[发明专利]用于降低损耗的具有图案化射频屏蔽结构的片上耦合电容器

说明书

一种电容器射频(RF)屏蔽结构可以包括部分地围绕RF信号路径中的耦合电容器的接地平面。接地平面可以包括在RF信号路径的正端子与RF信号路径的负端子之间延伸的第一接地平面部分。接地平面可以包括在RF信号路径的正端子与负端子之间延伸的第二接地平面部分。第二接地平面部分可以与第一接地平面部分相对。电容器RF屏蔽结构还可以包括电接触第一接地平面部分和/或第二接地平面部分的图案化屏蔽层。图案化屏蔽层可以电断开在图案化屏蔽层之上的返回电流路径，以将返回电流限制为在第一接地平面部分或第二接地平面部分之上流动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月20日提交的题为“ON-CHIP CAPACITOR WITH PATTERNEDRADIO FREQUENCY SHIELDING STRUCTURE FOR LOWER LOSS”的美国临时专利申请No.62/522,440的权益，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。

技术领域

本公开的各方面涉及半导体器件，并且更具体地涉及具有图案化射频(RF)屏蔽结构的片上耦合电容器。

背景技术

由于成本和功耗的考虑，移动射频(RF)芯片设计(例如，移动RF收发器)已经迁移到深亚微米工艺节点。通过增加电路功能来支持通信增强(诸如载波聚合)，移动RF收发器的设计复杂性进一步复杂化。用于移动RF收发器的其他设计挑战包括无源器件的使用，这直接影响模拟/RF性能考虑因素，包括失配、噪声和其他性能考虑因素。

无源器件可能涉及高性能电容器组件。例如，模拟集成电路使用各种类型的无源器件，诸如集成电容器。这些集成电容器可以包括金属氧化物半导体(MOS)电容器、pn结电容器、金属绝缘体金属(MIM)、多对多电容器、金属氧化物金属(MOM)电容器以及其他类似的电容器结构。MOM电容器也被称为竖直平行板(VPP)电容器、自然竖直电容器(NVCAP)、横向磁通电容器、梳状电容器以及叉指电容器。相对于其他电容器结构，MOM电容器展现出有益的特性，包括高电容密度、低寄生电容、出色的RF特性和良好的匹配特性，而没有额外的掩模或工艺步骤。

MOM电容器由于其有益特性而成为使用最广泛的电容器之一。特别地，MOM电容器可以用作半导体工艺中的高质量电容器，而不会产生相对于其他电容器结构的额外处理步骤的成本。MOM电容器结构通过使用由叉指的集合产生的边缘电容来实现电容。也就是说，MOM电容器可以利用由金属化层和布线迹线形成的极板之间的横向电容耦合。

移动RF收发器的设计可以包括在RF信号路径中使用MOM电容器。在RF信号路径中使用的MOM电容器可能会遭受较差的信号隔离和/或衬底信号损失。实际上，屏蔽结构可以保护RF信号路径中的MOM电容器。不幸的是，在屏蔽结构上流动的电流会进一步增加RF信号损耗。

发明内容

一种电容器射频(RF)屏蔽结构可以包括部分地围绕RF信号路径中的耦合电容器的接地平面。接地平面可以包括在RF信号路径的正端子与RF信号路径的负端子之间延伸的第一接地平面部分。接地平面可以包括在RF信号路径的正端子与负端子之间延伸的第二接地平面部分。第二接地平面部分可以与第一接地平面部分相对。电容器RF屏蔽结构还可以包括电接触第一接地平面部分和/或第二接地平面部分的图案化屏蔽层。图案化屏蔽层可以电断开在图案化屏蔽层之上的返回电流路径，以将返回电流限制为在第一接地平面部分或第二接地平面部分之上流动。

一种用于制造电容器射频(RF)屏蔽结构的方法，可以包括：在RF信号路径中在RF信号路径的正端子与负端子之间制造部分地围绕耦合电容器的接地平面的第一接地平面部分和第二接地平面部分。第二接地平面部分可以与第一接地平面部分相对。该方法还可以包括沉积和图案化屏蔽材料，以形成与第一接地平面部分和/或第二接地平面部分电接触的图案化屏蔽层。图案化屏蔽层可以电断开在图案化屏蔽层之上的返回电流路径，以将返回电流限制为在第一接地平面部分或第二接地平面部分之上流动。