專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)纹⒉呻娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種半導(dǎo)體器件和電路以及用于制造該半導(dǎo)體器件和電路的方法，并且更具體地，涉及到適合于在非常高的頻率、包括微波頻率下操作的單片集成電路。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于適合于在越來(lái)越高的頻率、包括微波頻率下操作的固態(tài)電路存在持續(xù)的需求。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“微波”指的是約800兆赫茲或以上的頻率。已經(jīng)產(chǎn)生了能夠提供這種頻率范圍中的增益的各種晶體管結(jié)構(gòu)。例如電感器和電容器的無(wú)源構(gòu)件通常必須與這種固態(tài)放大器相組合以實(shí)現(xiàn)所需的電路功能，例如但是不意欲限于功率放大器、調(diào)制器、過(guò)濾器、振蕩器等。但是，由于所需的操作頻率已經(jīng)增加了，因此已經(jīng)證實(shí)用于在共用基板上單片地形成這種有源和無(wú)源元件的常規(guī)方式實(shí)際上不適合于微波結(jié)構(gòu)，并且目前為止?jié)M意的性能需要組裝單獨(dú)制造的無(wú)源和有源元件。由此，對(duì)于具有基本同時(shí)制造在共用單片基板上的無(wú)源和有源元件的單片集成電路存在持續(xù)的需求，其能夠在微波頻率下操作。


以下，將結(jié)合下面的附圖來(lái)描述本發(fā)明，這里，相同附圖標(biāo)記表示相同元件，以及其中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管與電容器和電感器相組合以形成微波放大器的簡(jiǎn)化電氣示意圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的將圖1的電路具體化的物理放大器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化平面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管與電容器和電感器相組合以形成微波放大器的簡(jiǎn)化電氣示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的將圖3的電路具體化的物理放大器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的用于圖3-4的放大器中的橫向(雙)擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管的簡(jiǎn)化橫截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的圖4的一部分放大器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化橫截面圖，其示出了如何以單片形式將低損耗電容提供在其中、耦合到用于形成低損耗電感或互聯(lián)的導(dǎo)體作為同一單片結(jié)構(gòu)的一部分；圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的圖4的另一部分放大器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化橫截面圖， 其示出了如何以單片形式將另一低損耗電容提供在其中、耦合到用于形成低損耗電感或互聯(lián)的導(dǎo)體作為同一單片結(jié)構(gòu)的一部分；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的說(shuō)明用于形成圖4-7的部分或全部結(jié)構(gòu)的方法的簡(jiǎn)化流程圖；以及圖9-11示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的說(shuō)明用于形成圖4-7的部分或全部結(jié)構(gòu)的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)描述實(shí)際上僅是示范性的且不限制本發(fā)明或者本發(fā)明的應(yīng)用和使用。 而且，并不受到在前述技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)或者以下的詳細(xì)描述中提出的任何所表達(dá)或暗示的理論限制為了簡(jiǎn)化和明確說(shuō)明，附圖示出了構(gòu)成和描述的一般方式且可以省略眾所周知的特征和技術(shù)的細(xì)節(jié)，以避免不必要地混淆本發(fā)明。此外，在附圖中的元件不一定按比例繪制。例如，圖中一些元件或區(qū)域的尺寸相對(duì)于其他元件或區(qū)域的尺寸可以放大，以有助于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解。如果存在的話，則說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”
等可以用于區(qū)分相似元件和步驟且未必用于描述特定順序或時(shí)間順序。應(yīng)理解，這樣使用的術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)環(huán)境下可互換，例如以使得本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以所示順序之外的順序操作或者以本文中另外描述的順序操作。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”及其任何變形都覆蓋非排他的包括，使得包括要素列表的工藝、方法、工件或者裝置不必限于這些要素，而是可以包括沒(méi)有明確列出的或者對(duì)該工藝、方法、工件或裝置固有的其他要素。如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“耦合”被限定為以電或非電的方式直接或間接連接。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“基本的”、“基本上”意思是以實(shí)踐方式足以實(shí)現(xiàn)所述目的，以及如果存在的話， 較小的瑕疵對(duì)于所述目的并無(wú)重要影響。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體”和縮寫(xiě)“SC”意在包括任何半導(dǎo)體，不管是單晶、 多晶或者非晶，且包括IV族半導(dǎo)體、非IV族半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體以及有機(jī)和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。 而且，術(shù)語(yǔ)“基板，，和“半導(dǎo)體基板，，和“ SC基板，，意在包括單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、非晶結(jié)構(gòu)、 薄膜結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)，作為實(shí)例且不意圖限制為絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)結(jié)構(gòu)以及其組合。為了便于說(shuō)明且不意圖限制，本文中描述的半導(dǎo)體器件及其制作方法用于硅半導(dǎo)體，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，也可使用其他半導(dǎo)體材料。此外，可以將各種器件類(lèi)型和/或摻雜的 SC區(qū)域標(biāo)識(shí)為N型或P型，但這僅僅是為了便于描述且不意圖限制，以及這種標(biāo)識(shí)可以通過(guò)更一般的描述“第一導(dǎo)電類(lèi)型”或者“第二、相反導(dǎo)電類(lèi)型”代替，這里，第一類(lèi)型是N或P 型并且第二類(lèi)型則是P或N型。為了便于解釋而非限制，使用優(yōu)選的橫向(雙)擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS) 有源器件來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例。但是，也可以采用很多其他有源器件類(lèi)型且意圖將其包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如作為實(shí)例而不意圖限制的雙極型器件、結(jié)場(chǎng)效應(yīng)器件、各種絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)器件、HBT等。如本文所使用的，廣義解釋術(shù)語(yǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體以及簡(jiǎn)稱(chēng)M0S。具體地，應(yīng)當(dāng)理解，其不是僅限于使用“金屬”和“氧化物”的結(jié)構(gòu)，而是可以采用包括“金屬” 的任意類(lèi)型的導(dǎo)體以及包括“氧化物”的任意類(lèi)型的電介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“場(chǎng)效應(yīng)晶體管”被縮寫(xiě)為“FET”，和術(shù)語(yǔ)“絕緣柵FET”被縮寫(xiě)為“IGFET”。圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的與電容22、23和電感24、25相組合以形成具有輸入端子27、輸出端子28和基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)29的微波放大器26的IGFET 21的簡(jiǎn)化電氣示意電路20。為了便于描述，端子或節(jié)點(diǎn)29也可以稱(chēng)作“地”(被縮寫(xiě)為“GND” )，而不管是否提供了地連接。輸入端子27通過(guò)連接35耦合到節(jié)點(diǎn)33。電容22具有耦合到節(jié)點(diǎn)33的第一電極22-1和耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)四的第二電極22-2。電感M耦合在節(jié)點(diǎn)33和晶體管 21的控制(例如“柵極”)端子30之間。晶體管21的共用(例如“源極”)端子31耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)四。晶體管21的輸出(例如“漏極”)端子32耦合到節(jié)點(diǎn)34，其又經(jīng)由連接36耦合到放大器沈的輸出端子觀和經(jīng)由連接37耦合到電感25的第一端子。電感25 的第二端子耦合到電容23的第一端子23-1，其第二端子23-2耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)29。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的與圖1的電路沈相對(duì)應(yīng)的物理放大器結(jié)構(gòu)38的簡(jiǎn)化平面圖。為了便于結(jié)構(gòu)38和電路沈之間的相關(guān)性，遵循如下習(xí)慣利用在圖1中用于元件的相同附圖標(biāo)記添加上撇號(hào)(prime) “’”來(lái)識(shí)別在結(jié)構(gòu)38中的相應(yīng)元件，從而在物理元件與其在圖1的電氣示意圖中的表示進(jìn)行區(qū)分。將現(xiàn)有技術(shù)的放大器結(jié)構(gòu)38組裝在電路板 39上的導(dǎo)電(例如金屬)地平面四‘上。地平面四‘對(duì)應(yīng)于圖1的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)四。放大器結(jié)構(gòu)38包括分離形成的元件，也就是電容器22'、放大半導(dǎo)體器件21'、電容器23'和提供電感M、25和連接35、36、37等的各種引線結(jié)合。與圖1的電容22相對(duì)應(yīng)的電容器22' 具有耦合到地平面四‘的下電極22-2'和可用作節(jié)點(diǎn)33的上電極22-1'。半導(dǎo)體器件 21'(例如，LDMOS晶體管)對(duì)應(yīng)于圖1的有源器件21。圖2中僅示意性說(shuō)明了半導(dǎo)體器件21'的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，且該內(nèi)部結(jié)構(gòu)例如可以包括多個(gè)并聯(lián)耦合的源極、漏極和柵極區(qū)域，通過(guò)其中示出的多個(gè)矩形區(qū)域示意性表示。與圖1的電容23相對(duì)應(yīng)的電容器23'具有耦合到地平面四‘的下電極23-2'和可耦合到引線結(jié)合25'的上電極23-1'。引線結(jié)合35'對(duì)應(yīng)于輸入端子27'和通過(guò)電容器22'的上電極22_1'形成的節(jié)點(diǎn)33'之間的連接35。引線結(jié)合在電容器22'的上端子22-1'和LDMOS晶體管21' 的(一個(gè)或多個(gè))輸入(例如“柵極”)端子30'之間延伸且提供圖1的電感M。引線結(jié)合25'在耦合到晶體管21'的(一個(gè)或多個(gè))漏極端子32'的節(jié)點(diǎn)34'和電容23'的上電極23-1'之間延伸且提供圖1的電感25。引線結(jié)合36'在耦合到晶體管21'的(一個(gè)或多個(gè))漏極端子32'的節(jié)點(diǎn)34'和輸出端子或總線觀‘之間延伸，且對(duì)應(yīng)于圖1的連接36。結(jié)構(gòu)38說(shuō)明了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的電路沈的物理實(shí)施例。雖然結(jié)構(gòu)38是有利的，但是其由分離制造的有源和無(wú)源組件(例如，晶體管21'，電容器22'，23和引線結(jié)合電感器和25')形成且不能實(shí)現(xiàn)制造的經(jīng)濟(jì)性、提高的可靠性以及性能等，希望從使用相關(guān)制造技術(shù)形成的整個(gè)單片結(jié)構(gòu)獲得這些。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其中，由于當(dāng)例如電容器、電感器和互聯(lián)的無(wú)源組件形成在共用SC基板上時(shí)與它們相關(guān)的品質(zhì)(“Q”)因數(shù)劣化，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)不能提供在微波頻率下具有足夠性能的電路26的單片實(shí)施。還發(fā)現(xiàn)，其中，由于形成在該SC基板表面上的單片平面電感器和其中或其上也形成了(一個(gè)或多個(gè))有源器件的下層SC基板之間不利的相互作用，導(dǎo)致該Q因數(shù)劣化。由于這種平面電感器和互聯(lián)的電磁(EM)場(chǎng)的明顯滲透到基板中導(dǎo)致發(fā)生這種情況，并且僅添加或加厚在這種平面電感器和互聯(lián)與下層SC基板之間的電介質(zhì)層和/或在其間提供靜電屏蔽不會(huì)減輕該問(wèn)題。還發(fā)現(xiàn)，除了最小化寄生的基板電感耦合效應(yīng)之外，最小化各引線、電感器和電容器以及地連接的電阻也很重要，由于它們也同樣會(huì)不利地影響整體Q和電路性能。通過(guò)以下描述的實(shí)施例，最小化或避免與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的這些和其他問(wèn)題。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與電容42、43和電感44、45相組合以形成具有輸入端子47、輸出端子48和基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)49的微波放大器46的IGFET 41的簡(jiǎn)化電氣示意電路40。為了便于描述，端子或節(jié)點(diǎn)49也可稱(chēng)作“地”(縮寫(xiě)為“GND”)，而不管是否提供了地連接。輸入端子47通過(guò)連接55耦合到節(jié)點(diǎn)53。電容42具有耦合到節(jié)點(diǎn)53的第一電極42-1以及耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)49的第二電極42-2。電感44耦合在節(jié)點(diǎn)53和晶體管41的控制(例如“柵極”)端子50之間。晶體管41的共用(例如“源極”)端子51耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)49。晶體管41的輸出(例如“漏極”)端子52耦合到節(jié)點(diǎn)54，其又耦合到電容43的第一端子43-1且也經(jīng)由連接56耦合到放大器46的輸出端子48。電容43 的第二端子43-2經(jīng)由連接57被耦合到電感45的第一端子。電感45的第二端子耦合到基準(zhǔn)端子或節(jié)點(diǎn)49。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的將圖3的電路46具體化的物理放大器結(jié)構(gòu)58的簡(jiǎn)化平面圖。為了便于結(jié)構(gòu)58和電路46的相關(guān)性，遵循如下習(xí)慣利用在圖3中用于元件的相同附圖標(biāo)記添加上撇號(hào)(prime) “’”來(lái)識(shí)別在結(jié)構(gòu)58中的相應(yīng)元件，從而在物理元件與其在圖3的電氣示意圖中的表示進(jìn)行區(qū)分。圖4的結(jié)構(gòu)58借助于實(shí)例來(lái)說(shuō)明單片基板60，在其中或其上形成了 (i)具有多個(gè)(例如16個(gè))平行分段的示意性LDMOS晶體管 41'，(ii)多個(gè)(例如8個(gè))電容器42'，(iii)多個(gè)(例如3個(gè))電容器43'，(iv)多個(gè)(例如8個(gè))電感器44'，和(ν)多個(gè)(例如3個(gè))電感器45'，在被組裝到電路板或熱沉59上之前，全部都形成在單片基板60上。圖4的晶體管41'、電容器42' ,43'和電感器44' ,45'分別對(duì)應(yīng)于圖3的晶體管41、電容42、43和電感44、45。在晶體管41'的輸入處基本平行地布置(例如8個(gè))電容器42'和電感器44'的組合。在晶體管41'的輸出處基本平行地布置(例如3個(gè))電容器43'和電感器45'的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，晶體管41'的基本平行的耦合分段數(shù)和/或基本平行的耦合的電容器_電感器組合42' ,44'和/或43' ,45'的數(shù)目可以變化以實(shí)現(xiàn)不同功率處理能力或者電路性能或者制造便利或其他原因，且本文說(shuō)明的特定圖示僅是實(shí)例且不意圖限制。 圖4的放大結(jié)構(gòu)58與圖2的放大結(jié)構(gòu)38不同之處在于，其中，使得例如使用基本平面型集成電路處理技術(shù)制造在共用SC基板60上形成的無(wú)源和有源元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在該無(wú)源元件和下層SC基板60之間提供各種絕緣層，以及對(duì)各種元件“在基板60上”或“在SC基板上”或等價(jià)物的參考包括在該元件和下層SC基板60之間具有該絕緣層。作為一個(gè)單元將圖4完成的基板60安裝在下層電路板或熱沉59上，而不是象圖2 中那樣使得其無(wú)源和有源元件被分離制造且稍后被組裝并電耦合在電路板39上的。圖4的放大結(jié)構(gòu)58包括其中已經(jīng)包括了所期望的有源(例如晶體管41')和無(wú)源元件(例如電容器42' ,43'和電感器44'和45')的單片基板60。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在基板60上或上方或者在整個(gè)基板60內(nèi)部或部分地在基板60的內(nèi)部和部分地在基板60上或上方根據(jù)(一個(gè)或多個(gè))器件的屬性來(lái)形成(一個(gè)或多個(gè))有源器件(例如晶體管41')。 因此，與本文關(guān)于(一個(gè)或多個(gè))有源器件所使用的相同，術(shù)語(yǔ)“在基板60中”、“在SC基板中”和等價(jià)物意在包括所有這種變型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其中，當(dāng)SC基板60的體電阻率等于或大于預(yù)定水平時(shí)，實(shí)質(zhì)上降低了寄生電感器_基板耦合，且電感器Q充分增加從而能夠獲得滿意的電路性能，即使電感器的形式是由SC基板支撐的平面線圈也是如此。所期望的預(yù)定水平有效地等于或大于約lOOOhm-cm電阻率，合宜地等于或大于約5000hm-cm電阻率，更合宜地等于或大于約lOOOOhm-cm電阻率，以及優(yōu)選的浮動(dòng)區(qū)材料具有約10000hm-Cm或以上的電阻率。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“體電阻率”涉及到基板60位于器件區(qū)域外部、例如位于晶體管41'及其相關(guān)的摻雜區(qū)域外部的那些部分。這是現(xiàn)有技術(shù)中未教導(dǎo)的結(jié)果。例如含有晶體管4Γ、平面電容器42' ,43'和平面電感器44' ,45'的單片基板60作為一個(gè)單元安裝在下層電路板或者熱沉59上，和其上的適當(dāng)節(jié)點(diǎn)電耦合(例如，經(jīng)由引線結(jié)合陽(yáng)‘)到與圖3的輸入端子47相對(duì)應(yīng)的輸入總線47'并耦合(例如經(jīng)由引線結(jié)合56')到與圖3的輸出端子48相對(duì)應(yīng)的輸出總線48'。如隨后將通過(guò)結(jié)合圖5至7 更詳細(xì)說(shuō)明的，與圖3的基準(zhǔn)或地節(jié)點(diǎn)49相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)或地平面49'位于一部分或全部基板60下方。期望將多個(gè)基板通孔(through-substrate-via, TSV)連接(例如，49-1'， 49-2' ,49-3'等)提供在基板60中，通向基準(zhǔn)或地平面49'以最小化串聯(lián)電阻，降低損耗并增強(qiáng)整體電路性能。該TSV連接的示范性細(xì)節(jié)在圖5-6中說(shuō)明。還將理解，僅在圖4中示意性示出的晶體管結(jié)構(gòu)41'可以包括很多并聯(lián)的分段。例如，圖4中示出了 16個(gè)這種分段。在示范性的LDMOS晶體管41'的情況下，這些分段包括并聯(lián)耦合到基準(zhǔn)電極49'的多個(gè)源極區(qū)域51'、并聯(lián)耦合到漏極總線52-1'的漏極區(qū)域52'以及并聯(lián)耦合到柵極總線50-1'的居間柵極指狀物50'。如圖5中更詳細(xì)說(shuō)明的，使用圖4中象征性地通過(guò)TSV 49-2'表示的各種TSV，晶體管41'的共用(例如，源極)區(qū)域51'在多個(gè)位置處耦合到基板60下方的地平面或基準(zhǔn)電極49'。從輸入總線47'(對(duì)應(yīng)于圖3的輸入端子47)延伸到結(jié)合焊盤(pán)(例如，節(jié)點(diǎn))53' 的引線結(jié)合陽(yáng)‘對(duì)應(yīng)于圖3的至節(jié)點(diǎn)53的連接55。(例如，平面)電容器42'的上端子
42-1'耦合到節(jié)點(diǎn)53'且電容器42'的下端子42-2'經(jīng)由TSV49-1'耦合到基板60下方的地平面49'。與圖3的電感44相對(duì)應(yīng)的電感器(例如，平面線圈)44'具有耦合到節(jié)點(diǎn)53'的一個(gè)端子以及耦合到柵極總線50-1'的第二端子，所述柵極總線50-1'將示范性LDMOS晶體管41'的多個(gè)柵極50'綁在一起。與圖3的電容43相對(duì)應(yīng)的平面電容器43'例如具有耦合到漏極總線52_1 ‘的上電極43-1'以及耦合到與圖3的電感45相對(duì)應(yīng)的平面電感器45'的第一引線的下電極
43-2'，或反之亦然。平面電感器45'的第二引線經(jīng)由TSV49-3'耦合到在全部或部分基板60下方的地平面49'。漏極總線52-1'也耦合到例如與圖3的節(jié)點(diǎn)M相對(duì)應(yīng)的結(jié)合焊盤(pán)。與圖3的連接56相對(duì)應(yīng)的引線結(jié)合56'將結(jié)合焊盤(pán)耦合到與圖3的輸出端子48相對(duì)應(yīng)的輸出總線48'。在圖3-4中說(shuō)明的布置中(i)電容43(電容器43') 和電感45(電感器45')串聯(lián)耦合，(ii)電容電極43-1(電容器電極43-1')連接到節(jié)點(diǎn)M、54'，以及(iii)電感45(電感器45')的引線連接到基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)49(地平面49')。 然而在其他實(shí)施例中，這些元件的順序可以顛倒，使得雖然電容43(電容器43')和電感 45(電感器45')仍串聯(lián)耦合，但電感45(電感45')的引線連接到節(jié)點(diǎn)M、54'，以及電容43(電容器43')的引線連接到基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)49(地平面49')。任一種結(jié)構(gòu)都是有用的。其中，圖4的放大結(jié)構(gòu)58具有的優(yōu)勢(shì)在于可以單片(例如平面)形式提供各種無(wú)源和有源器件，且可以將其組裝在電路板或熱沉59上作為部分的單片單元60而不是被分離地制造并互聯(lián)。這導(dǎo)致了幾個(gè)有利結(jié)果。首先，與圖2的電路沈的布置相比，通過(guò)圖4的布置，使得實(shí)施電路46所需的引線結(jié)合和相似連接的數(shù)目少得多。本領(lǐng)域眾所周知的是， 由于分離提供的互聯(lián)數(shù)目降低，因此改善了整體可靠性。第二 使用基本平坦的集成電路處理技術(shù)在共用基板上制造無(wú)源和有源元件這兩者的能力意味著能夠避免組裝各個(gè)無(wú)源和有源元件。眾所周知的是，使得制造成本降低和整體性能提高。由此，圖3-4中說(shuō)明的布置使得可以利用這種技術(shù)并克服依靠獨(dú)立制造和組裝元件的現(xiàn)有技術(shù)的限制。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的通過(guò)用于圖3-4的放大器結(jié)構(gòu)中的橫向 (雙)擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管41'的部分67的簡(jiǎn)化橫截面圖66。在優(yōu)選的實(shí)施例中，部分67基本上關(guān)于部分 67的中心線68橫向?qū)ΨQ(chēng)，但是在其他實(shí)施例中，也可使用非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。虛線67-1指示部分67與其任一側(cè)上基本相同部分相匹配的位置，以形成多分段LDMOS晶體管41'。圖5描述了在基板減薄操作(稍后描述)之前具有最初厚度 61-i和最初下表面62-i (虛線所示)的最初基板60-i，且其也示出了在其中去除了最初基板61-i的部分61-1的減薄操作之后具有厚度61和下表面62的隨后的基板60。部分67包括具有的電阻率有利地等于或大于約lOOOhm-cm電阻率、合宜地等于或大于約5000hm-cm 電阻率、更合宜地等于或大于約lOOOOhm-cm電阻率、以及優(yōu)選采用至少約10000hm-Cm電阻率的浮動(dòng)區(qū)材料的(例如，P型)高電阻率SC基板60-i、60。基板60的最終厚度61有用地在約10至1000微米的范圍內(nèi)，合宜地在約25至500微米的范圍內(nèi)，以及期望在約50至 150微米的范圍內(nèi)，約75微米是優(yōu)選的，但是也可以使用更厚和更薄的基板。期望基板60 的下表面62提供有例如為金(Au)的導(dǎo)體69，對(duì)應(yīng)于圖3的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)49和圖4的地平面 49'。也可使用除了 Au之外的其他相對(duì)導(dǎo)電的材料用于導(dǎo)體69，這取決于選擇用于組裝基板60至電路板或熱沉59的晶片附著方法。優(yōu)選附著到熱沉。導(dǎo)體69可以位于全部或部分基板60下方。在基板60的上表面63上的是幾個(gè)電介質(zhì)和導(dǎo)體的層以及區(qū)域，作為實(shí)例，“第一”電介質(zhì)層81被“第一金屬”層91部分地疊置，“第二”電介質(zhì)層82部分上疊置有“第二金屬”層92，“第三”電介質(zhì)層83部分上疊置有“第三金屬”層93以及“第四”電介質(zhì)層84部分上疊置有“第四金屬”層94。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“金屬”意在包括任意類(lèi)型的相對(duì)導(dǎo)電材料(例如，層疊的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、金屬SC化合物、半金屬等)且不僅限于簡(jiǎn)單的金屬。圖5中示出的結(jié)構(gòu)是實(shí)例而非限制，且取決于被實(shí)施的具體電路，可以提供更多或更少的電介質(zhì)-金屬層組合。在對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選將漏極70 (例如N+)提供在基本位于部分67中心的中心線68 周?chē)遗c表面63相鄰，但是也可以使用其他位置和非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。漏極區(qū)域70具有有用地至少約5E19cnT3、合宜地至少約lE20cnT3和優(yōu)選地至少約3E20cnT3的摻雜濃度，但是也可以使用更高或更低的摻雜濃度。在對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)中的橫向毗鄰漏極區(qū)域70是(例如，高電壓N型 (HVN))載流子漂移區(qū)71。載流子漂移區(qū)71具有有用地在約lE16cm_3至IElScnT3范圍內(nèi)、 合宜地在約7E16cm_3至lE17cm_3的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選地在約lE17cm_3至2E17cm_3的范圍內(nèi)的摻雜濃度，但是也可使用更高或更低的摻雜濃度。漂移區(qū)71的橫向外部(例如，P型高電壓(PHV))是在至少一部分柵電介質(zhì)73和導(dǎo)電柵極74下方的溝道區(qū)72。溝道區(qū)72具有有用地在約lE17cnT3至2E18cnT3范圍內(nèi)、合宜地在約3E17cnT3至lE18cnT3的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選地在約5E17cm_3至9E17cm_3的范圍內(nèi)的摻雜濃度，但是也可以使用更高或更低的摻雜濃度。 溝道區(qū)72的橫向外部(例如，N+)是源極區(qū)76。源極區(qū)76具有有用地至少約5E19cm_3、合宜地至少約lE20cm_3、以及優(yōu)選至少約3E20cm_3的摻雜濃度，但是也可以使用更高或更低的摻雜濃度。源極區(qū)76的橫向外部(例如，P型)是體接觸區(qū)77。體接觸區(qū)77具有有用地在約lE18cnT3至lE20cnT3范圍內(nèi)、合宜地在約2E18cnT3至7E19cnT3的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選地在約5E18cm_3至5E19cm_3的范圍內(nèi)的摻雜濃度，但是也可以使用更高或更低的摻雜濃度。當(dāng)柵極74適當(dāng)偏置時(shí)，導(dǎo)電溝道75形成在源極區(qū)76和漏極區(qū)70之間。上述的示范性的導(dǎo)電類(lèi)型適合于形成N溝道結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)幕Q各摻雜區(qū)的導(dǎo)電類(lèi)型和適當(dāng)修改柵極74上的偏置來(lái)形成P溝道結(jié)構(gòu)。柵電介質(zhì)73的厚度將取決于所期望的操作電壓，但是在約10至1000納米范圍內(nèi)的厚度是有利的，約100至500納米是合宜的，以及約150至400納米是優(yōu)選的。WSi可用于柵極導(dǎo)體74，但是也可使用其他導(dǎo)電材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，柵極導(dǎo)體74在圖5的平面之前和/或之后的面中耦合到柵極接觸50(見(jiàn)圖4)和柵極總線50-1。在漏極區(qū)70上方并實(shí)現(xiàn)至漏極區(qū)70的歐姆接觸的是導(dǎo)體78、例如硅化鈷，但是也可以使用其他導(dǎo)體材料。在漏極接觸區(qū)78上方并實(shí)現(xiàn)至漏極接觸區(qū)78的歐姆接觸的是通過(guò)第一電介質(zhì)層81延伸的層間導(dǎo)電通孔90-1，以便將漏極接觸區(qū)電耦合至第一金屬91 的部分91-1。在第一金屬91的部分91-1上方并實(shí)現(xiàn)至第一金屬91的部分91_1的歐姆接觸的是通過(guò)第二電介質(zhì)層82延 伸的層間導(dǎo)電通孔90-2，以便將第一金屬91的部分91-1 電耦合至第二金屬92的部分92-1。在第二金屬92的部分92-1上方并實(shí)現(xiàn)至第二金屬92 的部分92-1的歐姆接觸的是經(jīng)由第三電介質(zhì)層83延伸的層間導(dǎo)電通孔90-3，以便將第二金屬92的部分92-1電耦合至第三金屬93的部分93-1。將開(kāi)口 84_1提供在第四電介質(zhì)層 84中以便允許第四金屬94實(shí)現(xiàn)至第三金屬93的部分93-1的歐姆接觸。雖然圖5中說(shuō)明的多層電介質(zhì)金屬布置是優(yōu)選的，但是可以使用用于在漏極接觸78和上層的金屬導(dǎo)體94 之間提供相對(duì)低電阻連接的任意裝置。金屬層91、92、93合宜地由鋁-銅(Al-Cu)合金制成，例如并非限制為具有99. 5%的Al和0. 5%的Cu，且具有有用地約0. 1至10微米、合宜地在約0. 3至3微米的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選地在約0. 5至0. 7微米的范圍內(nèi)的厚度，但是也可以使用更薄或更厚的層以及其他導(dǎo)電材料。在源極區(qū)76和體接觸區(qū)77上方并實(shí)現(xiàn)至源極區(qū)76和體接觸區(qū)77的歐姆接觸的是導(dǎo)體79、例如硅化鈷，但是也可以使用其他導(dǎo)電材料。層間導(dǎo)電通孔90-4被提供成通過(guò)電介質(zhì)層81延伸，以便將源極-體接觸79歐姆耦合至第一金屬層91的部分91-2，其又歐姆耦合到經(jīng)由基板60延伸的基板通孔(TSV)98，以提供至基板60下方的地平面層69的比較低電阻的接觸。鎢(W)是用于TSV 98的導(dǎo)體的合適材料。在其他實(shí)施例中，可以省略提供在中間導(dǎo)體(例如，鎢(W))和周?chē)鶶C(例如，硅(Si))之間的TSV 98中的電介質(zhì)襯里981。 可以使用任一種布置。如上所述，“金屬”層91、92、93合宜地為鋁-銅(Al-Cu)合金，但是也可以使用其他相對(duì)導(dǎo)電的材料。層間通孔90-1、90-2、90-3、90-4合宜地也可以為鎢(W)， 但是也可以使用其他導(dǎo)電材料。電介質(zhì)層81、82、83、84合宜地為氧化硅或氮化硅或其組合物，但是也可以使用其他相對(duì)低泄漏的電介質(zhì)材料。電介質(zhì)層81、82、83、84有用地具有約 0. 1至10微米、合宜地在約0. 5至5微米的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選在約1至1. 5微米的范圍內(nèi)的厚度，但是也可以使用更薄或更厚的層。期望耦合到漏極接觸78的導(dǎo)體94為銅(Cu)、金 (Au)、銀(Ag)或其組合物，或者為其他高導(dǎo)電性金屬或合金，優(yōu)選99%的純Cu。導(dǎo)體94合宜地例如也用于形成圖4的電感器45'和其他頂表面互聯(lián)，特別是承載漏極電流的那些。 鑒于此，期望其電阻低。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，厚度有用地至少約1微米，合宜地至少約3 微米，更合宜地至少約6微米，以及優(yōu)選地至少約9微米。以另一種方式陳述，通常期望導(dǎo)體94(和導(dǎo)體94'、94〃，隨后將討論)的厚度95是第一、第二或第三金屬層91-93厚度的 5至10倍，但是也可以使用其他厚度?？紤]到例如用于形成電感器45'和其他(例如，漏極電流)互聯(lián)例如引導(dǎo)至結(jié)合焊盤(pán)54'(見(jiàn)圖4)的那些互聯(lián)的、在基板60上可獲得的表面積，期望選擇導(dǎo)體84的寬度96以最小化導(dǎo)體94的電阻。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的圖4的放大器結(jié)構(gòu)58的部分67'的簡(jiǎn)化橫截面圖66'，其示出了如何以單片形式將低損耗電容在其中提供在SC基板60上、耦合到在同一單片基板60上的用于形成低損耗電感和互聯(lián)的導(dǎo)體。部分67'描述了如圖5中所示的相同基板60，但是處于不同于晶體管41'的位置，例如在意圖提供圖4的電容42'或 43'的位置。為了便于解釋?zhuān)柚趯?shí)例而非限制來(lái)描述具有耦合到地平面69 (即，圖3-4 的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)49、49')的一個(gè)電極的電容器42'的橫截面結(jié)構(gòu)。在圖6中使用與圖5中相同的附圖標(biāo)記添加上撇號(hào)(‘)或兩個(gè)上撇號(hào)(“)之后加上‘‘-n”，這里η是不同于圖5中所用的數(shù)字。例如這意在指示所示的元件可以形成在與圖5中的相應(yīng)元件相同的層中或者同時(shí)形成，但是可以位于不同橫向位置處且建立不同的互聯(lián)。因此，圖5關(guān)于各導(dǎo)體和電介質(zhì)層或區(qū)域的成分和厚度的討論通過(guò)引用結(jié)合于此。在圖6的示范性結(jié)構(gòu)67'中，使用“第二金屬”層92的部分92_3作為電容器42' 的下電極42-2'來(lái)形成電容器42'。將電介質(zhì)層100提供在導(dǎo)體部分92-3上，并且與圖 4的上電極42-1'相對(duì)應(yīng)的上電極102被提供成置于電介質(zhì)層100上方。氧化硅和/或氮化硅和/或其組合物是適合用于電介質(zhì)層100的材料的非限制性實(shí)例，但是也可以使用其他絕緣材料。電介質(zhì)層100的厚度101將取決于期望的電容和需要由電容器42'支撐的電壓。在很多應(yīng)用中，厚度101有用地在約0. 01至1微米的范圍內(nèi)，合宜地在約0. 1至0. 5 微米的范圍內(nèi)，以及優(yōu)選地在約0. 15至0. 25微米的范圍內(nèi)，但是也可以使用更薄或更厚的層。上電極102合宜地為T(mén)iN并具有有用地在約0. 01至1微米的范圍內(nèi)、合宜地在約0. 1 至0. 5微米的范圍內(nèi)、以及優(yōu)選地在約0. 15至0. 25微米的范圍內(nèi)的厚度，但是也可以使用更薄或更厚的層或者其他導(dǎo)體。層間導(dǎo)電通孔90-2被提供成將由“第二金屬” 92的部分 92-3提供的下電極42-2'耦合至“第一金屬”91的部分91-3，其耦合到TSV 98'，而TSV 98'又耦合到地平面或者在單片SC基板60的背表面62上的其他基準(zhǔn)電勢(shì)導(dǎo)體69。在其他實(shí)施例中，可以省略TSV 98'在此處通過(guò)基板60的電介質(zhì)襯里981'。任一布置是有利的。層間導(dǎo)電通孔90-3將通過(guò)導(dǎo)體102提供的電容器42的上電極42-1'耦合至“第三金屬”層93的部分93-3。在第四電介質(zhì)層84中提供開(kāi)口 84_2，使得可以提供與圖5的厚度 95和寬度96的導(dǎo)體94相似的厚度95'和寬度96'的低電阻導(dǎo)體94'，以例如將電容器 42'耦合至圖4的電感器44'和/或節(jié)點(diǎn)53'。上述布置允許通過(guò)最小化與其相關(guān)的電阻損耗和至其的連接以平面形式提供高品質(zhì)(例如，高Q)電容。雖然圖6示出了具有經(jīng)由低電阻TSV耦合到基準(zhǔn)電勢(shì)的一個(gè)電極和耦合到非接地節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)電極的電容器42'，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通過(guò)省略將部分92-3耦合至束縛于TSV 98'的部分91-3的層間導(dǎo)電通孔90-2，可以提供具有耦合至非接地節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)電極的圖4的電容器43'。這種布置在圖7中示出，示出了其中示出電容器43'的部分 67"的橫截面66"。電容器43具有通過(guò)“第二金屬”92的部分92-3、其上的電介質(zhì)103(厚度與圖6的電介質(zhì)100相似)形成的下電極(例如，圖4的43-2')，以及通過(guò)層間通孔 90-31耦合到“第三金屬”93的部分93-4的上電極(例如，圖4的43-1' ) 104，所述“第三金屬” 93的部分93-4又經(jīng)由電介質(zhì)層84中的開(kāi)口 84_3耦合到較重引線94" -I (與之前描述的引線94、94'相似)。但是，并非如圖6中那樣耦合到TSV98'，而是“第二金屬”層 92的部分92-4經(jīng)由層間通孔90-32耦合到“第三金屬”層93的部分93_5以及經(jīng)由電介質(zhì)層84中的開(kāi)口 84-4耦合到較重引線94〃 -2。如通過(guò)裂縫106所示，較重引線94〃 -2關(guān)于引線94" -1可以處于任意距離和任意取向。由此，圖7的布置可以用于實(shí)施例如串聯(lián)耦合在圖4中的漏極總線52-1'和平坦電感器45'之間的電容器43"，例如進(jìn)行到漏極總線52-1'的引線94" -2和進(jìn)行到平面電感器45'的引線94" _1，或者反之亦然，這取決于設(shè)計(jì)者的偏好。圖7也示出了另一實(shí)施例，其中“第一金屬”層91的部分91-4被提供在下方，并通過(guò)層間導(dǎo)電通孔90-2耦合到“第二金屬，，層92的部分92-4，以使得其與部分 92-4電并聯(lián)，從而降低電容器43"和引線94" _2之間的電阻。這降低了寄生電阻并有利于提供用于電容器43"和電感器45'的高Q值。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的說(shuō)明用于形成圖3-7的部分或全部電路和結(jié)構(gòu)的方法300的簡(jiǎn)化流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然方法300用于形成圖3-7中示出的全部或部分電路和結(jié)構(gòu)，但是其也能夠用于形成含有更多或更少的電容器、電感器和晶體管的其他電路和結(jié)構(gòu)，且不僅限于實(shí)施圖3的電路。在開(kāi)始301之后，最初步驟302包括提供具有相對(duì)的第一和第二表面(63，62-i)的高(例如，優(yōu)選彡1030hm-com)電阻率SC 基板。該基板被稱(chēng)作具有最初厚度61-i和最初下表面62-i的最初基板60-i (見(jiàn)圖5)，以區(qū)分于具有較小厚度61和下表面62的圖4-7的最終基板60?；?0_i在開(kāi)始制造時(shí)具有最初厚度，該最初厚度有用地在約500至1000微米的范圍內(nèi)，合宜地在約600至900微米的范圍內(nèi)，以及優(yōu)選在約700至800微米的范圍內(nèi)，但是也可以使用更厚和更薄的基板。 步驟303包括接近第一表面(例如，圖4-7的表面6 在基板(例如，基板60-i)中形成具有輸入(例如，柵極50，52'，74)端子、輸出(例如，漏極52，52'，70，78)端子和基準(zhǔn)或共用(例如，源極51，51'，76，79)端子的晶體管(例如，晶體管41')。在步驟304中，形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體填充的基板通孔(例如，通孔49' ,98,98')，其經(jīng)由第一表面(例如， 表面63)延伸到最初的SC基板(例如，基板60-i)內(nèi)。該基板通孔(例如，通孔49'，98， 98')的下表面982(見(jiàn)圖幻最初埋入在最初基板內(nèi)(例如，基板60-i)，且尚未暴露。在步驟305中，一個(gè)或多個(gè)平面電容器(例如，電容器42' ,43')被提供在最初基板(例如，基板60-i)的第一表面(例如，表面6 上方，每個(gè)電容器具有第一和第二端子。在步驟306 中，一個(gè)或多個(gè)平面電感器(例如，電感器44' ,45')被提供在第一表面(例如，表面63) 上方，其中一個(gè)或多個(gè)平面電容器，43')的第一端子(例如，端子42-1'，43-1') 或第二端子(例如，端子42-2，43-2)被耦合到一個(gè)或多個(gè)平面電感器，45')的第一端子(例如，端子44-1'，45-1')或第二端子(例如，端子44-2' ,45-2')，其另外的端子(例如，端子44-2'，44-1')適于耦合到基板通孔(例如，基板通孔49' ,98,98')，耦合至晶體管的一個(gè)或多個(gè)端子(例如，晶體管41'的端子50' ,52')，或者耦合至其他節(jié)點(diǎn)(例如，節(jié)點(diǎn)53，54)。在隨后的步驟307中，研磨、蝕刻和/或以另外方式研磨最初基板 (例如，基板60-i)的下表面62-i (見(jiàn)圖5)以去除最初基板厚度量61-1(見(jiàn)圖5)并暴露出基板通孔(例如，通孔49，98，98')的下(內(nèi))端部(例如，端部98幻。在步驟308中，將導(dǎo)體(例如，地平面導(dǎo)體49'，69)施加到被減薄基板(例如，基板60)新暴露出的背表面 (例如，面62)，以使得基板通孔(例如，通孔49' ,98,98')電連接到地平面導(dǎo)體(例如， 導(dǎo)體49'，69)。然后，方法300基本推進(jìn)至結(jié)束309。根據(jù)又一實(shí)施例，圖4中示出的優(yōu)選實(shí)施例可以在步驟305-306中通過(guò)以下步驟形成(a)在最初基板60-i的第一表面(例如，表面6 上形成第一和第二平面電容器(例如，電容器42' ,43')的步驟305中，每個(gè)電容器具有第一和第二端子；(b)在步驟306中， 在第一表面(例如，表面63)上方形成第一和第二平面電感器(例如，電感器44' ,45')， 每個(gè)電感器具有第一和第二端子；(c)將第一電容器(例如，電容器42')的第一端子(例如，42-1')耦合至第一電感器(例如，電感器44')的第一端子，并將第一電感器的第 二端子耦合至晶體管輸入(例如，柵極50' ) ;(d)將第二電容器(例如，電容器43')的第一端子(例如，端子43-1')耦合至晶體管輸出(例如，漏極52')和將第二電容器(例如， 電容器43')的第二端子(例如，端子43-2')耦合至第二電感器(例如，電感器45') 的第一端子；以及(e)將第一電容器(例如，電容器42')的第二端子(42-3')、第二電感器(例如，電感器45')的第二端子和晶體管(例如，晶體管41')的共用端子(例如， 源極51')耦合至基板通孔(例如，基板通孔49' ,98,98')。 圖9-11示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的用于形成圖3-7的部分或全部電路和結(jié)構(gòu)的方法400的簡(jiǎn)化流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然方法400用于形成圖3-7中示出的全部或部分電路和結(jié)構(gòu)，但是其也能夠用于形成含有更多或更少的電容器、電感器和晶體管的其他電路和結(jié)構(gòu)，且不僅限于實(shí)施圖3的電路。為了便于說(shuō)明，將方法400的流程圖分成三部分，圖9中的部分400-1，圖10中的部分400-2和圖11中的部分400-3。在開(kāi)始 401之后，實(shí)施最初步驟402，其中提供具有相對(duì)的第一和第二表面的高電阻率最初SC基板 (例如，基板60-i，見(jiàn)圖5和相關(guān)討論)。該基板被稱(chēng)作最初基板60-i，具有最初厚度61-i 和最初下表面62-i，以區(qū)分于具有較小厚度(例如，厚度61)和在減薄之后新暴露出的下表面62的圖4-7的減薄的基板60，如結(jié)合圖8描述的，該描述通過(guò)引用結(jié)合于此。在步驟 403中，接近第一表面(例如，圖4-7的表面63)，在最初SC基板60_i中形成具有輸入端子 (例如，柵極50，50'，74)、輸出端子(例如，漏極52，52'，70，78)和基準(zhǔn)端子(例如，源極 51,51' ,76,79)的一個(gè)或多個(gè)晶體管(例如，晶體管41，41 ‘，67)。在步驟404中，將至少第一電介質(zhì)層(例如，層81)提供在第一表面(例如，表面63)上方。然后，以如通過(guò)第一路徑405-1、406-1、406-3(優(yōu)選的)所指定的任一順序、或者以替選的第二路徑405_2、406_2、 405-3 (也是有用的)來(lái)提供步驟405和406。在步驟405中，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體填充的基板通孔(例如，通孔49，98，98')被形成經(jīng)由第一表面(例如，表面63)延伸到最初SC基板 60-i中且具有最初掩埋的內(nèi)端部982(見(jiàn)圖5)。在步驟406中，第一層間導(dǎo)電通孔(例如， 通孔90-1，90-2，90-4)被形成、被耦合到端子(例如，晶體管41'的端子76，79，74，78)中的至少第一個(gè)(例如，端子76，79)。在步驟407中，將“第一金屬”層(例如，層91)提供到第一電介質(zhì)層(例如，層81)上方，且具有將第一端子(例如，端子76，79)耦合至基板通孔 (例如，通孔49' ,98,98')的至少第一部分(例如，部分91-2)和通過(guò)第一層間通孔的另一部分(例如，90-1)被耦合到另一端子(例如，漏極端子78)的另一部分(例如，91-1)。 步驟408中，第二電介質(zhì)層(例如，層82)形成在“第一金屬”層(例如，層91)上方。在步驟409中，第二層間導(dǎo)電通孔(例如，層間通孔90-2)被提供成至少耦合到“第一金屬”(例如，層91)的另一部分(例如，部分91-1)并通過(guò)第二電介質(zhì)層(例如，層82)延伸。在步驟410中，“第二金屬”層(例如，層92)被形成為置于第二電介質(zhì)層(例如，層82)上方并具有耦合到一些第二層間通孔(例如，通孔90-2)的第二部分(例如，部分92-1)。在步驟 411中，將平面電容器(例如，電容器42' ,43')提供在第二金屬層(例如，層92)的一部分(例如，部分92-3和/或92-4)且具有上電極(例如，電極102，104)。在步驟412中，第三電介質(zhì)層(例如，層8 被形成在上電極(例如，電極102，104)和“第二金屬”層(例如，層92)以其他方式暴露的部分上方。在步驟413中，第三導(dǎo)電電介質(zhì)通孔(例如，通孔 90-3)形成為至少耦合到上電極(例如，電極102，104)并延伸通過(guò)第三電介質(zhì)層(例如，層 83)。在步驟414中，“第三金屬”層(例如，層93)被提供成具有接觸第三層間導(dǎo)電通孔的至少一部分(例如，通孔90-3)的第三部分(例如，93-3，93-4和/或93-5)。在步驟415 中，第四電介質(zhì)層(例如，層84)被提供成具有延伸至第三部分(例如，部分93-3，93-4和 /或93-5)的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口(例如，開(kāi)口 84-1，84-2，84-3和/或84-4)。在步驟416中， 將平面電感器(例如，電感器44'，45')和/或互聯(lián)(例如，56，57，52-1和/或50-1等) 提供在經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口(例如，開(kāi)口 84-1，84-2，84-3和/或84-4)被耦合到第三部分 (例如，部分93-3，93-4和/或93-5)的第四電介質(zhì)層(例如，層84)上。在步驟417中，最初基板(例如，基板60-i)的第二表面(例如，表面62-i)例如是背面研磨的、被蝕刻的或者以其他方式被研磨的，以去除最初基板61-i的厚度61-1，以便提供新的背側(cè)表面(例如， 表面62)，其上新暴露出基板通孔(例如，通孔49' ,98,98')的內(nèi)端部(例如，端部982)， 使得在步驟418中，背面金屬或其他導(dǎo)體(例如，導(dǎo)體49'，69)能夠與基板通孔(例如，通孔49' ,98,98')新暴露的端部(例如，端部98 接觸地施加，從而提供與經(jīng)由基板通孔 (例如，TSV 49' ,98,98')耦合至其的晶體管和/或電容器和/或電感器的那些端子或引線的低電阻歐姆接觸。然后，方法400基本推進(jìn)至結(jié)束419。 根據(jù)第一實(shí)施例，提供了一種單片微波集成電路06，58)，包括半導(dǎo)體基板 (60)，其具有的體電阻率等于或大于約lOOOhm-cm并具有前表面(63)和后表面(62)；至少一個(gè)晶體管(41)，其形成在該半導(dǎo)體基板(60)中并具有輸入端子(50)、輸出端子(52)和基準(zhǔn)端子(51)；至少一個(gè)電容器,43')，其單片地形成在半導(dǎo)體基板(60)上方，至少一個(gè)電感器,45')，其單片地形成在半導(dǎo)體基板(60)上方；以及平面互聯(lián)，其置于半導(dǎo)體基板(60)上方、耦合至少一個(gè)晶體管Gl')、電容器，43')和電感器04'， 45')，以形成單片集成電路06，58)。根據(jù)再一實(shí)施例，單片微波集成電路06，58)還包括其輸入節(jié)點(diǎn)(53，53')和其輸出節(jié)點(diǎn)(54巧4')，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都由半導(dǎo)體基板(60)的前表面(6 支撐；以及由半導(dǎo)體基板(60)的后表面(6 支撐的其基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)09，69)。根據(jù)又一實(shí)施例，單片微波集成電路G6，58)還包括多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔,98,98')，其將至少一個(gè)晶體管(41)、至少一個(gè)電容器(42' ,43')和至少一個(gè)電感器，45')中的一個(gè)或多個(gè)耦合至基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)09，69，69')。根據(jù)又一實(shí)施例，多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔， 98,98')中的第一個(gè)G9-2')將至少一個(gè)晶體管Gl')的基準(zhǔn)端子(51'，76)耦合到基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)09，69)。根據(jù)又一實(shí)施例，多個(gè)基板通孔,98,98')中的第二個(gè)) 將至少一個(gè)電容器)中的第一個(gè)端子02-2')耦合到基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)09，69)。根據(jù)又一實(shí)施例，至少一個(gè)晶體管Gl')是橫向晶體管。根據(jù)另一實(shí)施例，至少一個(gè)電容器， 43')是平面電容器，并且至少一個(gè)電感器,45')是平面電感器。根據(jù)又一實(shí)施例， 半導(dǎo)體基板(60)還包括多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔,98,98')，每個(gè)具有被耦合到基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)09，69，69')的端子；兩個(gè)單片電容器，43')，其形成在半導(dǎo)體基板(60)的前表面(6 上方，每個(gè)具有第一 02-1'，43-1')和第02-1'，43-2')端子；兩個(gè)單片電感器,45')，其形成在半導(dǎo)體基板(60)的前表面(6 上方，每個(gè)具有第一和第二端子，其中第一電容器)的第一端子G2-1')耦合到第一電感器)的第一端子并且第一電容器(42')的第二端子(42-2')耦合到多個(gè)基板通孔(49' ,98,98')中的第一個(gè)(49-1')，以及第一電感器(44')的第二端子耦合到晶體管(41')的輸入端子 (50)，其中第二電容器(43')和第二電感器(45')串聯(lián)耦合以形成組合(43'，45')， 該組合(43'，45')具有第一和第二端子，以及其中該組合(43'，45')的第一端子耦合到至少一個(gè)晶體管(41')的輸出端子(52')以及組合(43'，45')的第二端子耦合到多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔(49' ,98,98')中的第二個(gè)(49-2')。根據(jù)又一實(shí)施例，至少一個(gè)電感器(44'，45')包括約0. 1-10微米厚的高導(dǎo)電性金屬。
根據(jù)第二實(shí)施例，提供了一種用于形成單片微波集成電路(46，58)的方法，所述單片微波集成電路(46，58)具有輸入端子(47)、輸出端子(48)和基準(zhǔn)端子(49，69，69')， 該方法包括提供在第一表面(63)和最初第二背面(62-i)之間具有最初厚度(61-i)的高電阻率最初半導(dǎo)體基板(60-i)；接近第一背面(63)在最初半導(dǎo)體基板(60-i)中形成至少一個(gè)晶體管(41')，其具有輸入端子(50，50'，74)、輸出端子(52，52'，70，78)和基準(zhǔn)端子(51，51' ,76,79)；經(jīng)由第一表面(63)形成一個(gè)或多個(gè)延伸到最初半導(dǎo)體基板 (60-i)中的導(dǎo)體填充的基板通孔(49'，98，98')；在最初基板(60_i)的第一表面(63)上方形成一個(gè)或多個(gè)平面電容器(42'，43')，每個(gè)電容器(42'，43')具有第一(42_1'， 43-1')和第(42-2'，43-2')端子；在最初基板(60_i)的第一表面(63)上方形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器(44'，45')，其中一個(gè)或多個(gè)平面電容器(42'，43')的第一端子(42-1'，43-1')或第二端子(42-2' ,43-2')耦合到一個(gè)或多個(gè)平面電感器(44'， 45')的第一端子或第二端子，其中一個(gè)或多個(gè)平面電感器(44' ,45')的其他端子耦合到基板通孔(49' ,98,98')、耦合到晶體管(41')的一個(gè)或多個(gè)端子(50'，52')或者耦合到微波集成電路(46，58)的一個(gè)或多個(gè)端子(47，48，49)，降低了最初厚度(61_i)，從而產(chǎn)生了減薄基板(60)的新背表面(62)，其上暴露出基板通孔(49'，98，98')的內(nèi)端部 (982)；以及將導(dǎo)體(69)施加到減薄基板(60)的新背表面(62)，使得基板通孔(49'，98， 98')暴露出的內(nèi)端部(982)電連接到導(dǎo)體(69)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，形成一個(gè)或多個(gè)平面電容器(42' ,43')的步驟包括在最初基板(60-i)的第一表面(63)上方形成第一和第二平面電容器(42'，43')，每個(gè)電容器(42'，43')具有第一(42_1' ,43-1')和第二端子(42-2'，43-2')，形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器(44'，45')的步驟包括在第一表面(63)上方形成第一和第二平面電感器(44' ,45')，每個(gè)電感器具有第一和第二端子，以及其中第一電容器(42')的第一端子(42-1')耦合到第一電感器(44')的第一端子，并且第一電感器(44')的第二端子耦合到晶體管輸入(50')，以及其中第二電容器(43')的第一端子(43-1')耦合到晶體管輸出(52')并且第二電容器(43')的第二端子(43-2')耦合到第二電感器(45')的第一端子，以及其中第一電容器(42')的第二端子(42-2')、第二電感器(45')的第二端子和晶體管(41')的基準(zhǔn)端子(51') 耦合到導(dǎo)體填充的基板通孔(49' ,98,98')中的至少一個(gè)。根據(jù)再一實(shí)施例，最初基板 (60-i)具有等于或大于約lOOOhm-cm的電阻率。根據(jù)又一實(shí)施例，最初基板(60_i)具有等于或大于約5000hm-cm的電阻率。根據(jù)又一實(shí)施例，最初基板(60_i)具有等于或大于約 lOOOOhm-cm的電阻率。根據(jù)又一實(shí)施例，形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器(44' ,45')的步驟包括使用銅、金、銀或其組合物形成電感器。根據(jù)另一實(shí)施例，銅、金、銀或其組合物至少為約3微米厚。
根據(jù)第三實(shí)施例，提供了一種單片微波集成電路06，58)，其具有電路輸入端子)、電路輸出端子)和電路基準(zhǔn)端子09，49' ,69,69')，包括半導(dǎo)體基板(60)，其具有的體電阻率等于或大于約lOOOhm-cm且具有前表面(63)和背表面(62)， 其中背表面(62)在其上具有電路基準(zhǔn)端子09，49' ,69,69')；至少一個(gè)LDMOS晶體管 (41')，其形成在基板(60)中且具有晶體管輸入端子(50')、晶體管輸出端子(52')和晶體管基準(zhǔn)端子(51')，其中晶體管基準(zhǔn)端子(51')耦合到電路基準(zhǔn)端子09，49'，69， 69')、置于前表面(63')上方的至少第一 )和第)單片平面電容器、置于前表面(63')上方的至少第一 )和第二 )單片平面電感器，以及其中第一電容器02')耦合在電路輸入端子)和電路基準(zhǔn)端子09，49' ,69,69')之間，以及第一電感器(44')耦合在電路輸入端子)和晶體管輸入端子(50')之間，以及其中第二電容器(43')和第二電感器)串聯(lián)耦合以形成組合，45')，以及組合 (43'，45')的第一端子耦合到晶體管輸出端子(52')和電路輸出端子)，以及組合03'，45')的第二端子耦合到電路基準(zhǔn)端子09，49' ,69,69')。根據(jù)另一實(shí)施例， 基板(60)基本上包括浮區(qū)硅。根據(jù)又一實(shí)施例，第一和第二電感器,45')中的至少一個(gè)基本由高純度銅形成。根據(jù)又一實(shí)施例，高純度銅具有至少約0. 5微米的厚度。雖然在本發(fā)明的前述詳細(xì)描述中提出了至少一個(gè)示范性實(shí)施例和制造方法，但是應(yīng)當(dāng)理解，存在大量變型。也應(yīng)當(dāng)理解，示范性實(shí)施例或者多個(gè)示范性實(shí)施例僅為實(shí)例，且不意圖以任何形式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或構(gòu)造。而是，前述詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供便利的線路圖用于實(shí)施本發(fā)明的示范性實(shí)施例，將理解的是，對(duì)示范性實(shí)施例中描述的元件的功能和布置可以作出各種變化而不超出如所附權(quán)利要求書(shū)以及其合法等價(jià)物闡明的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種單片微波集成電路，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板具有等于或大于約IOOOhm-Cm的體電阻率，且具有前表面和背表面；至少一個(gè)晶體管，所述至少一個(gè)晶體管在所述半導(dǎo)體基板中，且具有輸入端子、輸出端子和基準(zhǔn)端子；至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電容器單片地形成在所述半導(dǎo)體基板上方；至少一個(gè)電感器，所述至少一個(gè)電感器單片地形成在所述半導(dǎo)體基板上方；以及平面互聯(lián)，所述平面互聯(lián)置于所述半導(dǎo)體基板上，耦合所述至少一個(gè)晶體管、電容器和電感器以形成單片集成電路。
2.如權(quán)利要求1所述的單片微波集成電路，還包括其輸入節(jié)點(diǎn)和其輸出節(jié)點(diǎn)，所述輸入節(jié)點(diǎn)及輸出節(jié)點(diǎn)均通過(guò)所述半導(dǎo)體基板的前表面支撐；以及其基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述半導(dǎo)體基板的背表面支撐。
3.如權(quán)利要求2所述的單片微波集成電路，還包括多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔，所述多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔將所述至少一個(gè)晶體管、所述至少一個(gè)電容器和所述至少一個(gè)電感器中的一個(gè)或多個(gè)耦合至所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的單片微波集成電路，其中，所述多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔中的第一個(gè)將所述至少一個(gè)晶體管的基準(zhǔn)端子耦合至所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的單片微波集成電路，其中，所述多個(gè)基板通孔中的第二個(gè)將所述至少一個(gè)電容器的第一端子耦合至所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)ο
6.如權(quán)利要求1所述的單片微波集成電路，其中，所述至少一個(gè)晶體管是橫向晶體管。
7.如權(quán)利要求1所述的單片微波集成電路，其中，所述至少一個(gè)電容器是平面電容器，以及其中所述至少一個(gè)電感器是平面電感器。
8.如權(quán)利要求2所述的單片微波集成電路，其中，所述半導(dǎo)體基板還包括多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔，所述多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔中的每個(gè)具有耦合到所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的端子；兩個(gè)單片電容器，所述兩個(gè)單片電容器形成在所述半導(dǎo)體基板的前表面上方，每個(gè)單片電容器具有第一和第二端子；兩個(gè)單片電感器，所述兩個(gè)單片電感器形成在所述半導(dǎo)體基板的前表面上方，每個(gè)單片電感器具有第一和第二端子；其中，所述第一電容器的第一端子耦合到所述第一電感器的第一端子，并且所述第一電容器的第二端子耦合到所述多個(gè)基板通孔中的第一個(gè)，以及所述第一電感器的第二端子耦合到所述晶體管的輸入端子；其中，所述第二電容器和所述第二電感器串聯(lián)耦合以形成組合，所述組合具有第一和第二端子；以及其中，所述組合的第一端子耦合到所述至少一個(gè)晶體管的輸出端子，并且所述組合的第二端子耦合到所述多個(gè)導(dǎo)電的基板通孔中的第二個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的單片微波集成電路，其中，所述至少一個(gè)電感器包括0.1-10微米厚的高導(dǎo)電性金屬。
10.一種用于形成單片微波集成電路的方法，所述單片微波集成電路具有輸入端子、輸出端子和基準(zhǔn)端子，所述方法包括提供在第一表面和最初的第二表面之間具有最初厚度的高電阻率的最初半導(dǎo)體基板；接近所述第一表面、在所述最初半導(dǎo)體基板中形成至少一個(gè)晶體管，所述至少一個(gè)晶體管具有輸入端子、輸出端子和基準(zhǔn)端子；形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體填充的基板通孔，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體填充的基板通孔通過(guò)所述第一表面延伸到所述最初半導(dǎo)體基板中；在所述最初基板的第一表面上方形成一個(gè)或多個(gè)平面電容器，每個(gè)電容器具有第一和Λ-Λ- ~·丄山弟一《子；在所述最初基板的第一表面上方形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器，其中所述一個(gè)或多個(gè)平面電容器的第一端子或第二端子耦合到所述一個(gè)或多個(gè)平面電感器的第一端子或第二端子，其中所述一個(gè)或多個(gè)平面電感器的其他端子耦合到基板通孔、耦合到所述晶體管的一個(gè)或多個(gè)端子或耦合到所述微波集成電路的一個(gè)或多個(gè)端子；減少所述最初厚度，由此產(chǎn)生其上暴露所述基板通孔的內(nèi)端部的減薄基板的新背表面；以及將導(dǎo)體施加到所述減薄基板的新背表面，使得基板通孔的暴露內(nèi)端部電連接到所述導(dǎo)體。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成一個(gè)或多個(gè)平面電容器的步驟包括在所述最初基板的第一表面上方形成第一和第二平面電容器，每個(gè)電容器具有第一和第二端子；以及形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器的步驟包括在所述第一表面上方形成第一和第二平面電感器，每個(gè)電感器具有第一和第二端子；以及其中，所述第一電容器的第一端子耦合到所述第一電感器的第一端子，并且所述第一電感器的第二端子耦合到晶體管輸入；以及其中，所述第二電容器的第一端子耦合到晶體管輸出，并且所述第二電容器的第二端子耦合到所述第二電感器的第一端子；以及其中，所述第一電容器的第二端子、所述第二電感器的第二端子和所述晶體管的基準(zhǔn)端子耦合到所述導(dǎo)體填充的基板通孔中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述最初基板具有的電阻率等于或大于約lOOOhm-cm。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述最初基板具有的電阻率等于或大于約5000hm-cm。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述最初基板具有的電阻率等于或大于約lOOOOhm-cm。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，形成一個(gè)或多個(gè)平面電感器的步驟包括使用銅、金、銀或其組合形成所述電感器。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，銅、金、銀或其組合至少為約3微米厚。
17.一種單片微波集成電路，所述單片微波集成電路具有電路輸入端子、電路輸出端子和電路基準(zhǔn)端子，其包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板具有的體電阻率等于或大于約lOOOhm-cm，并具有前表面和背表面，其中所述背表面在其上具有所述電路基準(zhǔn)端子；至少一個(gè)LDMOS晶體管，所述至少一個(gè)LDMOS晶體管形成在所述基板中并具有晶體管輸入端子、晶體管輸出端子和晶體管基準(zhǔn)端子，其中所述晶體管基準(zhǔn)端子耦合到所述電路基準(zhǔn)端子；至少第一和第二單片平面電容器，所述至少第一和第二單片平面電容器置于所述前表面上；至少第一和第二單片平面電感器，所述至少第一和第二單片平面電感器置于所述前表面上；以及其中，所述第一電容器耦合在所述電路輸入端子和所述電路基準(zhǔn)端子之間，并且所述第一電感器耦合在所述電路輸入端子和所述晶體管輸入端子之間；以及其中，所述第二電容器和所述第二電感器串聯(lián)耦合以形成組合，并且所述組合的第一端子耦合到所述晶體管輸出端子和所述電路輸出端子，以及所述組合的第二端子耦合到所述電路基準(zhǔn)端子。
18.如權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述基板基本上包括浮區(qū)硅。
19.如權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述第一和第二電感器中的至少一個(gè)由基本高純度銅來(lái)形成。
20.如權(quán)利要求19所述的電路，其中，所述高純度銅具有至少約0. 5微米的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單片微波集成電路。將高電阻率(例如≥100Ohm-cm)半導(dǎo)體基板和較低電阻電感器用于IC，能夠避免或減輕微波頻率下操作時(shí)與單片集成電路(IC)的無(wú)源構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的低Q。這消除了來(lái)自置于基板上的平面電感器和互聯(lián)的顯著的基板中電磁耦合損耗。有源晶體管接近前面地形成在基板中。平面電容器也形成在基板的前面上方。使用基板通孔，將晶體管、電容器和電感器的不同端子耦合到基板的背面上的地平面，以最小化寄生電阻。通過(guò)將平面電感器和重電流承載導(dǎo)體定位在可以使它們基本上更厚和具有更低電阻的、IC的外表面上來(lái)最小化與它們相關(guān)聯(lián)的寄生電阻。結(jié)果得到之前無(wú)法獲得的單片微波IC。
文檔編號(hào)H01L21/82GK102403316SQ20111023668
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者喬爾·E·基斯, 任小偉, 保羅·W·桑德斯, 羅伯特·A·普賴(lài)爾, 翠·B·達(dá)奧, 邁克爾·F·彼得拉斯, 韋恩·R·布格爾 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司