可重构的多层叠电感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般而言设及半导体器件，并且具体而言设及忍片上电感器组件。
【背景技术】
[0002] 许多通信系统可W在单个忍片上实现。随着对个人移动通信日益增长的需求，诸 如互补金属氧化物半导体(CMOS)器件的集成半导体器件可W例如包括压控振荡器(VCO)、 低噪声放大器化NA)、调谐无线电接收器电路或功率放大器(PA)。但是，运些VC0、LNA、PA和 调谐无线电接收器电路中的每一个都可能在其电路设计中需要忍片上电感器组件。因此， 会存在对高质量、可变忍片上电感器器件的需求。
[0003] 与形成忍片上电感器组件相关联的若干种设计考虑可W例如包括质量因子（即， Q-因子）、自谐振频率(fsR)、受由形成的忍片上电感器所占据的面积影响的成本考虑、电感 器频率相关的调谐范围、W及可重构离散电感器值(例如，Li、L2等）。因此，例如，CMOS射频 (RF)电路设计除其它之外还会受益于具有适度的Q-因子、小的占用忍片面积、高的自谐振 频率值fsR值和用于频带选择的电感可调谐性的一个或多个忍片上电感器。
[0004] 因此，忍片上电感器可W采取或者平面的形式(包括线型和平面螺旋型）或者螺旋 的形式，并且可W具有或者固定或者可变的电感。但是，混合信号和射频应用可能需要可变 的反应性元件(例如，电感器或电容器)来实现调谐、频带切换、锁相环功能等。一种方法可 W包括利用一个或多个开关器件禪合(例如，串联连接:L1+L2+…+Ln)电感器结构。但是，无 论一个或多个电感器是否被禪合来产生不同的电感值，现有的电感器结构仍然在忍片或半 导体基板上占据相同的地方。
[0005] 运在图1的帮助下示出。如所绘出的，常规的可变电感器器件100可W包括电感器 102、104和106,它们可W在半导体结构内形成。电感器器件100也包括在电感器104(即，12) 的端子之间连接的开关器件108,由此当开关108致动到闭合位置时，电感器104被旁路。因 此，在运种操作条件下（即，SWl = I:开关闭合(CLOSED))，可变电感器器件100的电感值化） 受等效电路114支配，由此，电感值化)为L=I1W3。可替代地，当开关108处于打开位置时 (SWl = 0:开关打开(OPEN))，可变电感器器件100的电感值受等效电路112支配，由此，L = 11 +12+13。如前所述，无论开关108是处于打开还是闭合位置，可变电感器器件100都用占据半 导体结构的地方的S个(3)电感器102、104、106形成。
【发明内容】
[0006] 根据至少一种示例性实施例，一种在半导体结构内形成的可重构多层叠电感器可 W包括:位于半导体结构的第一金属层内的第一电感器结构、位于第一金属层内与第一电 感器结构电隔离并且在周向界定第一电感器结构的第一接地屏蔽结构、W及位于半导体结 构的第二金属层内的第二电感器结构，由此，第二电感器结构被电禪合到第一电感器结构。 可重构多层叠电感器也可W包括位于第二金属层内与第二电感器结构电隔离并且在周向 界定第二电感器结构的第二接地屏蔽结构，使得第一和第二电感器基于第一接地屏蔽结构 和第二接地屏蔽结构被禪合到地而产生第一电感值，并且第一和第二电感器基于第一接地 屏蔽结构和第二接地屏蔽结构电浮动而产生第二电感值。
[0007] 根据至少一种其它示例性实施例，一种在具有第一和第二金属层的半导体结构内 形成可重构多层叠电感器结构的方法可W包括:在第一金属层内形成第一电感器结构；在 第一金属层内形成与第一电感器结构电隔离并且在周向界定第一电感器结构的第一接地 屏蔽结构;在第二金属层内形成第二电感器结构；电禪合第一电感器结构和第二电感器结 构;在第二金属层内形成与第二电感器结构电隔离并且在周向界定第二电感器结构的第二 接地屏蔽结构;使第一和第二接地屏蔽结构电接地，W产生第一电感值；W及使第一和第二 接地屏蔽结构电浮动，W产生第二电感值。
[0008] 根据还有的另一种示例性实施例中，提供了一种有形地体现在机器可读介质中W 用于设计、制造或测试集成电路的设计结构。该设计结构可W包括位于半导体结构的第一 金属层内的第一电感器结构、位于第一金属层内与第一电感器结构电隔离并且在周向界定 第一电感器结构的第一接地屏蔽结构、W及位于半导体结构的第二金属层内的第二电感器 结构，由此第二电感器结构被电禪合到第一电感器结构。可重构多层叠电感器也可W包括 位于第二金属层内与第二电感器结构电隔离并且在周向界定第二电感器结构的第二接地 屏蔽结构，使得第一和第二电感器基于第一接地屏蔽结构和第二接地屏蔽结构被禪合到地 而产生第一电感值，并且第一和第二电感器基于第一接地屏蔽结构和第二接地屏蔽结构电 浮动而产生第二电感值。
【附图说明】
[0009] 图1是如本领域中已知的常规可变电感器器件；
[0010]图2示出了根据本发明一种实施例的忍片上层叠可重构电感器结构；
[0011] 图3示出了根据本发明另一种实施例的忍片上层叠可重构电感器结构；
[0012] 图4是描绘用于在图2和3中绘出的实施例的电感与频率特性的曲线图；及
[0013] 图5是在半导体设计、制造和/或测试中使用的设计过程的流程图。
[0014] 附图不一定按比例绘制。附图仅仅是示意性表示，并非旨在描绘本发明的具体参 数。附图旨在仅仅描绘本发明的典型实施例。在附图中，相同的编号表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0015] W下描述的示例性实施例针对可操作W在保持忍片内（例如，半导体器件)缩小的 占用面积的同时提供增加的调谐范围（例如，~40%)的适度-Q可重构的忍片上可重构电感 器组件。
[0016] 图2绘出了可重构忍片上层叠电感器200的示例性实施例。绘出的可重构忍片上层 叠电感器200可W在例如与半导体器件的后段制程(back end Of the line,BEOL)区域对 应的=个金属层202、203、204上制造。诸如第一导电螺旋轨迹结构206(即，线圈）的第一电 感器在金属层204中形成，而诸如第二导电螺旋轨迹结构208(即，线圈）的第二电感器在金 属层202中形成。第一导电螺旋轨迹结构206(即，电感器结构206)通过例如通孔连接209电 禪合到第二导电螺旋轨迹结构208(即，电感器结构208)，由此通孔210a的下部借助于通孔 21化的上部将第一导电螺旋轨迹结构206连接到第二螺旋轨迹结构208。
[0017] 所绘出的可重构忍片上层叠电感器200也可W包括第一接地屏蔽结构，诸如在金 属层204中形成的第一螺旋导电轨迹230。如所示出的，第一螺旋导电轨迹230在周向界定第 一导电螺旋轨迹结构206并且通过层间电介质ILD材料与第一导电螺旋轨迹结构206电隔 离。类似地，诸如第二螺旋导电轨迹225的第二接地屏蔽结构在金属层202中形成。如图所示 出的，第二螺旋导电轨迹225在周向界定第二导电螺旋轨迹结构208并且通过层间电介质 ILD材料与第二导电螺旋轨迹结构208电隔离。
[0018] 第一和第二螺旋导电轨迹230,225提供接地屏蔽，由此来自其它相邻电气组件的 寄生信号被接收到并且通过第一和第二螺旋导电轨迹230,225传导远离电感器结构206， 208。运反过来又减轻了其它信号对由电感器结构206,208产生的磁场的影响。
[0019] 诸如螺旋导电轨迹230和225的第一和第二接地屏蔽结构通过电连接21 Ia和21化 电禪合。虽然单个电连接可足W电禪合螺旋导电轨迹230,225,但是利用了电连接211a和 211b两者，W便在电连接螺旋导电轨迹230和225中提供冗余。例如，如果电连接211a断开， 则电连接211b仍然建立螺旋导电轨迹230和225之间的电禪合。可替代地，如果电连接21化 断开，则电连接211a建立螺旋导电轨迹230和225之间的电禪合。因此，可W预期螺旋导电轨 迹230和225之间的两个或更多个电连接。
[0020] 所绘出的可重构忍片上层叠电感器200也包括开关SWi和在金属层203中形成的接 地平面207。开关洲1在由螺旋导电轨迹230,225提供的两个接地屏蔽结构与接地平面207之 间提供电禪合。例如，当开关洲1被致动到闭合位置时，由螺旋导电轨迹230,225提供的接地 屏蔽结构通过接地平面207连接到接地参考GND。具体而言，建立了从连接的螺旋导电轨迹 230，225、电连接211c、开关SWi、电连接211d和接地平面207到接地GND的电连接。此外，例 如，当开关SWi被致动到打开位置时，由螺旋导电