[发明专利]可变电容器件

说明书

技术领域

所公开的系统和方法涉及集成电路。更具体地，所公开的系统和方法涉及用于集成电路的可变电容器。

背景技术

可变电容器和变容二极管（varactor）在集成电路设计中广泛地使用。例如，这样的器件通常被集成到无线发送器和接收器中，诸如，移动电话和其他移动终端。然而，当使用先进的加工技术来实现传统变容二极管时，传统变容二极管具有低质量因数（“Q-因数”）。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种可变电容器件，包括：电容器，具有第一电容；以及可变电阻器，与所述电容器串联连接，所述可变电阻器包括形成在沟道区上方的栅极结构，其中，所述沟道区被限定在形成在半导体衬底中的掺杂阱内，其中，所述可变电阻器的电阻基于施加给所述栅极结构的电压，从而调节所述沟道的电阻和所述可变电容器件的电容。

在该可变电容器件中，所述沟道在所述可变电阻器的一对接触件之间被限定在掺杂阱的上表面中，其中，所述一对接触件被设置在所述掺杂阱的上表面中。

在该可变电容器件中，在设置在所述半导体衬底上方的至少一个金属层中形成所述电容器，并且所述电容器包括：第一极板，包括：第一部分，在第一方向上延伸；和第一多个部分，在垂直于所述第一方向的第二方向上从所述第一部分延伸；以及第二极板，包括：第二部分，设置为与所述第一部分相距一距离并且在所述第一方向上延伸；和第二多个部分，在所述第二方向上从所述第二部分延伸，所述第二多个部分与所述第一多个部分相互交叉。

在该可变电容器件中，在所述半导体衬底的上表面上方并且在形成电容器极板的所述至少一个金属层的下表面下方设置隔离层，所述隔离层与所述栅极结构横向地间隔开并且不与所述掺杂阱重叠。

在该可变电容器件中，在第一金属层中设置所述第一部分和所述第二部分以及所述第一多个部分和所述第二多个部分，并且所述第一极板和所述第二极板均包括设置在第二金属层中的部分，所述第二金属层设置在所述第一金属层上方或下方。

在该可变电容器件中，所述第一极板包括：第三部分，设置在所述第二金属层中并且在所述第一方向上延伸；和第三多个部分，设置在所述第二金属层中并且在所述第二方向上延伸；以及所述第二极板包括：第四部分，与所述第三部分相距一距离地设置在所述第二金属层中，并且在所述第一方向上延伸；和第四多个部分，设置在所述第二金属层中并且在所述第二方向上延伸，所述第四多个部分与所述第三多个部分相互交叉。

在该可变电容器件中，所述电容器包括：在设置在所述半导体衬底上方的第一金属层中所形成的第一极板和在第二金属层中所形成的第二极板，其中，所述第二金属层位于所述第一金属层上方或下方。

在该可变电容器件中，所述可变电阻器是第一可变电阻器，并且所述可变电容器件包括连接至所述第一可变电阻器的第二可变电阻器，所述第二可变电阻器包括：第二栅极结构，形成在所述掺杂阱中所限定的第二沟道区上方，所述第二可变电阻器的电阻基于施加给所述第二栅极结构的电压，从而调节所述第二沟道的电阻和所述可变电容器件的电容。

在该可变电容器件中，所述第二沟道与所述第一沟道横向地间隔开，并且被限定在所述可变电阻器的一对接触件之间，所述一对接触件设置在所述掺杂阱的上表面中。

在另一种实施例中，一种制造可变电容器件的方法，包括：形成可变电阻器；以及在设置半导体衬底上方的一个或多个金属层中形成电容器，使得所述电容器与所述可变电阻器串联连接，其中，所述可变电阻器的电阻基于施加给栅极结构的电压，所述栅极结构设置在所述半导体衬底的上表面上方并且在形成所述电容器的所述一个或多个金属层下方，使得调节形成在所述半导体衬底中的所述可变电阻器的沟道的电阻和所述可变电容器件的电容。

该方法进一步包括：掺杂所述半导体衬底的上表面，以形成掺杂阱；掺杂所述掺杂阱的上表面，以形成横向地间隔开的接触件，所述沟道位于所述接触件之间；以及在所述掺杂阱的所述上表面上方并且在横向间隔开的所述接触件之间形成所述栅极结构。

在该方法中，所述电容器是金属-氧化物-金属电容器。

在该方法中，所述电容器是金属-绝缘体-金属电容器。

在该方法中，所述电容器是微机电系统电容器。