[发明专利]去耦电容器电路系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月1日提交的美国专利申请No.13/175,724的优先权，在此通过引用整体并入该申请。

技术领域

本公开总体涉及集成电路，并且更具体而言，涉及具有去耦电容器的集成电路。

背景技术

去耦电容器经常用于帮助提供更为稳定的电源电压给集成电路上的电路系统。去耦电容器将直流(DC)电源线上的高频噪声旁路至接地电源线，从而防止噪声到达被加电的电路部件。在需要电源在各种操作模式之间切换的情形中，充足的去耦电容可以用作减小模式切换事件期间电源电压中的非期望骤降的幅度的能量储备。

集成电路设计中的发展要求电源供应稳定的功率以供集成电路以高数据速率和时钟速度操作。这要求增加每单位集成电路面积的去耦电容的量。大的去耦电容会占用集成电路上的过多的宝贵表面面积。

为了满足现代工艺的严格的多晶硅密度要求，每个去耦电容器包括紧邻其多晶硅栅极的虚设多晶硅结构。多晶硅栅极连接至电源线，而虚设多晶硅结构与操作的电路系统电学断开(即，虚设多晶硅结构并非被有源驱动至任何特定电压电平)。包括在该布置中形成的多个去耦电容器阵列块的集成电路可以具有由去耦电容器电路系统占据的可用裸片空间的大部分。

发明内容

集成电路可以包括去耦电容器电路系统(有时称为“decap”电路系统)。去耦电容器电路系统可以用于减少在电源线上存在的电源噪声的量。去耦电容器电路系统可以形成有虚设多晶硅结构以满足工艺密度要求。虚设多晶硅结构可以用于增加每个去耦电容器的电容。

可以按去耦电容器的分组(有时称为块)来组织去耦电容器。每个块中的去耦电容器可以布置为具有多个行和列的去耦电容器的阵列。去耦电容器块可以具有不同的大小和形状，并且可以表现出不同的电容值。

集成电路中的每个去耦电容器可以具有源极-漏极区、导电栅极结构和相关联的虚设结构。栅极结构可以连接至第一电源端子。第一电源端子可以被偏置到正电源电压或接地电源电压。源极-漏极区中的至少一个可以耦合至第二电源端子。第二电源端子可以被偏置到正电源电压或接地电源电压。

相关联的虚设结构可以形成为与导电栅极结构相邻且平行，使得每个源极-漏极区介于栅极和至少一个虚设结构之间。虚设多晶硅结构的大小和形状可以变化。可以通过金属、多晶硅或其他导电材料形成导电栅极结构和虚设结构。虚设结构中的一些或全部可以耦合至第二电源端子。虚设多晶硅结构中的一些或全部可以耦合至源极-漏极区中的至少一个。以此方式布置，耦合至第二电源端子的虚设多晶硅结构可以用于增加该去耦电容器的电容(例如在栅极结构和耦合到电源端子的相关联的虚设结构之间可以形成并联电容)。单独的虚设结构还可以提供对每个去耦电容器的屏蔽，使得每个去耦电容器与干扰、耦合机制和其他非期望的噪声源隔离。

本发明的又一些特征及其本质和各种优势将通过所附附图和下面的具体描述变得更为明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的具有去耦电容器电路系统的示例性集成电路的顶部布局图。

图2是根据本发明的一个实施例的具有符合密度准则(density-compliance)的结构的去耦电容器的顶部布局图。

图3至图6是示出根据本发明的一个实施例的去耦电容器的顶部布局图。

图7是根据本发明的一个实施例的示例性去耦电容器的截面侧视图。

图8是示出与根据本发明的一个实施例的去耦电容器相邻形成的晶体管的图。

图9是根据本发明的一个实施例的图8的截面侧视图。

图10是根据本发明的一个实施例的示出与图8和图9的电路系统相关联的寄生电容的示意图。

具体实施方式

本发明的一些实施例涉及具有去耦电容器电路系统的集成电路。集成电路包括使用外部电源供电的片上电路系统。外部电源可以用于使用电源电压对集成电路供电。一般期望将电源电压维持在恒定电压电平。

从电源汲取的功率的量在集成电路的正常操作期间可以变化。为了适应这类改变的功率需求同时维持恒定电源电压电平，集成电路可以包括去耦电容器电路系统。去耦电容器电路系统可以用作提供瞬态电流汲取的本地能量存储储备。使用去耦电容器电路系统提供电流可以减少电源噪声。

图1显示了包括诸如数字/模拟电路系统和控制电路系统4之类的内部电路系统的集成电路。集成电路10可以包括存储器芯片、数字信号处理电路、微处理器、专用集成电路、可编程集成电路或其他适合的集成电路。