共栅极放大器电路的制作方法

本公开涉及半导体结构，更具体地涉及共栅极放大器电路以及制造和操作方法。

背景技术：

1、对于线性操作(增益和最大频率)和非线性操作(功率附加效率(power addedefficiency)和输出功率)中的峰值放大器性能，共栅极放大器电路的栅极需要非常可靠的交流(ac)接地。此外，由于布局寄生效应，共栅极放大器电路的栅极的最佳接地难以在高操作频率(例如，毫米波频率)下实现。

2、在常规的放大器电路中，可以靠近放大器电路的栅极来放置电容器，以确保ac接地(ac ground)。然而，在这种情况下，从共栅极放大器电路的栅极到电容器本身仍然存在互连寄生。在这种情况下，寄生电感可以为约5皮亨(ph)并且电阻可以为约5欧姆，这在用于现代集成电路半导体技术的毫米波工作频率下使放大器电路的最大频率降低了超过35千兆赫(ghz)。

技术实现思路

1、在本公开的一方面，一种结构包括：至少一个阱，其位于衬底中；第一金属层，其连接到晶体管电路的栅极；第二金属层，其被重叠(overlap)在所述第一金属层上方以形成第一电容器；第三金属层，其通过过孔连接到所述第一金属层并与所述第二金属层重叠以形成第二电容器。至少一个电容位于在所述至少一个阱和所述衬底之间的结以及在所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层的重叠金属层之间中的至少一者中。

2、在本公开的一方面，一种结构包括：晶体管，其包括位于衬底中的至少一个n阱上方的栅极；第一金属层，其连接到所述栅极；第二金属层，其被重叠在所述第一金属层上方以形成第一电容器；以及第三金属层，其通过过孔连接到所述第一金属层并与所述第二金属层重叠以形成第二电容器。至少一个电容位于在所述至少一个n阱和所述衬底之间的结处。所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层被竖直堆叠在彼此上方并直接在所述栅极上方。

3、在本公开的一方面，一种方法包括：在衬底中形成至少一个阱；在所述至少一个阱上形成晶体管电路；在所述晶体管电路的栅极上方形成第一金属层；在所述第一金属层上方形成第二金属层；在所述第二金属层上方形成第三金属层。所述第二金属层通过过孔连接到所述衬底，所述第三金属层通过第二过孔连接到所述第一金属层，并且至少一个电容位于在所述至少一个阱和所述衬底之间的结以及在所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层的重叠金属层之间中的至少一者中。

技术特征：

1.一种结构，包括：

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一金属层和所述第二金属层具有小于1皮亨(ph)的最小电感。

3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第二金属层连接到地。

4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一金属层连接到在所述至少一个阱上方的n+区。

5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一金属层连接到在所述至少一个阱上方的p+区。

6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层被竖直堆叠在彼此上方并直接在所述栅极上方。

7.根据权利要求1所述的结构，其中，通过所述第二金属层与所述第一金属层重叠而形成的所述第一电容器包括位于最下金属层中的分布式电容器。

8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第二金属层连接到与所述衬底连接的p+区，并且所述第一金属层连接到所述栅极和与所述至少一个阱连接的n+区。

9.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第二金属层连接到与所述衬底连接的n+区和p+区，并且所述第一金属层连接到所述栅极和与所述至少一个阱连接的p+区。

10.根据权利要求1所述的结构，其中，浅沟槽隔离sti将p+区与n+区分隔开，并将p+区与所述晶体管电路分隔开。

11.根据权利要求1所述的结构，其中，所述至少一个电容包括在p阱和n阱之间以及在深n阱和所述p阱之间的电容。

12.根据权利要求1所述的结构，其中，所述至少一个阱包括位于p阱内的n阱，并且所述至少一个电容包括在深n阱与所述p阱之间以及所述n阱与所述p阱之间的所述结的不同位置处发生的电容。

13.根据权利要求1所述的结构，其中，所述至少一个阱包括位于n阱内的p阱，并且所述至少一个电容包括在深n阱与所述p阱之间以及所述n阱与所述p阱之间的所述结的不同位置处发生的电容。

14.一种电路，包括：

15.根据权利要求14所述的电路，其中，所述第二金属层连接到ac接地。

16.根据权利要求14所述的电路，其中，所述第一金属层连接到位于所述至少一个n阱上方的n+区。

17.根据权利要求14所述的电路，其中，所述第一金属层连接到位于所述至少一个n阱上方的p+区。

18.根据权利要求14所述的电路，其中，通过所述第二金属层与所述第一金属层重叠而形成的所述第一电容器包括位于最下金属层上的分布式电容器。

19.根据权利要求14所述的电路，其中，浅沟槽隔离sti将所述p+区与所述n+区分隔开，并将所述p+区与所述晶体管分隔开。

20.一种方法，包括：

技术总结
本公开涉及半导体结构，更具体地涉及共栅极放大器电路和操作方法。该结构包括：至少一个阱，其位于衬底中；第一金属层，其连接到晶体管电路的栅极；第二金属层，其被重叠在第一金属层上方以形成电容器；以及第三金属层，其通过过孔连接到第一金属层并与第二金属层重叠以形成第二电容器。至少一个电容位于在至少一个阱和衬底之间的结以及在第一金属层、第二金属层和第三金属层的重叠金属层之间中的至少一者中。

技术研发人员：P·V·泰斯塔,S·赛伊德
受保护的技术使用者：格芯（美国）集成电路科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22