屏蔽调制的可调电感器装置制造方法及图纸

本文提出一种半导体装置。所述半导体装置包括：集成电感器，其形成于半导体衬底上；晶体管布置，其形成于所述半导体衬底上，用以调制由所述集成电感器感生的回路电流；介电材料，其用以使所述集成电感器与所述晶体管布置隔离；以及控制器，其被连接到所述晶体管布置。所述控制器用于选择所述晶体管布置的导电操作状态和非导电操作状态。所述晶体管布置的导电操作状态允许在所述晶体管布置中形成感生回路电流，并且所述晶体管布置的非导电操作状态抑制在所述晶体管布置中形成感生回路电流。本文提出一种半导体装置。所述半导体装置包括：集成电感器，其形成于半导体衬底上；晶体管布置，其形成于所述半导体衬底上，用以调制由所述集成电感器感生的回路电流；介电材料，其用以使所述集成电感器与所述晶体管布置隔离；以及控制器，其被连接到所述晶体管布置。所述控制器用于选择所述晶体管布置的导电操作状态和非导电操作状态。所述晶体管布置的导电操作状态允许在所述晶体管布置中形成感生回路电流，并且所述晶体管布置的非导电操作状态抑制在所述晶体管布置中形成感生回路电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述主题的实施方案一般来说涉及集成电感器装置。更具体来说，所述主题的实施方案涉及具有可调电感的集成电感器装置。背景形成于半导体衬底上的单片集成电感器装置是众所周知的。集成电感器装置使用由半导体衬底上的一个或多个适当的金属互连层制造的导电回路(具有一个或多个线匝)。在一些应用中，实心(solid)或连续接地屏蔽置留在导电电感器回路下方和/或上方，以使电感器与嘈杂的电磁场电隔离，所述嘈杂的电磁场可能是由共用衬底中其它附近的装置或装置包装中的导电元件产生。在某些应用中，如在用于共振振荡器的集成电感器中，实心或连续电感器接地屏蔽可能是不合需要的。在这类应用中，将在所述实心屏蔽中产生磁感生涡流回路。实心屏蔽中的所得涡流回路产生磁通量，根据楞次定律(Lenz’ s law)，所述磁通量反抗由电感器产生的磁通量，从而减少电感器装置的总有效电感。为了解决所分配的电感器区域的有效电感的这种减少，通常会使用图案化的或开缝的屏蔽。图案化接地屏蔽通常包括金属“指状物”，所述金属“指状物”被布置来与电感器回路的方向成正交，以便抑制涡流回路的形成。因此，这些指状物是透磁的，还提供电感器与会引起问题的衬底噪声的充分电场隔离。此外，电路中所使用的如共振振荡器的集成电感器通常不是可调的(至少在电感的实际范围内不是可调的)——频率调谐通常仅仅通过电容调谐来实现。对于合成多个频率目标而不带来其它电路系统的区域耗费来说，振荡器中的宽频调谐是非常合乎需要的。因此，与共振振荡器相比，环形振荡器通常展现更宽的调谐范围，但它们相对嘈杂的或更高的抖动性能特性致使它们无法满足更加严格的频率或时钟合成规范。因此，需要一种可调的集成电感器装置，所述电感器装置具有可用的并且实际的电感范围。此外，结合附图和前述
和背景考虑，其它合乎需要的特征和特性将在随后的详细描述和所附权利要求书中变得显而易见。实施方案简述本专利技术提供一种半导体装置。所述半导体装置包括半导体材料层；栅极结构，其上覆于所述半导体材料层而形成；以及有源区，其被界定在所述半导体材料层中。有源区具有源极区和漏极区，以使得所述栅极结构、所述源极区以及所述漏极区协作来形成用于半导体装置的场效应晶体管。半导体装置还包括介电材料层，其上覆于所述栅极结构并且上覆于所述有源区而形成；和导电电感器回路，其上覆于所述介电材料层而形成。所述场效应晶体管被控制来调制与上覆导电电感器回路相关的电感。本专利技术还提供一种集成电感器装置。所属电感器装置包括导电电感器回路、晶体管布置以及在所述导电电感器回路与所述晶体管布置之间的介电材料。晶体管布置包括有源半导体材料的连续环形区，所述连续环形区中界定有源极区和漏极区；和栅极结构，所述栅极结构正交地上覆于有源半导体材料的所述连续环形区。晶体管布置充当用于集成电感器装置的电压调制屏蔽，其中所述电压调制屏蔽影响所述集成电感器装置的电感。本专利技术还提供一种半导体装置，所述半导体装置具有集成电感器，其形成于半导体衬底上；晶体管布置，其形成于所述半导体衬底上，以便调制由所述集成电感器感生的回路电流；介电材料，其用以使所述集成电感器与所述晶体管布置隔离；以及控制器，其被连接到所述晶体管布置，以便选择所述晶体管布置的导电操作状态和非导电操作状态。所述晶体管布置的导电操作状态允许在所述晶体管布置中形成感生回路电流，并且所述晶体管布置的一种非导电操作状态抑制在所述晶体管布置中形成感生回路电流。提供本概述来以简化方式介绍以下详细描述中会进一步描述的一组概念。本概述并非意图确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也并非意图被用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。附图简述在结合附图考虑时，可以通过参照详细描述和权利要求书来推断对本专利技术主题的更加完整的理解，其中同样的参考数字在所有附图中指代类似的元件。附图说明图1是具有屏蔽调制的集成电感器的半导体装置的一个示例性实施方案的透视图(perspective phantom view)；图2是具有屏蔽调制的集成电感器的半导体装置的一个示例性实施方案的俯视图，其中为便于例示而去除了一些特征；图3是图2中所示半导体装置的另一个俯视图，其中为便于例示去除了一些特征；图4是图2和图3中所示半导体装置的简化横截面图；图5是具有屏蔽调制的集成电感器的半导体装置的另一个示例性实施方案的俯视图，其中为便于例示去除了一些特征；以及图6是具有屏蔽调制的集成电感器的半导体装置的一个示例性实施方案的示意性表示。详细描述以下详细描述本质上仅仅是说明性的并且并不意图限制本专利技术主题或本申请的实施方案和这类实施方案的用途。如本文所使用，词语“示例性”是指“充当实施例、例子或例示”。本文描述为是示例性的任何实现方案都不必被解释为比其它实现方案优选或有利。此外，不意图受到在前面的
、背景、简述或以下详细描述中所提出的任何明确或暗示理论的约束。另外，某些术语还可仅仅出于参考的目的而用于以下描述中，因此并不意图是限制性的。例如，如“上部”、“下部”、“在上方”以及“在下方”的术语指的是在所参考附图中的方向。如“前”、“后”、“后部”、“侧面”、“外侧”以及“内侧”的术语描述特征或元件的部分在一致但任意的参照系中的定向和/或位置，通过参考文本和描述所讨论项目的相关附图可以清楚所述参照系。这类术语可包括以上专门提及的词语、它们的派生词以及类似的外来词语。类似地，术语“第一”、“第二”以及关于结构的其它这类序数术语并不是暗示一种顺序或次序，除非上下文明确指明。为了简洁起见，本文可能不会详细描述与半导体装置制造相关的惯用技术。具体来说，制造基于半导体的晶体管和集成电感器中的各种步骤是众所周知的，因此，出于简洁考虑，本文将仅仅简要地提及或完全省去很多惯用步骤，而不提供众所周知的工艺细节。以下描述涉及形成于半导体衬底上的集成电感器装置。所述集成电感器装置采用实心电感器屏蔽对图案化电感器屏蔽的电磁特性。在这个方面，实心或连续接地屏蔽将减少电感器的电感(这是由于在屏蔽中存在感生涡流回路)，而径向布置的图案化屏蔽(考虑到其对于磁场的通透性)对标称电感量几乎没有什么影响。因此，本文所述的集成电感器装置并入了“屏蔽”，所述“屏蔽”是由多个晶体管制造而成，所述晶体管是在电感器回路的一个或多个上覆导电线匝下方被布置成环。所述晶体管被制造以使得它们的栅极结构以一种近似于传统图案化屏蔽的金属指状物的方式与电感器的线匝正交。此外，所述晶体管的有源半导体区在导电电感器回路的覆盖区下方形成连续的环。当使用适当的栅极电压关掉所述晶体管时(即，它们不导电)，晶体管布置以一种类似于图案化屏蔽的方式运转。换句话说，栅极材料下方的有源半导体材料的非导电性质抑制在“屏蔽”中形成感生涡流回路，因此，上覆线圈的标称电感量大致上保持不受干扰。另一方面，当所述晶体管接通时(即，它们导电)，晶体管布置以一种类似于实心屏蔽的方式运转。因此，栅极材料下方的有源半导体材料的导电性质促进或允许在“屏蔽”中响应于由上覆电感器产生的磁通量而形成连续的感生涡流回路，因此，线圈的标称电感量减少。以上概述的一般方法可通过形成多个独立可控的晶体管布置来扩展，所述独立可控的晶体管布置优选地对应于不同匝数的电感器线圈。这允许对电感器线圈下方的感生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.14 US 12/904,8121.一种半导体装置，其包括: 半导体材料层； 栅极结构，其上覆于所述半导体材料层而形成； 有源区，其被界定在所述半导体材料层中，所述有源区包括所述半导体装置的场效应晶体管； 介电材料层，其上覆于所述栅极结构并且上覆于所述有源区而形成；以及 导电电感器回路，其上覆于所述介电材料层而形成，其中所述场效应晶体管被控制来调制与所述导电电感器回路相关的电感。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述栅极结构中的每一个栅极结构都具有垂直于所述导电电感器回路的主纵向轴线。3.如权利要求1所述的半导体装置，其中: 所述导电电感器回路置留在第一平面中；且 所述导电电感器回路在平行于所述第一平面的参考平面上的投影落在所述有源区在所述参考平面上的投影内。4.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述多个栅极结构中的每一个栅极结构都完全延伸超出并跨过所述有源区。5.如权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括晶体管电压控制器，所述晶体管电压控制器被连接到所述场效应晶体管，以便控制所述场效应晶体管的导电状态和非导电状态。6.如权利要求5所述的半导体装置，其中所述晶体管电压控制器被连接到所述栅极结构，以便通过调制所述栅极结构的共同栅极电压来控制所述场效应晶体管的导电状态和非导电状态。7.如权利要求5所述的半导体装置，其中: 所述晶体管电压控制器使所述场效应晶体管偏置为导电状态，以允许所述导电电感器回路在所述有源区中感生回路电流；以及 所述晶体管电压控制器使所述场效应晶体管偏置为非导电状态，以抑制所述导电电感器回路在所述有源区中感生回路电流。8.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述有源区包括源极区和漏极区，使得所述栅极结构、所述源极区以及所述漏极区协作来形成所述场效应晶体管。9.一种集成电感器装置，其包括: 导电电感器回路； 晶体管布置，其包括有源半导体材料的环形区，所述环形区中界定有源极区和漏极区，并且包括栅极结构，所述栅极结构正交地上覆于有源半导体材料的所述连续环形区；以及 介电材料，所述介电材 料处在所述导电电感器回路与所述晶体管布置之间，其中所述晶体管布置充当用于所述集成电感器装置的电压调制屏蔽，所述电压调制屏蔽影响所述集成电感器装置的电感。10.如权利要求9所述的集成电感器装置，其中所述环形区是有源半导体材料的连续区。11.如权利要求9所述的集成电感器装置，其进一步包括晶体管电压控制器，所述晶体管电压控制器被连接到所述晶体管布置，以便控制有源半导体材料的所述连续环形区的导电状态和非导电状态。12.如权利要求9所述的集成电感器装置，其中: 所述导电电感器回路包括第一线匝和第二线匝； 所述第一线匝上覆于有源半导体材料的所述连续环形区； 所述晶体管布置进一步包括与有源半导体材料的所述环形区隔离的有源半导体材料的第二环形区，有源半导体材料的所述第二环形区中界定有第二源极区和第二漏极区；所述晶体管布置进一步包括第二栅极结构，所述第二栅极结构正交地上覆于有源半导体材料的所述第二环形区；且 所述第二线匝上覆于有源半导体材料的所述第二环形区。13.如权利要求12所述的集成电感器装置，其进一步包括晶体管电压控制器，所述晶体管电压控制器被连接到所述晶体管布置，以便独立地控制有源半导体材料的所述环形区和有源半导体材料的所述第二环形区的导电状态和非导电状态。14.如权利要求9所述的集成电感器装置，其中所述导电电感器回路正交地上覆于所述栅极结构。15.如权利要求9所述的集成电感器装置，其中: 所述晶体管布置被偏置来在导电状态下操作，从而将有源半导体材料的所述环形区变换成导电通路，所述导电通路容纳由所述导电电感器回路感生的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔文·棱·孙·洛克，黄天天，
申请(专利权)人：超威半导体公司，
类型：
国别省市：