具有第二极性的折叠电容器布线迹线通过通孔并且也直接在层mx中在第二侧面422处耦合到具有第二极性的第二电容器端子440。在方向412上的一小段距离之后,使用通孔将层mx转移或重新布线到其他层,例如用于绕过障碍物(例如,第一电容器端子430)并允许层mx-1和mx-2上的负迹线在第一电容器端子430下方通过,如图5c所示。可以使用将迹线从一层耦合到另一层的通孔来实现转移或路由。

如果歧管延伸到多个级(例如,mx和mx-1),则该多个级可以与通孔连接。在这种情况下,在与歧管相同级的迹线直接在该级连接到歧管。在歧管下方从在较低级处的迹线的通孔连接是可选的。

例如,第一截面和第五截面(图5b和5e上部部分)示出了第一导电互连层mx的第一折叠电容器布线迹线405a通过通孔v2耦合到第二导电互连层mx-1的第一折叠电容器布线迹线507a。第一截面和第五截面还示出了第二导电互连层mx-1的第一折叠电容器布线迹线507a通过v3耦合到第三导电互连层mx-2的第一折叠电容器布线迹线509a。

类似地,第一截面和第五截面示出了第一导电互连层mx的第三折叠电容器布线迹线405c通过通孔(例如,通过v2)耦合到第二导电互连层mx-1的第三折叠电容器布线迹线507c。第一截面和第五截面也示出了第二导电互连层mx-1的第三折叠电容器布线迹线507c通过通孔(例如,通过v3)耦合到第三导电互连层mx-2的第三折叠电容器布线迹线509c。

可替代地,如第二截面(图5b的下部)和第六截面(图5e的下部)所示,除了在歧管430下方时,第一导电互连层mx的第一折叠电容器布线迹线405a、第二导电互连层mx-1的第一折叠电容器布线迹线507a和第三导电互连级mx-2的第一折叠电容器布线迹线509a可以并不利用通孔来彼此耦合。

可替代地,如第六截面所示,除了在歧管430、440下方时,第一导电互连层mx的第三折叠电容器布线迹线405c、第二导电互连层mx-1的第三折叠电容器布线迹线507c和第三导电互连层mx-2的第三折叠电容器布线迹线509c可以并不利用通孔来彼此耦合。

具有第一极性的第一组折叠电容器布线迹线通过通孔耦合到第一电容器端子430。例如,第三截面(图5c)示出了第二导电互连层mx-1的第一折叠电容器布线迹线405a和第三导电互连层mx-2的第一折叠电容器布线迹线507a通过通孔(例如,v1和v2)耦合到第一导电互连层mx的第一电容器端子430。然而,第二导电互连层mx-1的第三折叠电容器布线迹线405c和第三导电互连层mx-2的第三折叠电容器布线迹线507c并不耦合到第一电容器端子430。

第二组具有第二极性的折叠电容器布线迹线通过通孔耦合到第二电容器端子440。例如,第四截面(图5d)示出了第二导电互连层mx-1的第三折叠电容器布线迹线405c和第三导电互连层mx-2的第三折叠电容器布线迹线507c通过通孔(例如,v1和v2)耦合到第一导电互连层mx的第二电容器端子440。

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/变压器重叠的电容器(例如,金属氧化物金属(mom)电容器)的方法600的方法流程图。在框602中,制造一个或多个后端制程(beol)互连级中的电容器。该电容器包括多个折叠电容器叉指和一对歧管。歧管位于折叠电容器叉指的同一侧。例如,将叉指折叠成多个侧面,而歧管在那些侧面之一上。这对歧管中的每一个都耦合到一个或多个折叠电容器叉指。例如如图4所示,电容器410的一个或多个部分被制造在由感应迹线450的周界限定的感应器区域内。

在框604中,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。例如,如图4所示,感应迹线450与电容器410的这对电容器布线端子或歧管420重叠。

根据本公开的另一方面,一种集成电路包括在由感应迹线的周界限定的感应器区域内的电容器。在一个配置中,集成电路具有用于存储磁场中电能的装置。在一个配置中,电能存储装置可以是感应迹线450,如图4所示。在另一方面,前述装置可以是被配置为执行所陈述的前述装置功能的任何结构或任何材料。

图7是示出其中可以有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统700的框图。为了说明的目的,图7示出了三个远程单元720,730和750以及两个基站740。将认识到,无线通信系统可以具有更多的远程单元和基站。远程单元720,730和750包括具有所公开的片上电感器/变压器的ic装置725a,725c和725b,该片上电感器/变压器与具有多个电容器叉指和一对歧管的电容器重叠。将认识到,其他装置也可以包括所公开的与具有多个电容器叉指和一对歧管的电容器重叠的片上电感器/变压器,例如基站、开关装置和网络设备。图7示出了从基站740到远程单元720,730和750的前向链路信号780和从远程单元720,730和750到基站740的反向链路信号790。

在图7中,远程单元720被示为移动电话,远程单元730被示为便携式计算机,并且远程单元750被示为无线本地环路系统中的固定位置远程单元。例如,远程单元可以是移动电话、手持式个人通信系统(pcs)单元、诸如个人数据助理之类的便携式数据单元、具有gps功能的装置、导航装置、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、诸如抄表设备的固定位置数据单元、或其他存储或检索数据或计算机指令的装置或其组合。尽管图7示出了远程单元,但是根据本公开的一些方面,本公开不限于这些示例性示出的单元。本公开的一些方面可以适当地用于许多装置中,这些装置包括所公开的与具有多个电容器叉指和一对歧管的电容器重叠的片上电感器/变压器。

图8是说明设计工作站的框图,该设计工作站用于诸如上面公开的电容器之类的半导体部件的电路、布局和逻辑设计。设计工作站800包括硬盘801,硬盘801包含操作系统软件、支持文件以及诸如cadence或orcad的设计软件。设计工作站800还包括显示器802,以有利于电路810或rf部件812、诸如与具有多个电容器叉指和一对歧管的电容器重叠的片上电感器/变压器的设计。存储介质804提供用于有形地存储电路810或rf组件812(例如,与具有多个电容器叉指和一对歧管的电容器交叠的片上电感器/变压器)的设计。电路810或rf组件812的设计可以以诸如gdsii或gerber的文件格式存储在存储介质804上。存储介质804可以是cd-rom、dvd、硬盘、闪存或其他适当的装置。此外,设计工作站800包括用于从存储介质804接受输入或将输出写入存储介质804的驱动设备803。

记录在存储介质804上的数据可以指定逻辑电路配置、用于光刻掩模的图案数据或用于串行写入工具(例如电子束光刻)的掩模图案数据。该数据可以进一步包括逻辑验证数据,例如时序图或与逻辑仿真相关的网络电路。通过减少用于设计半导体晶片的过程的数量,在存储介质804上提供数据有助于电路810或rf组件812的设计。

对于固件和/或软件实施方式,可以用执行本文描述的功能的模块(例如,过程、功能等)来实施方法。有形地体现指令的机器可读介质可以用于实现本文描述的方法。例如,软件代码可以存储在存储器中并由处理器单元执行。存储器可以在处理器单元内或在处理器单元外部实现。如本文所使用的,术语“存储器”是指长期、短期、易失性、非易失性或其他类型的存储器,并且不限于特定类型的存储器或存储器的数量,或存储存储器的介质的类型。

如果以固件和/或软件实现,则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可以由计算机访问的可用介质。作为示例而非限制,这样的计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备,或其他介质,该介质可以用于存储期望的指令或数据结构形式的程序代码,并且可由计算机访问;如本文中所使用的,磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘利用激光光学地再现数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读介质上之外,指令和/或数据还可以作为信号被提供在通信设备中包括的传输介质上。例如,通信设备可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置为使一个或多个处理器实现权利要求中概述的功能。

尽管已经详细描述了本公开及其优点,但是应当理解,在不脱离由所附权利要求限定的本公开技术的情况下,可以在此进行各种改变、替换和变更。例如,相对于衬底或电子装置使用诸如“上方”和“下方”之类的关系术语。当然,如果衬底或电子装置颠倒,则上方变为下方,反之亦然。另外,如果是侧向定向,则上方和下方可以指衬底或电子装置的侧面。而且,本申请的范围并不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法和步骤的特定配置。如本领域的普通技术人员将从本公开容易地理解的是,当前存在或以后将要开发的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法或步骤的组成执行基本相同的功能或实现基本的功能。根据本公开,可以利用与本文所述的相应配置相同的结果。因此,所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法或步骤包括在这些权利要求的范围内。

本领域技术人员将进一步认识到,结合本文的本公开描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性,上面已经在其功能方面总体上描述了各种说明性的组件、区块、模块、电路和步骤。这样的功能是以硬件还是软件的形式实现的,取决于对整个系统施加的特定应用程序和设计限制。技术人员可以针对每个特定应用以变化的方式来实现所描述的功能,但是这种实现决策不应被解释为导致脱离本公开的范围。

结合本文的本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任何组合,旨在执行本文所述的功能。通用处理器可以是微处理器,但可替代地,处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算装置的组合,例如,dsp和一个微处理器、多个微处理器、与dsp核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置的组合。

结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中,在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。软件模块可以驻留在ram、闪存、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到处理器,使得处理器可以从该存储介质读取信息,并且可以向该存储介质写入信息。或者,存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在用户终端中。可替代地,处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中,可以以硬件、软件、固件或其任意组合来实现所描述的功能。如果以软件实现,则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,通信介质包括有助于将计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何媒介。存储介质可以是可由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制,此类计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储装置,或任何其他介质,该其他介质可以用于承载或存储指令或数据结构形式的指定程序代码,并且可以由通用或专用计算机或通用或专用处理器访问。另外,任何连接都适当地称为计算机可读介质。例如,如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或无线技术(例如红外、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源传输软件,则介质的定义包括同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或诸如红外、无线电和微波等的无线技术。本文所使用的磁盘和光盘包括光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘、其中磁盘通常以磁性方式复制数据,而光盘则通过激光光学方式复制数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

提供本公开的先前描述以使本领域的任何技术人员能够制造或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的,并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下,本文中定义的一般原理可以应用于其他变型。因此,本公开内容不旨在限于本文描述的示例和设计,而是应被赋予与本文公开的原理和新颖性特征一致的最广范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1