专利名称：接地屏蔽电容器的制作方法
技术领域：
具体实施例一般地涉及接地屏蔽电容器。
背景技术：
除非这里另有明示，在这一部分中描述的方式并非由于包含于这一部分中而为对于本申请中的权利要求的现有技术、也不因此而承认为现有技术。对于无源部件(比如电感器或者变压器)，在集成电路(IC)芯片中的无源部件之下的区域经常保留未使用。这避免无源部件之下的电路上的无源部件的影响和无源部件上的电路的影响。影响包括电耦合(电容性的)和磁耦合(涡流)。接地屏蔽可以放置于无源部件之下以终结电耦合产生的电场。此外，可以通过使用接地屏蔽来提高无源部件的性能。例如接地屏蔽可以增加电感器的质量因子⑴)。也可以减少在无源部件与无源部件之下的衬底或者另一结构之间的电耦合。然而有可能的是接地屏蔽不会阻碍涡流，因此即使当使用接地屏蔽时，在无源部件之下经常未放置电路。在无源部件之下没有任何东西可能引起芯片制造问题。例如对于芯片制造而言更好的是将每个金属层的密度维持于上限与下限之间。用高层金属制作的无源部件和在高层金属层之下没有任何东西违反更低层金属的密度规则。存在将金属填充物放置于无源部件周围的变通方法。然而填充物占用附加区域。在无源部件之下的金属层上使用接地屏蔽将满足金属密度规则而无金属填充物的防护环。图1示出了用于集成电路(IC)芯片的具有常规接地屏蔽104的变压器102的例子。虽然示出了变压器102，但是可以使用另一无源部件。变压器102在这一例子中包括初级线圈和次级线圈这两个线圈。接地屏蔽104处于变压器102之下并且包括多个指状物106。指状物106在它们之间包括间隙，该间隙不允许环形电流在接地屏蔽104周围流动，这避免涡流的不利影响。每个指状物106耦合到接触件108。这将指状物耦合到接地110。指状物106也
全部耦合到相同金属层。除了接地屏蔽104之外，芯片可以包括去耦合电容器。在一些射频电路中，从电源拉取高频电流。键合线电感在高频充当大的电抗。因而在芯片上需要通向接地的交变电流 (AC)低阻抗路径。通常使用在电源与接地之间的大的去耦合电容器。这些去耦合电容器在芯片上需要大量区域。可以使用的去耦合电容器的一个例子为金属氧化物金属(MOM)电容器。图2示出了常规MOM电容器200的例子。MOM电容器200包括多个金属线202。奇数金属线20 可以在底部连接到第一连接，该第一连接可以连接到接地204。偶数金属线202b可以在顶部连接到第二连接，该第二连接可以连接到电源206。奇数金属线20 和偶数金属线202b在 MOM电容器200中交替。然后形成在偶数金属线202b与奇数金属线20 之间的电容。常规地，接地屏蔽104和MOS电容器200是在芯片的不同区域中的单独结构。具有单独结构可能低效率使用芯片上的区域。
发明内容
在一个实施例中，一种装置包括耦合到第一金属层的第一参考电压和耦合到第二金属层的第二参考电压。多个指状物中的第一指状物类型在第一区域耦合到第一金属层而在第二区域耦合到第一金属层和第二金属层。多个指状物中的第二指状物类型在第一区域耦合到第二金属层而在第二区域耦合到第一金属层和第二金属层。另外，第一指状物类型和第二指状物类型交替定位于彼此旁边。在一个实施例中，第一指状物类型在第一区域耦合到第三金属层而在第二区域耦合到第三金属层和第四金属层。第二指状物类型在第一区域耦合到第四金属层而在第二区域耦合到第三金属层和第四金属层。在一个实施例中，第一指状物类型在第一区域在第一金属层耦合到第三指状物类型。第二指状物类型在第一区域在第二金属层耦合到第三指状物类型。在一个实施例中，一种系统包括无源设备，其中在无源设备之下包括该装置。在一个实施例中，一种方法包括在第一区域在第一金属层上将第一参考电压耦合到多个指状物中的第一指状物类型而在第二区域将第一参考电压耦合到第一金属层和第二金属层。该方法也包括在第一区域在第二金属层上将第二参考电压耦合到多个指状物中的第二指状物类型而在第二区域将第二参考电压耦合到第一金属层和第二金属层。第一指状物类型和第二指状物类型交替定位于彼此旁边。在一个实施例中，该方法包括在第一金属层上经过第三指状物类型耦合第一参考电压而在第二金属层上经过第三指状物类型耦合第二参考电压。第一指状物类型在第三指状物类型处耦合到第一金属层，而第二指状物类型在第三指状物类型处耦合到第二金属层。以下具体实施方式
和附图提供对本发明的性质和优点的更详细理解。
图1示出了用于集成电路(IC)芯片的具有常规接地屏蔽的变压器的例子。图2示出了常规MOM电容器的例子。图3示出了根据一个实施例的接地屏蔽电容器的例子。图4示出了根据一个实施例的图3中所示区域的放大版本。图5示出了根据一个实施例的金属层1、2、3和4的侧视图的例子。图6示出了根据一个实施例的交变电流(AC)耦合接地屏蔽的例子。图7示出了 AC耦合接地屏蔽和调谐接地屏蔽电容器可以使用于其中的电路图的例子。图8示出了根据一个实施例的用于提供接地屏蔽电容器的方法的流程图。
具体实施例方式这里描述用于接地屏蔽电容器的技术。在下文描述中，出于说明的目的，阐述诸多例子和具体细节以便提供对本发明实施例的透彻理解。如权利要求限定的具体实施例可以单独地或者与下文描述的其它特征组合地包括这些例子中的一些或者所有特征并且还可以包括这里描述的特征和概念的修改和等效物。图3示出了根据一个实施例的接地屏蔽电容器300的例子。接地屏蔽电容器300 提供形状为接地屏蔽的电容器并且提供接地屏蔽和AC去耦合电容器两者提供的特征。接地屏蔽电容器300可以放置于无源部件(比如IC芯片中的变压器、电感器或者平衡-不平衡转换器(balim))的区域之下。接地屏蔽电容器300包括将接地屏蔽电容器300耦合到第一参考电压(比如电源电压)的电源连接302。接地连接304将接地屏蔽电容器300耦合到第二参考电压(比如接地)。在一个实施例中，电源连接302在与接地连接304不同的金属层上。例如电源连接 302在金属层1和3上而接地连接304在金属层2和4上。接地屏蔽电容器300包括多个指状物306。指状物306可以是芯片中的导电金属线。指状物306在径向结构中布置于接地屏蔽电容器300周围。例如指状物306从一点向外延伸并且以圆形方式布置。可以使用不同径向结构，在这些结构中，指状物306布置于接地屏蔽电容器300周围。虽然描述了径向结构，但是可以使用其它非径向结构。指状物306可以包括初级指状物306a和次级指状物306b。虽然描述初级指状物 306a和次级指状物306b，但是可以使用其它布置。初级指状物306a可以提供用于次级指状物306b的连接点。在一个实施例中，第一次级指状物306b可以视为第一指状物类型，第二次级指状物306b可以视为第二指状物类型，而初级指状物306a可以视为第三指状物类型。初级指状物306b可以在交替的金属层上输送电源和接地，即初级指状物306a的金属层1和3耦合到电源连接302而初级指状物306a的金属层2和4耦合到接地连接304。某些次级指状物306b除了在连接到初级指状物306a的内边缘处之外，经过通孔 (未示出)一起连接到金属层(比如金属层1、2、3和4)。虽然提到金属层1-4，但是可以使用其它金属层。如下文将更具体描述的那样，交替的次级指状物306b与电源连接302或者接地连接304连接。例如第一次级指状物306b耦合到金属层1和3而第二次级指状物 306b耦合到金属层2和4。电容器形成于次级指状物306b之间，因为交替的次级指状物306b上的连接通向电源、然后通向接地，这产生在次级指状物306b两端的电势差。电容器不产生涡流的路径 (例如环形电流路径)，因为在涡流看来由次级指状物306b形成的每个电容器是串联的。串联电容器针对涡流产生高阻抗，这使可以流动的涡流最小。此外，间隙308通过在某些点中断电容器添加对涡流的高阻抗来提供附加保护。然而电容器从电源到接地并联从而产生从电源到接地的低阻抗路径，这是期望的。图4示出了根据一个实施例的图3中所示区域310的放大版本。接地屏蔽电容器 300的其它区域相似。与次级指状物306b —起示出了初级指状物306a。如上文讨论的那样，交替的次级指状物306b与金属层1和3或者金属层2禾Π 4连接。例如在40 示出了用于奇数次级指状物306b的与初级指状物306a的第一连接。第一连接40 可以在金属层1和3上。在第二连接402b，偶数次级指状物306b连接到初级指状物306a。第二连接402b可以在金属层2和4上。随着每隔一个的次级指状物306b在次级指状物306b的内边缘在第一区域中连接到金属层1和3或者金属层2和4，图案继续。在第二区域，通孔404可以用来将指状物306b耦合到所有四个金属层1、2、3和4。 这以交替方式将所有四个金属层耦合到接地或者电源。这一结构产生在偶数指状物306b 与奇数指状物306b之间的电容。侧视图示出了偶数指状物306b和奇数指状物306b在第一区域和第二区域的连接。图5示出了根据一个实施例的金属层1、2、3和4的侧视图的例子。示出了奇数指状物 306b和偶数指状物306b。奇数指状物306b连接到金属层2 (M2)和4 (M4)。金属层2和4在初级指状物306a 处在第一区域40 耦合到接地。偶数指状物306b在初级指状物306a处在第一区域40 耦合到金属层I(Ml)和3(M3)。金属层1和3在初级指状物306a处耦合到电源。通孔404在第二区域40 将金属层耦合在一起。例如通孔404将金属层1、2、3 和4耦合在一起。对于奇数次级指状物306a，这将所有四个金属层耦合到接地。对于偶数次级指状物306b，通孔404将所有四个金属层耦合到电源。虽然示出了仅一组通孔404，但是通孔404可以位于次级指状物30 上的多个点。由于奇数次级指状物306b和偶数次级指状物306b在彼此旁边并且耦合到接地或者电源，所以在它们之间形成电容。然而由于在次级指状物306b内金属层耦合到接地或者电源，所以纵向电容不出现。接地屏蔽电容器300如同常规接地屏蔽一样终结电场。接地屏蔽电容器300也使涡流最小，因为每个电容器视为串联。然而并联电容产生从电源到接地的低阻抗。这将电源耦合到AC接地。在一些射频(RF)电路中，从电源拉取高频电流。从电源到接地的路径看到产生从电源到接地的低阻抗的并联电容。这提供所需的从电源到接地的低阻抗AC耦
I=I O对于接地屏蔽电容器300而言其它用途也可以是有可能的。图6示出了根据一个实施例的AC耦合接地屏蔽600的例子。AC耦合接地屏蔽600包括第一电容器60 和第二电容器602b。分别在AC耦合接地屏蔽600的右部与左部之间分割第一电容器60 和第二电容器602b。AC耦合接地屏蔽600充当从IC芯片中的第一级到第二级的两个AC耦合电容器。在这一例子中，AC耦合接地屏蔽600可以放置于电感器604之下；然而可以使用其它无源部件。与上文用接地屏蔽电容器600描述的结构相同的结构可以用于AC耦合接地屏蔽600。然而不同在于两个单独电容器由AC耦合接地屏蔽600形成。例如第一 AC耦合电容器60 具有输入P 606a和输出P 608a而第二 AC耦合电容器602b具有输入N 606b 和输出N 608b。接地屏蔽电容器300的另一用途是提供差分调谐电容。电感器和变压器可能需要某一附加并联电容以调谐至所需频率。在这一情况下，接地屏蔽电容器300可以放置于电感器或者变压器之下。然后可以使用接地屏蔽电容器的电容来将电感器或者变压器调谐成在所期望频率谐振。图7示出了 AC耦合接地屏蔽600和调谐接地屏蔽电容器700可以使用于其中的电路图的例子。如所示，与第一级中的电流源704 —起提供电感器70h/b。第二级包括放大器706。在第一级与第二级之间需要AC耦合电容器。在一个例子中，AC耦合接地屏蔽电容器600放置于芯片中的电感器70h/b之下。例如参照图6，AC耦合接地屏蔽600的右部可以形成第一 AC耦合电容器60 而AC耦合接地屏蔽600的左侧形成第二电容器60沘。在这一情况下，输入N 606a耦合到节点附而输出N 608a耦合到节点N2。在电路图中，输入 P606b耦合到节点Pl而输出P 608b耦合到节点P2。通过将AC耦合接地屏蔽电容器600 放置于电感器702之下，可以在芯片中将第一和第二级移动得更靠近在一起，这可以使用芯片上的更少区域。调谐接地屏蔽电容器700耦合于第一电感器70 与第二电感器702b之间。如果使用接地屏蔽电容器300，则电源连接可以替代地耦合到节点N3而接地连接可以替代地耦合到节点m。因此，与电源和接地的连接被取代为将在跨电感器70 和702b的调谐电容
器耦合在一起。因而提供接地屏蔽电容器的各种实施方式。例如，如图3中描述的接地屏蔽电容器300从电源到接地耦合。AC耦合接地屏蔽电容器600将第一级AC耦合到第二级。并且最后，调谐接地屏蔽电容器700跨无源部件或者一对无源部件耦合以提供调谐电容。也可以使用其它连接和实施方式。因而电容器可以放置于无源部件之下。这可以允许对电容器和无源部件单独建模。对于AC耦合接地屏蔽电容器，允许单独建模，因为只要电容足够大，AC耦合接地屏蔽电容器的电容的少量误差就不影响电路。然而对于调谐接地屏蔽电容器，可以将无源部件和电容器建模为单个单元以实现所期望频率的准确调谐。图8示出了根据一个实施例的用于提供接地屏蔽电容器的方法的流程图800。在 802，在第一区域在第一和第三金属层上经过奇数次级指状物306b耦合来自第一参考电压的第一信号。例如电源电压可以耦合到金属层1和3。在804，在第二区域经过奇数次级指状物306b将第一信号耦合到第一、第二、第三和第四金属层。在806，在第一区域经过偶数次级指状物306b将第二信号耦合到第二和第四金属层。在808，在第二区域将第二信号耦合到第一、第二、第三和第四金属层。因而在第二区域，奇数次级指状物306b耦合到第一参考电压而偶数次级指状物306b耦合到第二参考电压。如在这里的说明书中和在所附权利要求书全文中使用的那样，除非上下文另有明示，“一个/ 一种”和“该/所述”包括复数引用。也如在这里的说明书中和在所附权利要求书
全文中使用的那样，除非上下文另有明示，“(在)......中”的含义包括“(在)......中”
和“(在)......上”。上文说明书将本发明的各种实施例与如何可以实施本发明方面的例子一起举例说明。上述例子和实施例不应视为仅有的实施例，并且呈现上述例子和实施例以举例说明如所附权利要求书限定的本发明的灵活性和优点。基于上述公开内容和所附权利要求书， 可以采用其它布置、实施例、实施方式和等效物而未脱离如权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种装置，包括第一参考电压，耦合到第一金属层； 第二参考电压，耦合到第二金属层；以及多个指状物，其中所述多个指状物中的第一指状物类型在第一区域耦合到所述第一金属层而在第二区域耦合到所述第一金属层和所述第二金属层，以及所述多个指状物中的第二指状物类型在所述第一区域耦合到所述第二金属层而在所述第二区域耦合到所述第一金属层和所述第二金属层，并且所述第一指状物类型和所述第二指状物类型交替定位于彼此旁边。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一指状物类型还在所述第一区域耦合到第三金属层而在所述第二区域耦合到所述第三金属层和第四金属层，并且所述第二指状物类型还在所述第一区域耦合到所述第四金属层而在所述第二区域耦合到所述第三金属层和所述第四金属层。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一指状物类型在所述第一区域耦合到所述第一金属层和所述第三金属层而在所述第二区域耦合到所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层和所述第四金属层，并且所述第二指状物类型在所述第一区域耦合到所述第二金属层和所述第四金属层而在所述第二区域耦合到所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层和所述第四金属层。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一参考电压包括接地而所述第二参考电压包括电源电压。
5.根据权利要求1所述的装置，其中 所述多个指状物包括第三指状物类型，所述第一指状物类型在所述第一区域在所述第一金属层耦合到所述第三指状物类型，并且所述第二指状物类型在所述第一区域在所述第二金属层耦合到所述第三指状物类型。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第三指状物类型耦合到所述第一金属层和所述第二金属层。
7.根据权利要求1所述的装置，其中电容水平地形成于所述第一指状物类型与所述第二指状物类型之间。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括在所述多个指状物中的两个指状物之间的电容的中断。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个指状物形成交变电流AC耦合接地屏蔽电容器。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个指状物形成第一交变电流AC耦合接地屏蔽电容器和第二 AC耦合接地屏蔽电容器。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个指状物形成调谐交变电流AC耦合接地屏蔽电容器。
12.—种系统，包括根据权利要求1所述的装置，所述系统还包括 无源设备，其中在所述无源设备之下包括所述装置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述无源设备包括电感器或者变压器。
14.一种方法，包括在第一区域在第一金属层上将第一参考电压耦合到多个指状物中的第一指状物类型；在第二区域将所述第一参考电压耦合到所述第一金属层和第二金属层； 在所述第一区域在所述第二金属层上将第二参考电压耦合到所述多个指状物中的第二指状物类型；并且在所述第二区域将所述第二参考电压耦合到所述第一金属层和所述第二金属层， 其中所述第一指状物类型和所述第二指状物类型交替定位于彼此旁边。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述第一区域在第三金属层上将所述第一参考电压耦合到所述多个指状物中的所述第一指状物类型；并且在所述第一区域在第四金属层上将所述第二参考电压耦合到所述多个指状物中的所述第二指状物类型。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述第二区域在所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层和所述第四金属层上将所述第一参考电压耦合到所述多个指状物中的所述第一指状物类型；并且在所述第二区域在所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层和所述第四金属层上将所述第二参考电压耦合到所述多个指状物中的所述第二指状物类型。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一参考电压包括接地而所述第二参考电压包括电源电压。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括提供在所述多个指状物中的两个指状物之间的电容的中断。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述第一金属层上经过第三指状物类型耦合所述第一参考电压；并且在所述第二金属层上经过所述第三指状物类型耦合所述第二参考电压， 其中所述第一指状物类型在所述第三指状物类型处耦合到所述第一金属层而所述第二指状物类型在所述第三指状物类型处耦合到所述第二金属层。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括还在第三金属层上经过所述第三指状物类型耦合所述第一参考电压；并且还在第四金属层上经过所述第三指状物类型耦合所述第二参考电压， 其中所述第一指状物类型在所述第三指状物类型处耦合到所述第一金属层和所述第三金属层而所述第二指状物类型在所述第三指状物类型处耦合到所述第二金属层和所述第四金属层。
全文摘要
在一个实施例中，一种装置包括耦合到第一金属层的第一参考电压和耦合到第二金属层的第二参考电压。多个指状物中的第一指状物类型在第一区域耦合到第一金属层而在第二区域耦合到第一金属层和第二金属层。多个指状物中的第二指状物类型在第一区域耦合到第二金属层而在第二区域耦合到第一金属层和第二金属层。另外，第一指状物类型和第二指状物类型交替定位于彼此旁边。
文档编号H01G4/232GK102576605SQ201080046212
公开日2012年7月11日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月17日
发明者D·M·辛诺夫, W·A·洛伊布 申请人:马维尔国际贸易有限公司