可调谐电容器及其方法

专利名称：可调谐电容器及其方法
技术领域：
本发明的实施例通常涉及电容器，更具体而言，涉及一种允许调制电 容值的电容器结构。
背景技术：
各种集成电路应用需要并入可调谐电容器(例如在延迟线路、负载调 谐器等中)。然而，就尺寸不断按比例缩放而言，当前可得的可调谐电容 器结构受到了限制(例如，由于掺杂剂波动、电流泄漏等)。因此，在本 技术领域需要与其它半导体器件(例如本领域当前状态的场效应晶体管
(FET))相比有利于尺寸不断按比例缩放的可调谐电容器结构。

发明内容
鉴于上述，在此公开了作为电容器操作的背栅极晶体管和在这样的电 容器内调谐电容的相关方法的实施例。所述电容器结构的实施例包括具有 分别在半导体层之上和之下的前和背栅极的场效应晶体管。可以通过改变 所述电容器的选择的区域或多个区域中的电压条件以在不同值之间选择性 地变化所述电容器呈现的电容值。具体而言，所述电容器可以包括半导体 层和在所述半导体层的第 一表面上的第 一栅极以及与所述第 一栅极相对的 在所述半导体层的第二表面上的至少一个第二栅极。所述半导体层用于依 赖于施加到所述半导体层内的邻近沟道区域的掺杂的区域或施加到所述半 导体层内的多个掺杂的区域之间的多个沟道区域中的一个或多个的电压的 量来改变所述电容器的电容值。
也就是，通过改变在所述晶体管的掺杂的源极/漏极区域内的电压条
件，所述电容值可以在两个不同的值之间变化。将第一电压值(例如在预 定的阈值之上的值)施加到所述掺杂的区域使得所述电容器呈现第一电容 值以及将第二电压值(例如在预定的阈值之下的值)施加到所述掺杂的区 域使得所述电容器呈现第二容值。可选地，通过改变在所述半导体层内的 两侧为多个掺杂的源极/漏极区域的多个沟道区域上的电压条件(例如使用 分开的背栅极以选择性地控制每一个沟道区域的阈值电压)，所述电容器 呈现的电容值可以在多个不同的值之间选择性地变化。依赖于所述沟道区 域中每一个的导电性，所述电容器将呈现的不同的电容值。
更具体而言，在所述结构的一个实施例中，所述电容器包括场效应晶
体管。所述晶体管包括具有第一表面和第二表面的半导体层。所述半导体 层包括由 一个、二个或多个掺杂的源极/漏极区域所设置的中心沟道区域。 所述晶体管还包括在所述半导体层的所述沟道区域之上和之下的前和背栅 极(即第一栅极在所述半导体层的第一表面上邻近所述沟道区域以及第二 栅极在所述半导体层的第二表面上邻近所述沟道区域并与所述第一栅极相 对)。所述栅极中的每一个包括邻近所述半导体层的栅极介质层和在所述 栅极介质层上的栅极导体层。
所述电容器还包括器件(例如开关例如通栅或传输门、电阻器、电感 器和数字至模拟转换器等)，所述器件用于选择性地交替(例如在第一电 压值和第二电压值之间)施加到所述掺杂的区域中的一个的电压的量。将 所述第一电压值施加到所述掺杂的区域使所述电容器呈现第一电容值以及 将所述第二电压值施加到所述掺杂的区域使所述电容器呈现第二电容值。
在所述结构的另 一实施例中，所述电容器相似地包括场效应晶体管。 所述晶体管包括具有第 一表面和第二表面的半导体层。所述半导体层包括 多个沟道区域和多个掺杂的源极/漏极区域。配置所述沟道区域和源极/漏 极区域以^更每个沟道区域两侧为一个、二个或多个掺杂的区域。可以将每
一个所述掺杂的区域电连接到地、电源电压(Vdd)、中间电压等。所述 晶体管还包括在所述半导体层之上和之下的前和背栅极(即分别地第一和 第二栅极)。所述栅极中的每一个包括邻近所述半导体层的介质层和在所
述介质层上的导电层。
具体而言，所述晶体管可以包括第一栅极，所述第一栅极在第一侧面 上在最末端的掺杂的区域之间(即在第一掺杂的区域与最后的掺杂的区域 之间)延伸跨过所述半导体层的长度。所述第一栅极可以用于开启所述沟 道区域。可选地，所述晶体管可以包括邻近所述半导体层的所述第一表面 的多个第 一栅极。这些多个第 一栅极彼此电隔离以及配置其每一个邻近掺 杂的区域之间的所述沟道区域中的对应的一个。每一个第一栅极用于开启 其对应的沟道区域。另外，所述晶体管可以包括邻近所述半导体层的所述 第二表面的多个第二栅极。这些第二栅极彼此电隔离以及配置其每一个邻 近掺杂的区域之间的所述沟道区域中的对应的一个。每一个第二栅极用于 选择性地控制其对应的沟道区域的阈值电压。因此，可以选择性地开启在 所述晶体管内的所述沟道区域的任何一个或多个，以便导电性为高。变化 开启所述沟道区域，如果有，将变化所述电容器的所述电容值。
一种选择性地变化电容器的电容值的方法的实施例包括提供电容器， 所述电容器包括具有分别在半导体层之上和之下的前和背栅极(即在所述 半导体层的第 一表面上的至少 一个第 一栅极和在所述半导体层第二表面上 的至少一个第二栅极)的场效应晶体管。然后，为了变化所述电容器的电 容值，改变在所述晶体管的选择的区域或多个区域中(例如在所述半导体 层内的掺杂的源极/漏极区域中或者在所述半导体层内的多个沟道区域中 的一个或多个上)的电压条件。可以通过在第一电压值与第二电压值之间 选择性地交替施加到所述掺杂的区域的电压的量来改变在掺杂的源极/漏 极区域上的所述电压条件，以便当将所述第一电压值施加到所述掺杂的区 域时所述电容器呈现第一电容值，当将所述第二电压值施加到所述掺杂的 区域时所述电容器呈现第二电容值。可选地，可以通过使用多个背栅极选 择性地控制所述沟道区域的各自的阈值电压来改变在一个或多个沟道区域 上的所述电压条件，以便可以选择性地开启所述晶体管内的任何一个或多 个所述沟道区域，使导电性为高。所述沟道区域的开启的改变，如果有， 将会改变所述电容器的电容值。当结合下列描述和附图考虑时，将可以更好地认识和理解本发明的实 施例的这些和其他方面。然而，应该理解，虽然下列描述指出了本发明的 优选实施例及其许多的具体细节，但是以示例的方式给出下列描述而不是 限制。在本发明的实施例的范围内可做许多变化和修改而不背离其精神， 并且本发明的实施例包括所有的这样的修改。


通过对参考附图的下列详细说明，将可以更好地理解本发明的实施例，
其中
图la-b是示例了本发明的电容器的实施例的示意图； 图2是示例了本发明的电容器的另 一实施例的示意图； 图3是示例了用于图2的实施例的可选结构的示意图；以及 图4是示例了本发明的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式
参考在附图中所示例并在下列说明中所详述的非限制性实施例，充分 解释了本发明的实施例及其各种特征以及有利的细节。注意，在附图中所 示例的特征不需要按比例绘制。略去了对公知的部件和处理技术的说明以 便不会不必要地才莫糊本发明的实施例。这里使用的实例仅仅旨在有助于理 解实践本发明的实施例的方法以及进一步使得本领域的技术人员可以实践 本发明的实施例。因此，不应将实例解释为限制本发明的实施例的范围。
如上所述，各种集成电路应用需要并入可调谐电容器(例如延迟线路， 负载调谐器等)。然而，就尺寸按比例缩放而言，当前可得的可调谐电容 器结构受到了限制(例如掺杂剂波动、电流泄漏等)。在互补金属氧化物 半导体(CMOS)器件中，具体而言，在场效应晶体管中，其中使用背栅 极调谐阈值电压的双栅极结构目前已使得尺寸不断按比例缩放处于或超过 32nm节点。该背栅极技术为新颖结构和电路提供了新机遇。
鉴于上述，这里公开了用于通过利用这样的背栅极结构在电路中调谐电容的新的解决方案。具体而言，这里公开了一种作为电容器操作的背栅 极晶体管以在这样的电容器中调谐电容的相关方法的实施例。
电容器结构的实施例(参见图la-b的电容器100、图2的电容器200a 和图3的电容器200b)其每一个包括具有分别在半导体层之上和之下的前 和背栅极(即在半导体层150、 250的第一表面153、 253上的至少一个第 一栅极110、 210以及在半导体层150、 250的第二表面154、 254上的至少 一个第二栅极120、 220)的场效应晶体管。可以通过在电容器的不同区域 域中选择性地改变电压条件来选择性地变化电容器IOO、 200a、 200b所呈 现的电容值。具体而言，电容器可以包括半导体层和在半导体层的第一表 面上的第一栅极以及与第一栅极相对的在半导体层的第二表面上的至少一 个第二栅极。半导体层依赖于施加到半导体层内邻近沟道区域的掺杂的区 域或施加到半导体层内的多个掺杂的区域之间的一个或多个沟道区域的电 压来改变电容器的电容值。例如，可以通过改变半导体层150内的掺杂的 区域151中(例如在晶体管的源极/漏极区域中的一个内)的电压条件在两 个不同的值之间改变图la-b的电容器100的电容值。为了实现上述，电容 器IOO包括在掺杂的源极/漏极区域151中的一个与电压源170之间电连接 的器件160。可以采用该器件160以在第一电压值与第二电压值之间选择 性地交替施加到掺杂的区域151的电压的量。将第一电压值(例如在预定 阔值之上的值)施加到掺杂的区域151使得电容器100呈现第一电容值， 以及将第二电压值(例如在预定的阈值之下的值)施加到掺杂的区域151 使得电容器100呈现第二容值。可选地，可以通过改变在半导体层250内 的其两侧为掺杂的区域251a-d (例如多个源极/漏极区域)的多个沟道区域 252a-c上的电压条件在多个不同的值之间选择地变化图2的电容器200a 和图3的电容器200b所呈现的电容值。例如，电容器200a、 200b可以包 括多个背栅极220a-c，在半导体层250内邻近多个沟道区域252a-c中的对 应的一个设置每一个背栅极并且进一步选择地控制每一个背栅极以变化对 应的沟道区域的阈值电压。依赖于每个沟道区域中的导电性，电容器200a、 200b将呈现不同的电容值。 更具体而言，参考图la和lb，在结构的一个实施例中，电容器100 包括场效应晶体管(FET)。晶体管包括具有第一表面153和第二表面154 的半导体层150。半导体层150包括侧面为两个掺杂的端区域151的(即， 在从交流(AC)观点看是"浮置(floated)"的两个源极/漏极区域之间 设置的)中心区域152(例如沟道区域)。例如，如果晶体管包括n型FET, 掺杂的区域151可以使用n型掺杂剂(例如磷(P )、砷(As )或锑(Sb )) 掺杂。可选地，如果晶体管包括p-型FET，掺杂的区域151可以使用p型 掺杂剂(例如硼)掺杂。晶体管还包括在半导体层的沟道区域之上和之下 的前和背栅极(即，第一栅极110在半导体层150的第一表面153上邻近 沟道区域152并在掺杂的区域151之间以及与第一栅极110相对的第二栅 极120在半导体层150的第二表面154上邻近沟道区域152并在掺杂区域 151之间)。每一个栅极110、 120包括邻近半导体层150的栅极介质层112、 122以及在栅极介质层上的栅极导电层111、 121。因此，在前和背栅极110、 120之间形成电容器100。
电容器100还包括器件160，其用于选择性地交替由恒定(例如稳态) 电压源施加到一个掺杂的区域的电压的量(例如在第一电压值与第二电压 值之间)。将第一电压值施加到掺杂的区域151使电容器100呈现第一电 容值以及将第二电压值施加到掺杂的区域151使电容器100呈现第二不同 的电容值。
例如，将预定的阈值之上的第一电压施加到掺杂的区域151 (即，调 整掺杂的区域的电势大于前和背栅极110、 120的阈值电压(Vt))使得 掺杂区域保持完全耗尽，以便其成为绝缘体并且没有沟道形成。此外，相 对于栅极，通过保持沟道电压低于平带电压来限制掺杂的区域的电势，以 免电势太过正向(positive)使一个或两个栅极发生沟道区域的积累。因此， 前介质112、背介质122以及体厚度150的串联电容在栅极导体111、 121 之间形成低值电容。具体而言，参考图la，半导体层150以及栅极介质层 112和122在两个导电板(即栅极导体111、 121)之间作为复合介质以1更 电容器100呈现低电容值(即操作在低电容(C)模式)。更具体而言，
如果Vgl-Vn+<Vtl并且Vg2-Vn+< Vt2， 贝'J C =Coxl*Cox2*Cdep/(Coxl*Cox2+Cox2*Cdep+Cdep*Coxl)， 其中Vgl是在栅极110处的电压条件，Vn+是在掺杂的区域151处的电压 条件，Vtl是用于施加的条件的栅极110的阈值电压，Vt2是用于施加的 条件的栅极120的阈值电压，当反型时Coxl是从栅极110到邻近栅极110 形成的沟道的电容的值，当反型时Cox2是从栅极120到邻近栅极120形 成的沟道的电容的值，以及Cdep是在邻近栅极110和120形成的沟道之 间的电容的值。此外，为避免沟道区域的积累，Vgl-Vn+ > Vfbl并且 Vg2-Vn+> Vfb2，其中Vfbl和Vfb2分别为到沟道区域的栅极110和栅极 120的平带电压。
然而，将具有低于预定阈值的值的第二电压(即，浮置掺杂的区域的 电势低于前和背栅极110、 120的阈值电压(Vt))施加到掺杂的区域151 会使掺杂的区域的导电性变高，由此，允许电连接在半导体层150的顶表 面153和底表面154上的反型区域(即形成的沟道)。因此，参考图lb， 替代包括半导体层150的复合介质，由在三个导电板(即栅极导体111、 121以及半导体层150)之间的两个介质(即栅极介质112、 122)的串联 组合提供电容以便电容器100呈现高的电容值(即工作在高C模式)。更 具体而言，
如果Vgl-Vn十> Vtl并且Vg2-Vn+ > Vt2，
贝'J C = Coxl*Cox2/(Coxl+Cox2)， 其中变量与上述的相同。
为了交替施加到掺杂的区域151的电压值，器件160可以包括间歇 (intermittent)连接，例如开关(例如通栅(pass-gate)开关，传输门等)， 从而可使电压值根据需要在预定的阈值电压之上的第一电压值和在预定的 阈值电压之下的第二电压值之间交替。可选地，器件160可以包括器件例 如电阻器、具有比电容器大的阻抗的电感器，或数字到模拟转换器，所述 器件同样允许施加到掺杂的区域的电压在预定的阈值之上的值(即第一电 压值)和在预定的阈值电压之下的值(即第二电压值)之间交替(即切换)。
参考图2和3，在结构的另一实施例中，图2的电容器200a和图3 的电容器200b相似地包括场效应晶体管。晶体管包括具有第一表面253 和第二表面254的半导体层250。半导体层250包括多个沟道区域252a-c 和多个掺杂的区域251a-d (即源^L/漏极区域)。例如，如果晶体管包括n 型FET,掺杂的区域251a-d可以使用n型掺杂剂(例如磷(P )、砷(As ) 或锑(Sb))掺杂。可选地，如果晶体管包括p型FET，掺杂的区域251a-d 可以使用p型掺杂剂(例如硼)掺杂。配置沟道区域252a-c和掺杂的区域 251a-d，以便它们是交替的。具体而言，每个沟道区域252a-c的两侧为两 个掺杂的区域251a-d。掺杂的区域251a-d被分别地电连接到地2卯或，可 选地，到电源电压(Vdd)或到中间电压。晶体管还包括在半导体层250 之上和之下的前和背栅极(即，分别为第一和第二栅极210、 220)。每个 栅极210、 220包括邻近半导体层250的介质层212、 222以及在介质层上 的导电层211、 221。
具体而言，参考图2的电容器200a，晶体管可以包括单一的第一栅极 210,所述第一栅极210在第一面253上在最末端的掺杂的区域之间(即在 第一掺杂的区域251a与最后的掺杂的区域251d之间)延伸跨过半导体层 250的长度。单一的第一栅极210可用于开启所有的沟道区域252a-c。可 选地，参考图3电容器200b,晶体管可以包括邻近半导体层250的第一表 面253的多个第一栅极210a-c。这些第一栅极210a-c彼此电隔离，并且邻 近在两个掺杂的区域251之间的相应的沟道区域中的 一个设置其每一个。 每一个第一栅极210a-c用于单独地开启与它对应的沟道区域252a-c。
此外，晶体管可以包括邻近半导体层250的第二表面254的多个第二 栅极220a-c。这些第二栅极220a-c彼此电隔离并且邻近在两个掺杂的区域 251之间的对应的沟道区域252a-c中的一个设置其每一个。第二栅极 220a-c中的每一个用于选择性地控制沟道区域252a-c中的对应的一个的阈 值电压(Vt)。因此，可以选择性地开启在晶体管内的沟道区域252a-c中 的任何一个或多个，以便在给定区域内导电性是高的。沟道区域252a-c的 开启的变化，如果有，会改变电容器的电容值(即依赖于沟道区域中的每
一个的导电性，电容器将会呈现不同的电容值)。也就是，在顶和底栅极 之间的电容值是在掺杂的区域之间的不同沟道区域中所构建的沟道的总数 目的函数。例如，如果所有的背栅极被关闭(即每一个沟道区域具有高的 阈值电压)，电容值将为低，因为呈现的仅有电容在栅极与单独的掺杂区
域之间。然而，通过开启单一的背栅极(例如220a)，在电容器的对应的 部分中增加平行板介质，从而增加电容。因此，伴随着同时开启的每一个 背栅才及220a-c，增加了额外的电容。
在发明的该模式中，如较早的模式中所讨论的，通过有效高阻抗元件 例如通栅、传输门、高值电阻器、电感器或模逆至数字转换器设置将电偏 置提供到每一个背栅极220a-c。
参考图4，选择地变化电容器的电容值方法的实施例包括提供例如图 1、 2或3所示例的电容器(402)。具体而言，提供电容器，所述电容器 包括具有分别在半导体层之上和之下的前和背栅极的场效应晶体管(即在 半导体层的第 一表面上的至少 一个第 一栅极以及在半导体层的第二表面上 的至少一个第二栅极)。然后，改变在半导体层内的掺杂的区域上或在半 导体层内的多个沟道区域中的一个或多个上的电压条件，以便变化电容器 的电容值(404)。
例如，可以提供电容器100(412，参见图la-b以及上述详细的讨论)， 所述电容器100具有在源极/漏极区域151之间的沟道区域152、在沟道区 域152的一侧153上的单一的前栅极110以及在沟道区域152的对侧154 上的单一的背栅极120。通过在第一电压值与第二电压值之间选择性地交 替施加到掺杂的区域151上的电压的量改变在电容器100的源极/漏极区域 151(即掺杂的区域)中的一个上电压条件，以便当将第一电压值施加到掺 杂的区域时电容器呈现第一电容值和当将第二电压值施加到掺杂的区域时 电容器呈现第二不同的电容值(414)。例如，对于n型器件，将具有大 于预定的阈值的值的第一电压施加到掺杂的区域151 (即，调整掺杂的区 域的电势高于前和背栅极n0、 120的阈值电压(Vt))，使得沟道区域 152保持完全耗尽，以便使它成为绝缘体并无法形成沟道。此外，相对于
栅极110、 120通过保持掺杂的区域电压低于平带电压来限制掺杂的区域的 电势，以免电势太过正向使一个或两个栅极发生沟道区域的积累。因此， 前介质112、背介质122和体厚度150的串联电容在栅极导体111、 112之 间形成低值电容(参见图la和上述的讨论)。然而，对于掺杂的区域151 施加具有小于预定的阈值的值的第二电压(即，对于前和背栅极IIO、 120 使掺杂区域的电压低于阈值电压(Vt))会将沟道区域的导电性改变至高 的值，从而使在半导体层150的顶表面153和底表面154上的反型的区域 (即形成的沟道)通过掺杂的区域电连接。从而，参考图lb，替代包括半 导体层150的复合介质，由在三个导电板(即栅极导体111、 121以及半导 体层150)之间的两个介质(即栅极介质112、 122)的串联組合提供电容， 以便电容器100呈现高的电容值(即工作在高C模式)。该处理414可以 通过以下处理来完成通过例如使用开关例如传输门或通栅间歇地将掺杂 的区域连接到恒定(即稳定)电压源Ul5)或者通过在电压源与掺杂的区 域之间的足够高值的电阻或电感(例如使用电阻器、电感器、模拟至数字 转换器等)(416)。具体而言，可以使用电阻器如果电阻器具有值R》t/C， 其中t是电容器在电路中必须工作的有效时间标度，以及相似地电感可以 具有值L t2/C，其中C是所使用的电容的值。
可选地，提供电容器200a或200b,其具有设置在半导体层250内在 多个源极漏极区域251a-d之间的多个沟道区域252a-c、单一或多个第一栅 极210、以及多个第二栅极220a-c( 422,参见图2和3和上述的详细讨论)。 可以将多个第二栅极设置在半导体层250第二表面254上以便第二栅极 220a-c中的每一个对应沟道区域252a-c中的一个。然后，在多个沟道区域 中的任何一个或多个上的电压条件可以通过选择性地控制多个沟道区域中 的每一个的阈值电压来改变(424)。因此，可以选择性地开启在晶体管内 的沟道区域中的任何一个或多个，以便导电性是高的。
沟道区域252a-c的开启的变化，如果有，会改变电容器的电容值(即 依赖于每一个沟道区域的导电性，电容器将会呈现不同的电容值)。也就 是，在顶和底栅极之间的电容值是在掺杂的区域之间的不同沟道区域中所
构建的沟道的总数目的函数。例如，如果所有的背栅极被关闭(即由那个 区域的背栅极上的低电压所决定的，每一个沟道区域具有高的阈值电压)， 由于呈现的电容在栅极之间经过沟道区域，所以电容值小。然而，通过开
启单一的背栅极(例如220a),在电容器相应的部分中增加平行板导体， 从而增加电容。因此，伴随着同时开启的每一个背栅极220a-c，增加了额 外的电容。在该发明的该模式中，如较早的模式中所讨论的，通过有效高 阻抗元件例如通栅、传输门、高值电阻器、电感器或才莫拟至数字转换器将 电偏置提供到每一个背栅极220a-c。
因此，这里公开了一种作为电容器操作的背栅极晶体管和在这样的电 容器内调谐电容的相关方法的实施例。电容器结构的实施例包括具有分别 在半导体层之上和之下的前栅极和背栅极的场效应晶体管。例如，可以通 过使用在源^L/漏极区域与电源之间的开关、电阻器、电感器、模拟至数字 转换器等改变晶体管的源极/漏极区域中的电压条件从而在两个不同的值 之间选择性地变化电容器呈现的电容值。可选地，可以通过改变在晶体管 内的多个源极/漏极区域两侧的多个沟道区域中的一个或多个的电压条件， 在多个不同的值之间选择性地变化电容器呈现的电容值。依赖于每一个沟 道区域的导电性，电容器将呈现不同的电容值。可以将在此公开的可调谐 电容器并入到集成电路结构例如延迟线路，负载调谐器等中。然而，假i殳 这些可调谐电容器的结构基于本领域当前状态的背栅极晶体管技术，电容 器的尺寸缩放可以符合背栅极晶体管所可实现的以便它们不会遭受到现有 技术的可调谐电容器所见的由掺杂剂波动、泄漏限制等施加的相同限制。
从本发明产生的益处包括电容负载和电路耦合的改善的适应性，有源 部件与控制部件的改善的隔离，其会改善品质因子。
上述具体实施例将会如此全面的地揭示本发明的主旨，以至于其他的 人可以通过应用当前的知识对于各种应用容易地^^改和/或适应这样的具 体实施例而不背离一般构思，因此，应该和希望在公开的实施例的等价物 的涵义和范围内理解这样的适应和修改。应当理解在此使用的措词或术语 是为了描述而非限制的目的。因此，虽然已经根据实施例描述了本发明的 实施例，但是本领域的技术人员将会认识到可以在所附权利要求的精神和 范围内修改地实践本发明的实施例。
权利要求
1.一种电容器包括半导体层，具有第一表面和第二表面，其中所述第一表面与所述第二表面相对，和其中所述半导体层包括邻近掺杂的区域的单一的沟道区域和在多个掺杂的区域之间的多个沟道区域中的一个；第一栅极，在所述第一表面上；以及至少一个第二栅极，在所述第二表面上，其中所述半导体层用于依赖于施加到所述掺杂的区域和所述多个沟道区域中的至少一个中的一个的电压的量来改变所述电容器的电容值。
2. 根据权利要求l的电容器，还包括用于在第一电压值与第二电压值 之间选择性地交替施加到所述掺杂的区域的所述电压的量的器件。
3. 根据权利要求2的电容器，其中，当将所述第一电压值施加到所述 掺杂的区域时，所述电容器呈现第一电容值以及其中，当将所述第二电压 值施加到所述掺杂的区域时，所述电容器呈现与所述第一电容值不同的第 二电容值。
4. 根据权利要求l的电容器，还包括邻近所述多个沟道区域中的对应 的一个设置的第二栅极并且其中所述第二栅极中的每一个用于选择性地控 制所述沟道区域中的 一个的阈值电压。
5. 根据权利要求l的电容器，其中所述电容器依赖于所述沟道区域中 的每一个中的导电性而呈现不同的电容值。
6. —种电容器，包括半导体层，具有第一表面、相对所述第一表面的笫二表面、从所述第 一表面和所述第二表面延伸的中心区域以及邻近所述中心区域的至少一个 掺杂的区域；相对的栅极，邻近所述中心区域分别在所述第一表面和所述第二表面 上；以及 器件，用于在第一电压值与第二电压值之间选择性地交替施加到掺杂 的区域的电压的量
7. 根据权利要求6的电容器，其中，当将所述第一电压值施加到所述 掺杂的区域时，所述电容器呈现第一电容值以及其中，当将所述第二电压 值施加到所述掺杂的区域时，所述电容器呈现与所述第一电容值不同的第 二电容值。
8. 根据权利要求6的电容器，其中所述栅极中的每一个包括邻近所述 半导体层的栅极介质层和所述栅极介质层上的栅极导体层。
9. 根据权利要求6的电容器，其中所述器件包括开关、电阻器以及电 感器中的一个。
10. 根据权利要求9的电容器，其中所述开关包括通栅开关和传输门 开关中的一个。
11. 根据权利要求6的电容器，其中所述第一电压值在预定阈值电压 之上以形成相对低值的电容以及所述第二电压值在所述预定阈值电压之下 以形成相对于所述低值的电容的高值的电容。
12. —种电容器，包括半导体层，具有第一表面和相对所述第一表面的第二表面，并包括至 少三个掺杂的区域和在所述掺杂的区域之间的沟道区域； 第一栅极，在所述第一表面上；以及多个第二栅极，在所述第二表面上，其中所述第二栅极彼此电隔离以置所述第二栅极中的每一个。
13. 根据权利要求12的电容器，其中所述第二栅极中的每一个用于选 择性地控制所述沟道区域中的所述对应的一个的阈值电压。
14. 根据权利要求12的电容器，其中所述电容器依赖于所述沟道区域 中的每一个的导电性而呈现不同的电容值。
15. 根据权利要求12的电容器，还包括在所述第一表面上的多个第一 栅极，其中所述第 一栅极彼此电隔离以及其中在对应的两个所述掺杂的区 域之间相对所述笫二栅极中的对应的 一个设置所述第 一栅极中的每一个。
16. —种选择性地变化电容器的电容值的方法，所述方法包括以下步骤提供电容器，其包括半导体层，具有第一表面和第二表面； 第一栅极，在所述第一表面上；和 至少一个第二栅极，在所述第二表面上；以及 改变在所述半导体层内的掺杂的区域上的电压条件与改变在所述半导 体层内的多个沟道区域中的至少一个上的电压条件中的一个。
17. 根据权利要求16的方法，其中改变在所述掺杂的区域上的所述电 压条件包括在第一电压值与第二电压值之间选择性地交替施加到所述掺杂 的区域的电压的量。
18. 根据权利要求17的方法，其中，当将所述第一电压值施加到所述 掺杂的区域时，所述电容器呈现第一电容值以及其中，当将所述第二电压 值施加到所述掺杂的区域时，所述电容器呈现第二电容值。
19. 根据权利要求16的方法，其中提供所述电容器还包括提供具有设 置在所述第二表面上的多个第二栅极的电容器以便所述第二栅极中的每一 个对应所述沟道区域中的一个，以及其中改变所述多个沟道区域中的所述 至少一个上的所述电压条件包括选择性地控制所述多个第二栅极的阈值电 压。
20. 根据权利要求19的方法，其中所述电容器依赖于所述沟道区域中 的每一个中的导电性而呈现不同的电容值。
全文摘要
公开了一种作为电容器操作的晶体管和在这样的电容器内调谐电容的相关方法的实施例。所述电容器的实施例包括场效应晶体管，所述场效应晶体管具有分别在半导体层之上和之下的前和背栅极。可以通过改变所述晶体管源极/漏极区域中的电压条件例如在所述源极/漏极区域与电压电源之间使用开关或电阻器以在两个不同的值之间选择性地变化所述电容器呈现的电容值。可选地，可以通过改变在所述晶体管内的两侧为多个源极/漏极区域的多个沟道区域中的一个或多个中的电压条件以在多个不同的值之间选择性地变化所述电容器呈现的电容值。依赖于所述沟道区域中的每一个中的导电性，所述电容器将呈现不同的电容值。
文档编号H01L29/66GK101183685SQ20071016941
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月13日 优先权日2006年11月15日
发明者C·K·巴罗斯, D·W·斯托特, E·J·诺瓦克, J·A·亚丹扎, M·S·斯蒂杜哈尔 申请人:国际商业机器公司