[发明专利]一种低损耗耦合电容器的装置和方法

说明书

一种低损耗耦合电容器结构，包括n型变容二极管(NVAR)构造(100)和p型变容二极管(PVAR)构造(200)。所述NVAR构造(100)中的结构包括掺杂p型半导体基板(Psub)(106)、所述Psub(106)中的深度掺杂n型半导体阱(DNW)(105)和所述DNW中的掺杂p型半导体阱(P阱)(104)。所述电路结构还包括P阱(104)内的掺杂p型半导体材料的源极端子(102)和所述P阱(104)中的所述掺杂p型半导体材料的漏极端子(101)。此外，所述电路结构包括在所述P阱(104)的表面上的绝缘栅极(103)，包含多层金属线(107)的金属图案，以及通过所述金属线(107)的多个通孔(108)。所述通孔(108)为将所述金属线(107)连接到所述栅极(103)、所述源极端子(102)和所述漏极端子(101)的接点。

相关申请案交叉申请

本申请要求2015年04月15日提交的发明名称为“一种低损耗耦合电容器的装置和方法”的第14/687,549号美国非临时专利案的在先申请优先权，该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文本中。

技术领域

本发明涉及金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)电容器设计，在具体实施例中，涉及一种可用于射频(radio frequency，RF)或其他应用的低损耗耦合电容器的装置和方法。

背景技术

耦合电容器是一种可以用于隔离一个电路块直流(direct current，DC)偏置与另一电路块DC偏置的电容器。例如，在模拟电路中，耦合电容器用于连接两个电路，从而使仅来自第一电路的AC信号可以通往下一个电路，而DC则被阻塞。这种技术有助于隔离这两个耦合电路的DC偏置设置。在另一个示例中，耦合电容器可以用于数字电路中的AC耦合，以传输具有零DC分量的数字信号，也可以称为DC平衡信号。DC平衡波形在通信系统中非常有用，因为它们可以在AC耦合电气连接上使用，从而避免电压不平衡问题以及联网系统或组件之间的电荷积累。需要改进耦合电容器设计来减少损耗并且提高耦合效率，同时还使电容器结构的设计尺寸降到最小。例如，这可以在紧凑型设备中用于减小尺寸和降低功耗。

发明内容

根据根据一个实施例，耦合电容器的电路结构包括掺杂p型半导体基板(p-dopedsemiconductor substrate，Psub)、所述Psub中的深度掺杂n型半导体阱(deep n-dopedsemiconductor well，DNW)和所述DNW中的掺杂p型半导体阱(P阱)。所述电路结构还包括从所述P阱的表面延伸到所述P阱中的掺杂p型半导体材料的第一块，以及从所述P阱的所述表面延伸到所述P阱中的所述掺杂p型半导体材料的第二块。所述第一块为源极端子，所述第二块为漏极端子。此外，所述电路结构包括在所述源极和所述漏极之间的所述P阱上的绝缘层，作为所述栅极的所述绝缘层的表面上的导体材料，包括近似平行于所述表面的多层金属线的金属图案，以及穿过所述金属线且垂直于所述金属线的多个通孔。最低级的通孔为将所述金属线连接到所述栅极、所述源极端子和所述漏极端子的接点。

根据根据另一个实施例，耦合电容器的电路结构包括Psub和所述Psub中的掺杂n型半导体阱(N阱)。所述电路结构还包括从所述N阱的表面延伸到所述N阱中的掺杂n型半导体材料的第一块，以及从所述N阱的所述表面延伸到所述N阱中的所述掺杂n型半导体材料的第二块。所述第一块作为源极端子，所述第二块为漏极端子。此外，所述电路结构还包括在所述源极和所述漏极之间的所述N阱的所述表面上的绝缘层，作为所述栅极的所述绝缘层的表面上的导体材料，包括近似平行于所述表面的多层金属线的金属图案，以及穿过所述金属线且垂直于所述金属线的多个通孔。接点将所述金属线连接到所述栅极、所述源极端子和所述漏极端子。