專利名稱：可變電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種可變電容器結構。
背景技術：
在典型的通訊系統(tǒng)中，資訊信號(例如電視節(jié)目)會被調變(Tune)，并放在高頻的載波上以方便信號的傳輸。藉著不同頻率具有不同載波信號的特性，同時將許多資訊信號傳播出去。因此，通訊系統(tǒng)中的接收器需使用電壓控制振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)，以將資訊信號從載波中分離出來。在VCO中，包括有由可變電容器和電感所組成的LC(電感電容)電路。藉由可變電容器其電容隨著電壓調變而改變的特性，可以使得VCO的振蕩頻率隨之改變。
常見的可變電容器包括以金屬氧化物半導體晶體管(Metal-OxideSemiconductor Transistor，MOS)結構為主的MOS可變電容器，以及以p型摻雜區(qū)與n型摻雜區(qū)交錯配置而成的結式(Junction)可變電容器。其中，MOS可變電容器雖然其電容具有大調變范圍((最大電容-最小電容)/最小電容)的特點，然而，其電容量是取決于上電極(即MOS可變電容器的柵極)與上電極兩旁的襯底中的下電極(即MOS可變電容器的源極/漏極區(qū))的總面積比率，也就是單位電容量是正比于上電極面積比兩側的下電極面積的比率。因此如何可以增加上電極面積比上下電極總面積的比率以提高單位電容量，成為當前可變電容器發(fā)展的重要課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可變電容器，可以增加單位電容量與提高可變電容器的品質因子。
本發(fā)明提出一種可變電容器位于一襯底上，此可變電容器包括一下電極，一上電極，一第一介電層以及一導體層。其中，下電極具有位于該襯底中排列成一陣列的多個摻雜區(qū)，而此陣列具有多行與多列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)交替排列。上電極則位于襯底上方，且上電極由多個電極位置所構成，而上電極具有多個開口，每一開口裸露相對應的摻雜區(qū)，其中每一電極位置直接被三個摻雜區(qū)包圍。第一介電層位于襯底與上電極之間。導體層位于該上電極上方，其中導體層與上電極電性隔離且導體層與摻雜區(qū)經由開口與摻雜區(qū)電性連結。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一電極位置是一多邊形體，而包圍電極位置的三個摻雜區(qū)則位于該多邊形體的頂角位置。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中多邊形體為一正多邊形體。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一開口的形狀為一四邊形。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一開口的形狀為一圓形。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中上電極的材質包括摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中上電極與導體層之間有一第二介電層，第二介電層填入開口中，且第二介電層于每一開口中具有一接觸窗開口裸露摻雜區(qū)之一。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一電極位置的面積比上包圍此電極位置的摻雜區(qū)的總面積的比率大于等于1/3。
本發(fā)明又提供一種可變電容器位于一襯底上，此可變電容器包括一下電極、一上電極、一第一介電層、一導體層。其中，下電極具有位于該襯底中的多個摻雜區(qū)。上電極則位于襯底上方，且上電極由多個電極位置所構成，其中每一電極位置的形狀由至少五個開口所定義，且每一開口裸露相對應的摻雜區(qū)。第一介電層位于襯底與上電極之間。導體層位于上電極上方，其中導體層與上電極電性隔離且導體層與摻雜區(qū)經由開口與摻雜區(qū)電性連結。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一電極位置是一多邊形體，而包圍電極位置的摻雜區(qū)則位于多邊形體的頂角位置。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中多邊形體為一正多邊形體。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一開口的形狀為一四邊形。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一開口的形狀為一圓形。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一開口的形狀為一六角形。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中上電極的材質包括摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中上電極與導體層之間有一第二介電層，且第二介電層填入開口中，而第二介電層于每一開口中具有一接觸窗開口裸露摻雜區(qū)之一。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一電極位置的面積比上包圍電極位置的摻雜區(qū)的總面積的比率大于等于1/3。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中每一電極位置被六個摻雜區(qū)所包圍。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中摻雜區(qū)于襯底中排列成具有多行與多列的一陣列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)交替排列。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述的可變電容器，其中電極位置以一緊密互補方式排列。
本發(fā)明的可變電容器的上電極以數(shù)個電極位置所構成，且每個電極位置由數(shù)個開口所包圍，這些開口分別裸露出位于襯底中的摻雜區(qū)。也就是上電極中的每一電極位置可由多數(shù)的摻雜區(qū)所包圍，每一電極位置比上包圍其的摻雜區(qū)的總面積的比率約大于等于1/3，如此一來可以提高每一電極位置的電容量以及可變電容器的品質因子(Q factor)。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1A繪示為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖；圖1B繪示為圖1A中的可變電容器沿I-I的剖面簡圖；圖2繪示為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖；
圖3繪示為根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖；圖4繪示為根據(jù)本發(fā)明再一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖。
主要元件符號說明100可變電容器102襯底104下電極104a、204a、304a、404a摻雜區(qū)106第一介電層108、208、308、408上電極108a、208a、308a、408a電極位置110、210、310、410開口112第二介電層114導電層具體實施方式
圖1A繪示為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖。圖1B繪示為圖1A中的可變電容器沿I-I的剖面簡圖。請參照圖1A與圖1B，一可變電容器100位于一襯底102上，此可變電容器100包括一下電極104，此下電極104具有位于襯底102中的多個摻雜區(qū)104a。此襯底102可以是半導體襯底，其材質包括硅、鍺、硅化鍺、砷化鎵以及砷化銦，又襯底102也可以是多層結構，例如是絕緣物上有硅(silicon on insulator)或是硅/硅化鍺。于摻雜區(qū)104a中的摻雜物可以是P導電型離子或是N導電型離子。另外，摻雜區(qū)104a于襯底102中例如是排列成具有多行與多列的一陣列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)交替排列。
此可變電容器還包括一上電極108位于襯底102上方，且上電極108由多個電極位置108a所構成。此上電極108的材質包括摻雜多晶硅或是其他導電材質。此外，上電極108包括數(shù)個開口110，每一開口110裸露相對應的摻雜區(qū)104a。如圖1A所示以及如上所述，由于襯底102中的摻雜區(qū)104a可以是排列成一陣列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)104a交替排列，所以于上電極108中的開口110則相對應摻雜區(qū)104a于襯底102中的陣列排列，而呈現(xiàn)相鄰兩行的開口交替排列的陣列。又，每一電極位置108a的形狀由數(shù)個開口所定義，例如每一電極位置是一多邊形體，優(yōu)選的是一正多邊形體。而包圍電極位置的摻雜區(qū)則位于多邊形體的頂角位置。優(yōu)選的是，上電極108的電極位置為緊密互補方式排列。如圖1A所示，每一電極位置108a由三個摻雜區(qū)104a所定義，而電極位置108a的形狀為一三角形，且每一電極位置108a彼此緊密互補方式排列。優(yōu)選的是，電極位置108a的形狀為一正三角形。又，每一電極位置108a比上包圍其的三個摻雜區(qū)104a的總面積的比率約大于等于1/3。
值得注意的是，于襯底102與上電極108之間還包括一第一介電層106，此第一介電層106的材質例如是氧化硅、氮化硅或是氮氧化硅，而其形成方法包括化學氣相沉積法。
此外，于上電極108與襯底102上方有一第二介電層112，此第二介電層112填入開口110中，并且此第二介電層112于每一開口110中有一接觸窗開口以裸露出摻雜區(qū)104a的表面。此第二介電層的材質可以是氧化硅、氮化硅或是氮氧化硅。而形成第二介電層的方法包括沉積法，優(yōu)選的是化學氣相沉積法。
另外，一導體層114位于上電極108上方，并且與摻雜區(qū)104a經由開口110與摻雜區(qū)104a電性連結。而導體層114與上電極108利用第二介電層112而彼此電性隔離。
于上述實施例中，上電極108中的每一開口形狀為圓形，且每一電極位置108a皆被三個摻雜區(qū)所包圍。然而，于實際應用上，本發(fā)明并不受限于上述實施例。以下將以圖2、圖3與圖4分別描述本發(fā)明的其他應用實施例。
圖2繪示為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖。請參照圖2，圖1A與圖2的差異在于，圖2中的上電極208的開口210的形狀為四邊形體。
圖3繪示為根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖。請參照圖3，上電極308的開口310為六角形狀，而電極位置308a則同樣為六角形狀，且電極位置308a與開口310形成蜂巢狀排列。于此實施例中，摻雜區(qū)304a如同圖1A中的摻雜區(qū)104a以陣列方式排列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)304a交錯排列，此外每一電極位置308a的面積與包圍此電極位置摻雜區(qū)304a其中之一的面積約略相等，因此每一電極位置308a的面積比上包圍電極位置308a的摻雜區(qū)304a的總面積的比率等于1/3。
圖4繪示為根據(jù)本發(fā)明再一優(yōu)選實施例的一種可變電容器的上視簡圖。如圖4所示，摻雜區(qū)404a并非排列成陣列。其中，區(qū)域A所標示的電極位置位于可變電容器400的周邊位置，而區(qū)域A所標示的電極位置則是由五個摻雜區(qū)404a所包圍。再者，區(qū)域B所標示的電極位置位于可變電容器400的內部位置，而區(qū)域B所標示的電極位置則是由六個摻雜區(qū)404a所包圍。又，區(qū)域C所標示的電極位置位于可變電容器400的周邊位置，而區(qū)域C所標示的電極位置則是由七個摻雜區(qū)404a所包圍。此外，區(qū)域D所標示的電極位置則是由八個摻雜區(qū)404a所包圍。而區(qū)域E所標示的電極位置位于可變電容器400的周邊位置，而區(qū)域E所標示的電極位置則是由九個摻雜區(qū)404a所包圍。如之前所描述，圖4中的電極位置彼此緊密互補排列，且每一電極位置可由數(shù)個摻雜區(qū)所包圍。也就是，每一電極位置比上包圍其的摻雜區(qū)的總面積的比率約大于等于1/3。
綜上所述，本發(fā)明的可變電容器的上電極以數(shù)個電極位置所構成，且每個電極位置由數(shù)個開口所包圍，這些開口分別裸露出位于襯底中的摻雜區(qū)。也就是上電極中的每一電極位置可由多數(shù)的摻雜區(qū)所包圍，如此一來可以提高每一電極位置的電容量以及品質因子。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種可變電容器，位于一襯底上，其包括一下電極，具有位于該襯底中排列成一陣列的多個摻雜區(qū)，其中該陣列具有多行與多列，且相鄰兩行的該些摻雜區(qū)交替排列；一上電極，位于該襯底上方，且該上電極由多個電極位置所構成，而該上電極具有多個開口，每一該些開口裸露相對應的該摻雜區(qū)，其中每一該些電極位置直接被三個摻雜區(qū)包圍；一第一介電層，位于該襯底與該上電極之間；以及一導體層，位于該上電極上方，其中該導體層與該上電極電性隔離且該導體層與該些摻雜區(qū)經由該些開口與該些摻雜區(qū)電性連結。
2.如權利要求1所述的可變電容器，其中每一該些電極位置是一多邊形體，而包圍該電極位置的三個摻雜區(qū)則位于該多邊形體的頂角位置。
3.如權利要求2所述的可變電容器，其中該多邊形體為一正多邊形體。
4.如權利要求1所述的可變電容器，其中每一該些開口的形狀為一四邊形。
5.如權利要求1所述的可變電容器，其中每一該些開口的形狀為一圓形。
6.如權利要求1所述的可變電容器，其中該上電極的材質包括摻雜多晶硅。
7.如權利要求1所述的可變電容器，其中該上電極與該導體層之間有一第二介電層，該第二介電層填入該些開口中，且該第二介電層于每一該些開口中具有一接觸窗開口裸露該些摻雜區(qū)之一。
8.如權利要求1所述的可變電容器，其中每一該些電極位置的面積比上包圍該電極位置的該些摻雜區(qū)的總面積的比率大于等于1/3。
9.一種可變電容器，位于一襯底上，其包括一下電極，具有位于該襯底中的多個摻雜區(qū)；一上電極，位于該襯底上方，且該上電極由多個電極位置所構成，其中每一電極位置的形狀由至少五個開口所定義，且每一該些開口裸露相對應的該摻雜區(qū)；一第一介電層，位于該襯底與該上電極之間；以及一導體層，位于該上電極上方，其中該導體層與該上電極電性隔離且該導體層與該些摻雜區(qū)經由該些開口與該些摻雜區(qū)電性連結。
10.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些電極位置是一多邊形體，而包圍該電極位置的該些摻雜區(qū)則位于該多邊形體的頂角位置。
11.如權利要求10所述的可變電容器，其中該多邊形體為一正多邊形體。
12.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些開口的形狀為一四邊形。
13.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些開口的形狀為一圓形。
14.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些開口的形狀為一六角形。
15.如權利要求9所述的可變電容器，其中該上電極的材質包括摻雜多晶硅。
16.如權利要求9所述的可變電容器，其中該上電極與該導體層之間有一第二介電層，該第二介電層填入該些開口中，且該第二介電層于每一該些開口中具有一接觸窗開口裸露該些摻雜區(qū)之一。
17.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些電極位置的面積比上包圍該電極位置的該些摻雜區(qū)的總面積的比率大于等于1/3。
18.如權利要求9所述的可變電容器，其中每一該些電極位置被六個摻雜區(qū)所包圍。
19.如權利要求9所述的可變電容器，其中該些摻雜區(qū)于該襯底中排列成具有多行與多列的一陣列，且相鄰兩行的該些摻雜區(qū)交替排列。
20.如權利要求9所述的可變電容器，其中該些電極位置以一緊密互補方式排列。
全文摘要
一種可變電容器，位于一襯底上，此可變電容器包括一下電極，一上電極，一第一介電層以及一導體層。其中，下電極具有位于該襯底中排列成一陣列的多個摻雜區(qū)，而此陣列具有多行與多列，且相鄰兩行的摻雜區(qū)交替排列。上電極則位于襯底上方，且上電極由多個電極位置所構成，而上電極具有多個開口，每一開口裸露相對應的摻雜區(qū)，其中每一電極位置直接被三個摻雜區(qū)包圍。第一介電層位于襯底與上電極之間。導體層位于該上電極上方，其中導體層與上電極電性隔離且導體層與摻雜區(qū)經由開口與摻雜區(qū)電性連結。
文檔編號H01L29/94GK101047210SQ20061007152
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權日2006年3月29日
發(fā)明者洪建州, 曾華洲 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司