电容器布置和制造电容器布置的方法
【专利摘要】本发明涉及电容器布置和制造电容器布置的方法。在各种实施例中，电容器布置被提供，其可以包括衬底；多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域，其中第一掺杂区域用第一导电类型的掺杂剂掺杂而第二掺杂区域用相反于第一导电类型的第二导电类型的掺杂剂掺杂，并且其中多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域在衬底中被紧挨着彼此交替布置；被部署在多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域之上的电介质层；被部署在电介质层之上的电极；被电耦合到多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域的每个掺杂区域的第一端子；以及被电耦合到电极的第二端子。
【专利说明】电容器布置和制造电容器布置的方法
【技术领域】
[0001]各种实施例一般地涉及电容器布置和制造电容器布置的方法。
【背景技术】
[0002]电容器可以通过使用所谓的金属氧化物半导体(MOS)结构来被实现。这样的结构具有电介质，例如二氧化硅(SiO2),其被布置在半导体衬底上。金属电极或者重掺杂的、高度导电的多晶硅(POly-Si )被布置在电介质上。电极和衬底之间的电容依赖于电极和衬底之间的电压。一般地，电容关于电压的关系是高度非线性的。克服此问题的解决方案是引入第二层多晶硅以创建所谓的多层多层(poly-poly)电容。然而，此解决方案具有缺点:高的工艺成本以及在老化测试(burnin)期间和/或使用寿命期间额外故障模式。
【发明内容】
[0003]在各种实施例中，电容器布置被提供，其可以包括衬底；多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域，其中第一掺杂区域用第一导电类型的掺杂剂掺杂而第二掺杂区域用相反于第一导电类型的第二导电类型的掺杂剂掺杂，并且其中多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域在衬底中被紧挨着彼此交替布置；被部署在多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域之上的电介质层；被部署在电介质层之上的电极；被电稱合到多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域的每个掺杂区域的第一端子；以及被电耦合到电极的第二端子。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]在图中，同样的参考符号一般遍及不同视图指的是相同的部分。图不必按比例，而是一般强调图示本发明的原理。在下列描述中，本发明的各种实施例参照下列图被描述，在其中:
图1示出了电容器布置的第一实施例；
图2示出了电容器的实施例；
图3示出了第一电容与电压关系；
图4示出了第二电容与电压关系；
图5示出了电容器布置的第三实施例；
图6示出了电容器布置的第四实施例；并且 图7示出了电容器布置的第五实施例。
【具体实施方式】
[0005]下面的详细描述参考附图，所述附图借助于图示来示出在其中本发明可以被实践的具体的细节和实施例。
[0006]词汇“示范性的”于此被用来意指“用作例子、实例或者图示”。任何于此被描述为“示范性的”的实施例或者设计没有必要被理解为比其它的实施例或者设计更优选的或者有利的。
[0007]关于形成在侧面或者表面“之上”的沉积材料所使用的词汇“之上”于此可以被用来意指:沉积材料可以被“直接地在”暗指的侧面或者表面“上面”形成，例如直接与其接触。关于形成在侧面或者表面“之上”的沉积材料所使用的词汇“之上”于此可以被用来意指:沉积材料可以被“间接地在”暗指的侧面或者表面“上面”形成，而一个或多个额外的层被布置在暗指的侧面或者表面与沉积材料之间。
[0008]图1不出了具有第一电容器100和第二电容器120的第一电容器布置。第一电容器可以具有第一端子102和第二端子104。第二电容器可以具有第一端子122和第二端子124。第一电容器100的第一端子102可以被电稱合到第二电容器120的第一端子122。第一电容器100的第二端子104可以被电耦合到第二电容器120的第二端子124。第一电容器100和第二电容器120因而可以被并联地电连接。
[0009]第一电容器100可以具有衬底106、第一井(well) 108 (一般而言,用第一导电类型(例如，η导电类型或者P导电类型)的掺杂剂掺杂的第一掺杂区域)、电介质110和电极112。第一井108可以被形成在衬底106中。电介质110可以被部署在至少第一井108之上。它也可以被部署在衬底106之上。电介质110可以覆盖第一井108的全部。电极112可以被布置在至少电介质110上。电极112可以用具有第一掺杂剂浓度的第一掺杂剂掺杂，例如具有在从大约I.IO18CnT3到大约I.102°cm_3的范围中、例如在从大约5.IO18CnT3到大约5.IO19CnT3的范围中、例如大约I.IO19CnT3的掺杂剂浓度。第一井108可以用具有第二浓度的第二掺杂剂掺杂，例如具有井掺杂剂浓度、例如具有在从大约I.IO16CnT3到大约I.IO18CnT3的范围中、例如在从大约5.IO16CnT3到大约5.IO17CnT3的范围中、例如大约I.1017cm_3的掺杂剂浓度。第一电容器100可以是半导体电容器,并且可以具有第一电容与电压关系。第一电容与电压关系可以具有第一平带电压。
[0010]第二电容器120可以具有衬底126、第二井128(—般而言，用第二导电类型(例如，η导电类型或者P导电类型)的掺杂剂掺杂的第二掺杂区域)、电介质130和电极132。第二井128可以被形成在衬底126中。电介质130可以被部署在至少第二井128之上。它也可以被部署在衬底126之上。电介质130可以覆盖第二井128的全部。电极132可以被部署在至少电介质130之上。电极132可以用具有第三浓度的第三掺杂剂掺杂，例如具有在从大约I.1018cm 3到大约I.102°cm 3的范围中、例如在从大约5.IO18Cm 3到大约5.IO19Cm 3的范围中、例如大约I.IO19CnT3的掺杂剂浓度。第三掺杂剂可以为第二导电类型，并且可以是与第二掺杂剂相同的掺杂剂，或者第二导电类型的不同掺杂剂。第二井128可以用具有第四浓度的第四掺杂剂掺杂，例如具有井掺杂剂浓度、例如具有在从大约I.IO16CnT3到大约I.IO18CnT3的范围中、例如在从大约5.IO16CnT3到大约5.IO17CnT3的范围、例如大约I.IO17CnT3的掺杂剂浓度。第四掺杂剂可以为第一导电类型，并且可以是与第一掺杂剂相同的掺杂剂，或者第一导电类型的不同掺杂剂。第二电容器120可以是半导体电容器，并且可以具有第二电容与电压关系。第二电容与电压关系可以具有第二平带电压。第二平带电压可以与第一平带电压不同。
[0011]因为第一电容器100和第二电容器120可以具有彼此不同的平带电压，它们的电容与电压关系也将彼此不同。第一电容器100和第二电容120的并联电连接使它们的电容并且因此它们的电容与电压关系被相加。借助于叠加(superposition)它将导致新的电容与电压关系。通过选择第一平带电压和第二平带电压使得期望的新的电容与电压关系通过叠加被获得，单独的第一电容器100或者第二电容器120的电容关于电压的关系的非线性可以被补偿。
[0012]虽然在图1中只两个电容器100和120被示出，但是电容器布置也可以包含多个电容器，其中电容器可以彼此并联地电连接。电容器每个都可以具有它自己的电容与电压关系以及它自己的平带电压。然而，根据各种实施例，至少两个电容器具有彼此不同的电容与电压关系。
[0013]衬底106，也被称作主体，可以由IV族材料组成，诸如硅、锗或者碳化硅之类。如果衬底106已经被掺杂成P型半导体或者η型半导体，那么可以不存在在衬底106中提供井108的需要。在此情况下，电容器100会具有衬底106、电介质110和电极112，而没有井108。然而，井108可以被用来提供不同的掺杂类型，例如在η型衬底106中的ρ型井108，并且也可以被用来提供与衬底106中的杂质浓度不同的杂质浓度。井108可以用第二掺杂剂掺杂，诸如来自诸如硼、铟、招或者镓之类的III族元素的受主,或者来自诸如磷、砷或者铺之类的V族元素的施主。第二掺杂剂可以具有第二浓度，例如，IO15到5.1017cm_3。井108或者衬底106 (如果不需要井108的话)可以被电耦合到第二端子104。
[0014]电介质110可以是氧化物，诸如氧化硅(Si02)、诸如氮化硅(Si3N4)之类的氮化物、或者具有高的介电常数k的材料(其中在各种实施例中，高的k电介质材料是具有比二氧化硅的介电常数k大的介电常数k的电介质材料，例如具有比3.9大的介电常数k的电介质材料)，诸如硅氮氧化物之类。电介质110的厚度可以在3到50nm之间。
[0015]电极112可以由多晶硅(poly-Si)构成。多晶硅可以被用第一掺杂剂重掺杂，并且可以被用作导电材料。第一掺杂剂可以是来自诸如硼、铟、铝或者镓之类的III族元素的受主，以创建P型半导体。可替换地，第一掺杂剂可以是来自诸如磷、砷或者锑之类的V族元素的施主，以创建η型半导体。第一掺杂剂的第一浓度可以是1:104，并且依赖于掺杂剂的类型，可以分别在图和描述中被称为并指示为针对η型掺杂剂的“η+”和针对ρ型掺杂剂的
“P+，，。
[0016]用针对第一端子122、第二端子124、衬底126、第二井128、电介质130和电极132的相应的参考符号，关于第一电容器100已经所述的也适用于第二电容器120。电极132用具有第三浓度的第三掺杂剂掺杂，而不是具有第一浓度的第一掺杂剂。然而，关于具有第一浓度的第一掺杂剂所述的也适用于具有第三浓度的第三掺杂剂。第二井128用具有第四浓度的第四掺杂剂掺杂，而不是具有第二浓度的第二掺杂剂。然而，关于具有第二浓度的第二掺杂剂所述的也适用于具有第四浓度的第四掺杂剂。
[0017]平带电压Vfb是在第一端子102、122和第二端子104、124之间的电压，在所述平带电压Vfb下不存在穿过电介质110、150的电场，也就是说，电介质110、150中的能带是(基本上)平的。第一掺杂剂、第一浓度、第二掺杂剂和第二浓度可以被用来设置第一电容器100的电容与电压关系，例如通过设置第一平带电压。类似地，第三掺杂剂、第三浓度、第四掺杂剂和第四浓度可以被用来设置第二电容器120的电容与电压关系，例如通过设置第二平带电压。第一掺杂剂和第二掺杂剂可以相同，可以为相同的掺杂类型，也就是说η型或者ρ型，或者可以彼此不同。第一浓度和第二浓度可以相同，或者可以彼此不同。第三掺杂剂和第四掺杂剂可以相同，可以为相同的掺杂类型，也就是说η型或者ρ型，或者可以彼此不同。第三浓度和第四浓度可以相同，或者可以彼此不同。第一掺杂剂和第三掺杂剂可以相同，可以为相同的掺杂类型，也就是说η型或者ρ型，或者可以彼此不同。第一浓度和第三浓度可以相同，或者可以彼此不同。第二掺杂剂和第四掺杂剂可以相同，可以为相同的掺杂类型，也就是说η型或者ρ型，或者可以彼此不同。第二浓度和第四浓度可以相同，或者可以彼此不同。第一掺杂剂、第一浓度、第二掺杂剂、第二浓度、第三掺杂剂、第三浓度第四掺杂剂和第四浓度可以被选择，使得第一平带电压和第二平带电压彼此不同。通过设置第一平带电压和第二平带电压成彼此不同，第一电容器100和第二电容器120的不同的电容与电压关系可以被实现，其当被叠加时可以被用来获得并联地电连接的至少两个电容器的更线性的电容与电压关系或者不依赖于电压的电容。连同图3，概念被更详细地描述。
[0018]图2示出了电容器四个不同的实施例，其被标注为Α、B、C和D。电容器可以对应于第一电容器100或者第二电容器120,如它们连同图1被描述的那样。第一电容器100的参考符号被使用在图2以及如下的描述中，即使第二电容器120的参考符号也可以被使用。图1的描述可以适用于到图2。四个电容器A、B、C和D通过在电极112中使用的掺杂剂和在井108中使用的掺杂剂而彼此不同。
[0019]在电容器A中，电极112可以由多晶硅组成，并且可以用来自V族元素的掺杂剂重掺杂以提供η+半导体。第一井108可以用来自V族元素的掺杂剂掺杂以提供η型掺杂。电容器A具有它自己的电容与电压关系以及它自己的平带电压。
[0020]在电容器B中，电极112可以由多晶硅组成，并且可以用来自III族元素的掺杂剂重掺杂以提供P+半导体。第一井108可以用来自V族元素的掺杂剂掺杂以提供η型掺杂。井108可以用具有和电容器A的井108相同浓度的相同掺杂剂掺杂。电容器B具有它自己的电容与电压关系以及它自己的平带电压。
[0021]在电容器C中，电极112可以由多晶硅组成，并且可以用来自V族元素的掺杂剂重掺杂以提供η+半导体。电极112可以用具有和电容器A的电极相同的浓度的相同掺杂剂掺杂。第一井108可以用来自III族元素的掺杂剂掺杂以提供ρ型掺杂。电容器C具有它自己的电容与电压关系以及它自己的平带电压。
[0022]在电容器D中，电极112可以由多晶硅组成，并且可以用来自III族元素的掺杂剂重掺杂以提供P+半导体。电极112可以用具有和电容器B的电极相同的浓度的相同掺杂剂掺杂。第一井108可被用来自V族元素的掺杂剂掺杂以提供ρ型掺杂。第一井108可以用具有和电容器C的井108相同的浓度的相同掺杂剂掺杂。电容器D具有它自己的电容与电压关系以及它自己的平带电压。使用具有相同浓度的相同掺杂剂可以简化电容器A、B、C和D的生产。
[0023]电容器A、B、C和D的每个的电容与电压关系以及它们的平带电压可以通过使用电极112和第一井108中的掺杂剂的不同组合来被选择为与其它电容器的电容与电压关系和平带电压不同。电容器A、B、C和D的每个可以与其它电容器A、B、C和D的一个或者多个并联地电连接，以提供具有由单独的电容与电压关系的叠加导致的电容与电压关系的电容器。单独的电容与电压关系可以被选择，使得至少两个并联地电连接的电容器的期望的电容与电压关系被实现。期望的电容与电压关系可以是在至少一个电压区域不依赖于施加的电压的电容。期望的电容与电压关系可以是在至少一个电压区域线性于施加的电压的电容。原则上，期望的电容与电压关系可以已经选择成任意的，并且可以通过具有正确的电容与电压关系的正确数目的电容器的叠加来实现。
[0024]图3示出了示出电容器的电容C(以法拉为单位)关于施加到电容器的电压V(以伏特为单位)的第一电容与电压关系。电压和电容可以在第一端子102、122和第二端子104、124之间被测量，并且电容器可以是如连同图1或者图2上面所描述的那样的电容器。电容与电压关系可以被分成沿着示出电压的轴线的三个有区别的区域。针对比平带电压Vfb小的电压，电容器处于反向(in inversion)。平带电压Vfb可以是大约-2.4V。针对平带电压Vfb和阈值电压Vt之间的电压，电容器处于耗尽。阈值电压Vt可以是大约0.4V。针对比阈值电压Vt大的电压，电容器处于积累(accumulation)。如从图3中可以看到的那样,在耗尽区域，电容与电压关系是高度非线性的。
[0025]平带电压Vfb和阈值电压Vt的位置可以依赖于电极中的掺杂剂和它的浓度，并且依赖于井中或者衬底中(如果电容器不需要井的话)的掺杂剂和它的浓度。例如，在图3中示出的电容与电压关系可以对应于在图2中示出的具有η+掺杂电极和ρ掺杂井的电容器C的电容与电压关系。不同的掺杂剂和不同的掺杂剂浓度可以导致不同的电容与电压关系。
[0026]例如，在图3中示出的电容与电压关系可以通过使用P+掺杂的电极和η掺杂的井来沿着V=O轴线被镜像，诸如在图2中用于电容器B。在这种情况下，平带电压Vfb将会是正电压，例如+2.4V，而阈值电压将会是负电压，例如-0.4V。
[0027]例如，在图3中示出的电容与电压关系可以通过使用P+掺杂的电极和P掺杂的井来沿着V轴线被移动+IV的偏移，诸如在图2中用于电容器D。在这种情况下，平带电压Vfb将会是负电压，例如-1.4V，而阈值电压将会是正电压，例如1.4V。
[0028]例如，在图3中示出的电容与电压关系可以通过使用η+掺杂的电极和η掺杂的井来沿着V=O轴线被镜像并且可以沿着V轴线被移动-1V的偏移，诸如在图2中用于电容器Α。在这种情况下，平带电压Vfb将会是正电压，例如+1.4V，而阈值电压将会是负电压，例如-1.4V。
[0029]通过并联地电连接具有镜像电容与电压关系的电容器到具有非镜像电容与电压关系的电容器，每个电容与电压关系的关于V=O轴线的不对称可以通过其它的电容与电压关系来被平滑。
[0030]图4示出了示出电容器布置的电容C关于施加到电容器布置的电压V的第二电容与电压关系。电容器布置可以包括电容器的并联电连接，诸如连同图1和图2上面所描述的那样的电容器，其中各自的第一端子102、122被彼此连接，并且各自的第二端子104、124被彼此连接。单独的电容器的电容与电压关系以这样的方式被选择，使得当它们被叠加时，在图4中示出的电容与电压关系被实现。在图4中示出的电容与电压关系具有平的部分，那是电容C在很大程度上不依赖于电压V的部分，在大约-0.8V到+0.8V的区域中。在图4中不出的电容与电压关系可以对应于在图7中不出的电容器布置的实施例的电容与电压关系。电容与电压关系可以通过电容器实施例的器件面积来归一化。
[0031]图5不出了具有衬底502、多个井504、电介质层506、电极508、第一端子510和第二端子512的电容器布置500的第三实施例。衬底502可以是ρ型衬底或者η型衬底。该多个井504可以被布置在衬底502中。
[0032]相邻井504可以具有彼此相反的掺杂类型。例如，最左边的井504具有η型掺杂，而在它的右边的井504具有ρ型掺杂。在右边下一个井504的掺杂再次具有η型掺杂，等等。相邻井504的掺杂类型可以在η型掺杂和p型掺杂之间交替，并且可以是周期的。图5示出了被布置为彼此相邻的六个井504，然而，不同数目的井504可以被使用。图5示出了相等数目的具有η型掺杂和P型掺杂的井504，然而，不相等数目的具有η型掺杂和ρ型掺杂的的井504也是可能的。最左边的井504可以具有ρ型掺杂。井504可以具有比20 μ m小或者比5 μ m小或者比I μ m小的宽度。井504之间的隔离不是必要的，然而，它可以被使用。井504可以被布置为直接彼此紧挨着，例如，它们之间没有间隔。第一端子110可以被电耦合到井504中的每个，例如借助于各自的接触孔的办法。掺杂剂和它们的浓度可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。井可以不是必要的，其中衬底502具有要求的掺杂类型和掺杂剂浓度。
[0033]电介质层506可以由二氧化硅或者氮化硅或者高k电介质材料组成。电介质层506可以被布置在该多个井504上。它可以覆盖该多个井504，使得暴露在衬底502的表面上的全部井504的表面被电介质层506覆盖。电介质层506也可以延伸在衬底502的部分之上。电介质层506可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。
[0034]电极508可以由多晶硅组成。它可以用P型掺杂剂重掺杂，其由“ρ+”指示。它也可以用η型掺杂剂(“η+”)重掺杂。电极508可以被布置在电介质层506上。它可以具有和电介质层506相同的大小或者不同的大小。它可以被布置在暴露在衬底502的表面上的全部井504的表面之上。井504、电介质层506和电极508被布置在彼此的顶部上，以形成电容器。电极508可以被电耦合到第二端子512。电极508可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。
[0035]在图5中示出的电容器布置500可以被理解为三个电容器B和三个电容器D的并联电连接，其中电容器B和D之前连同图2被描述。电容器B和电容器D可以以交替的方式被布置。最左边的电容器可以是电容器B，而紧挨着它的可以是电容器D。为了减少针对电容器布置500所要求的空间，并且为了减少生产成本，三个电容器B和三个电容器D不必如在图1中示出的那样具有分离的衬底106、126但是可以共享共同的衬底502，在所述共同的衬底502中井504被放置。类似地，三个电容器B和三个电容器D不必具有分离的电介质层110、130，但是可以共享共同的电介质层506,所述共同的电介质层506被布置在井504上。以相同的方式，三个电容器B和三个电容器D不必具有分离的电极112、132，但是可以共享共同的电极508,所述共同的电极508被布置在共同的电介质层506上。六个电容器的并联电连接可以通过彼此电连接每个电容器的井504并且通过具有针对电容器的共同的电极508来被实现。如果电极508用η型掺杂剂(“η+”)重掺杂，电容器布置500可以被理解为三个电容器A和三个电容器C的并联电连接，其之前连同图2被描述。关于电容器B和D已经所述的，也可以适用于电容器A和C。
[0036]图6不出了具有衬底602、井604、电介质层606、多个电极608、第一端子610和第二端子612的电容器布置600的第四实施例。衬底602可以是ρ型衬底或者η型衬底。井604被布置在衬底602中。井604可以被电稱合到第一端子610。如果衬底602具有要求的掺杂类型和掺杂剂浓度，那么井可以不是必要的。
[0037]电介质层606可以由二氧化硅或者氮化硅或者高k电介质材料组成。电介质层606被布置在井604上。它可以覆盖井604，使得暴露在衬底602的表面上的井604的表面被电介质层606覆盖。它也可以延伸在衬底602的部分之上。电介质层606可以如连同图I和图2上面所描述的那样被配置。
[0038]该多个电极608可以由多晶硅组成。电极608可以用ρ型掺杂剂重掺杂，其由“ρ+”指示，或者用η型掺杂剂重掺杂，其由“η+”指示。该多个电极608可以被布置在电介质层606上。该多个电极608可以具有和电介质层606相同的大小或者不同的大小。它可以被布置在被暴露在衬底602的表面上的井604的表面之上。井604、电介质层606和该多个电极608被布置在彼此的顶部上，以形成电容器。
[0039]相邻电极608可以具有彼此相反的掺杂类型。例如，最左边的电极608具有η+掺杂，而在它的右边的电极608具有ρ+掺杂。在右边下一个电极608的掺杂再次具有η+掺杂，等等。相邻电极608的掺杂类型可以在η+掺杂和ρ+掺杂之间交替，并且可以是周期的。图6示出了被布置为彼此相邻的六个电极608，然而，不同数目的电极608可以被使用。图6示出了相等数目的具有η+掺杂和ρ+掺杂的电极608，然而，不相等数目的具有η+掺杂和P+掺杂的电极608也是可能的。最左边的电极608可以具有ρ+掺杂。电极608可以具有比20 μ m小或者比5 μ m小或者比I μ m小的宽度。电极608之间的隔离不是必要的，然而，它可以被使用。电极608可以被布置为直接彼此紧挨着，例如，它们之间没有间隔。第二端子612可以被电耦合到每个电极608，例如借助于各自的接触孔。该多个电极608的电极可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。
[0040]在图6中示出的电容器布置600可以被理解为三个电容器A和三个电容器B的并联电连接，其中电容器A和B之前连同图2被描述。电容器A和电容器B可以以交替的方式被布置。最左边的电容器可以是电容器A，而紧挨着它的可以是电容器B。为了减少针对电容器布置600所要求的空间，并且为了减少生产成本，三个电容器A和三个电容器B不必具有如在图1中示出的分离的衬底106、126，但是可以共享共同的衬底602。类似地，三个电容器A和三个电容器B不必具有分离的井108、128，但是可以共享共同的井604。以相同的方式，三个电容器A和三个电容器B不必具有分离的电介质层110、130，但是可以共享共同的电介质层606。六个电容器的并联电连接可以通过彼此连接电极608并且通过具有共同的井604来被实现。如果井604被用ρ型掺杂剂掺杂，那么电容器布置600可以被理解为三个电容器C和三个电容器D的并联电连接，其之前连同图2被描述。关于电容器A和B已经所述的，也可以适用于电容器C和D。
[0041]图7示出了具有衬底702、多个井704、电介质层706、多个电极708、和第一端子(没有示出)和第二端子(没有示出)的电容器布置700的第五实施例的顶视图。衬底702可以是P型衬底或者η型衬底。该多个井704可以被布置在衬底702中。
[0042]该多个井704可以被布置为彼此相邻，作为衬底702中的列。列可以沿着Y轴线的方向伸展。沿着线B-B通过电容器布置700的列的可能的横截面在图6中被示出。每个列都有井704，其具有一种掺杂剂类型。彼此相邻的井704可以具有相反的掺杂类型。在图7中，每个井704的掺杂类型由序列“η ρ η ρ η ρ”指示，其中“η”表示具有η型掺杂的井704，而“ρ”表示具有ρ型掺杂的井704。例如，最左边的井704具有η型掺杂，而在它的右边的井704具有ρ型掺杂。在右边下一个井704的掺杂再次具有η型掺杂，等等。相邻井704的掺杂类型可以在η型掺杂和ρ型掺杂之间交替，并且可以是周期的。图7示出了彼此相邻的六个井704，然而，不同数目的井704可以被使用。图7示出了相等数目的具有η型掺杂和P型掺杂的井704，然而，不相等数目的具有η型掺杂和ρ型掺杂的的井704也是可能的。最左边的井704可以具有ρ型掺杂。井704可以具有比20μπι小或者比5μπι小或者比Iym小的宽度。在井704之间的隔离不是必要的，然而，它可以被使用。井704可以被布置为直接紧挨着彼此，例如，它们之间没有间隔。第一端子可以被电耦合到井704中的每个，例如借助于各自的接触孔。掺杂剂和它们的浓度可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。井可以不是必要的，在那里衬底702具有要求的掺杂类型和掺杂剂浓度。
[0043]电介质层706可以由二氧化硅或者氮化硅或者高k电介质组成。电介质层706可以被布置在该多个井704上。它可以覆盖该多个井504，使得暴露在衬底502的表面上的全部井504的表面被电介质层506覆盖。它也可以延伸在衬底702的部分之上。电介质层506可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。
[0044]该多个电极708可以由多晶硅组成。它可以被布置在电介质层706上。它可以具有和电介质层706相同的大小或者不同的大小。电极708可以被布置为彼此相邻，作为电介质层706上的行。行可以沿着X轴线的方向伸展。沿着线A-A通过电容器布置700的行的可能的横截面在图5中被示出。每个行可以具有电极708，其具有一种掺杂剂类型。彼此相邻的电极708可以具有相反的掺杂类型。在图7中，每个电极708的掺杂类型由序列“ρ+ η+ ρ+ η+ ρ+ η+”指示，其中“η+”表示具有η型重掺杂的电极708，而“ρ+”表示具有P型重掺杂的电极708。例如，最底部的电极708可以具有η+掺杂，而朝向页面顶部的在它上面的电极708可以具有ρ+掺杂。向顶部的下一个电极708的掺杂再次具有η+掺杂，等等。图7示出了彼此相邻的六个电极708，然而，不同数目的电极708可以被使用。图7示出了相等数目的具有η+掺杂和ρ+掺杂的电极708，然而，不相等数目的具有η+掺杂和ρ+掺杂的电极708也是可能的。最底部的电极708可以具有ρ+掺杂。电极708可以具有比20 μ m小或者比5 μ m小或者比I μ m小的宽度。电极708之间的隔离不是必要的,然而,它可以被使用。电极708可以被布置为直接紧挨着彼此，例如，它们之间没有间隔。第二端子可以被电耦合到每个电极708，例如借助于各自的接触孔。该多个电极708的电极可以如连同图1和图2上面所描述的那样被配置。
[0045]在图7中示出的电容器布置700可以被理解为具有九个电容器A、九个电容器B、九个电容器C和九个电容器D的36个电容器的并联电连接，其中不同的电容器在图2中被图示。电容器可以以棋盘样式被布置，并且由字母A、B、C和D指定。如果行在Y轴线的正方向上被编号，而列在X轴线的正方向上被编号，则电容器布置700可以被描述如下:在具有诸如1、3和5之类的奇数的行，而最底部的行是号码1，电容器A和电容器C沿着X轴线的方向交替。在具有诸如2、4和6之类的偶数的行，而最顶部的行是号码6，电容器B和电容器D沿着X轴线的方向交替。在具有诸如1、3和5之类的奇数的列，而最左边的列是号码1，电容器A和电容器B沿着Y轴线的方向交替。在具有诸如2、4和6之类的偶数的列，而最右边的列是号码6，电容器C和电容器D沿着Y轴线的方向交替。列和行的掺杂的交替可以是周期的。电容器也可以以不同的样式被布置。电容器A、电容器B、电容器C和电容器D的数目可以不同。
[0046]为了减少针对电容器布置700所要求的空间，并且为了减少生产成本，36个电容器不必如在图1中示出的那样每个都具有分离的衬底106、126，但是可以共享共同的衬底702。具有相同的目的，36个电容器不必如在图1中示出的那样每个都具有分离的电介质层110、130，但是可以共享共同的电介质层706。类似地，沿着行布置的电容器不必如在图I中示出的那样具有分离的电极112、132，但是可以针对每个行都共享共同的电极708。类似地，沿着列布置的电容器不必如在图1中示出的那样具有分离的井108、128，但是可以针对每个列都共享共同的井704。不需要井704之间或者电极708之间的隔离，其也可以减少针对电容器布置700所要求的空间。然而，在电容器之间提供隔离是可能的，例如通过浅沟槽隔离。电容器可以被布置为直接紧挨着彼此，例如，在它们之间没有间隔。36个电容器的并联电连接通过彼此连接列的井704并且通过彼此连接行的电极708来实现。在电容器布置700中使用的四个不同的电容器A、B、C和D提供了四个不同的电容与电压关系，其可以被叠加以获得期望的电容与电压关系，例如，如在图4中所示出的那样。与电容器A、B、C和D不同的电容器也可以被使用。
[0047]列和行可以被布置为彼此正交。正交被选择，以意指列和行可以被布置为彼此不相关或者不依赖的，例如，通过沿着诸如Y轴线之类的轴线的方向布置列，以及通过沿着诸如X轴线之类的另一个轴线的方向布置行，其中轴线彼此正交，例如通过具有彼此在90°的方向。如果列和行被布置为彼此正交，针对井704和电极708的布局的掩膜可以被彼此独立地地定位。针对布局和生产工艺的精度的要求可以被减少。
[0048]电容器布置的实施例可以通过使用互补金属氧化物半导体(CMOS)-逻辑电路生产工艺来被实施。双功函数(dual work function)生产工艺可以被使用，例如用于生成具有η+掺杂和ρ+掺杂的电极。
[0049]电容器布置的实施例的容量可以通过并联连接的电容器的数目被选择。电容器布置的实施例可以，例如具有100列和100行，具有总共10，000个电容器。电容器布置可以被用在任何种类的电应用中。
[0050]虽然参照具体的实施例本发明已经被特别地示出和描述，但是本领域的技术人员应该理解的是，各种形式和细节的改变可以在那里被完成，而不离开如由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。本发明的范围因而由所附的权利要求指示，并且在权利要求的等同物的意义和范围之内的所有改变因此意图被包括。
【权利要求】
1.一种电容器布置，其包括: 衬底； 多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域，其中第一掺杂区域用第一导电类型的掺杂剂掺杂而第二掺杂区域用相反于第一导电类型的第二导电类型的掺杂剂掺杂，并且其中多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域在衬底中被紧挨着彼此交替布置； 被部署在多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域之上的电介质层； 被部署在电介质层之上的电极；以及 被电耦合到多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域的每个掺杂区域的第一端子；以及 被电耦合到电极的第二端子。
2.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域被配置为多个井。
3.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 第一导电类型是η导电类型；并且其中， 第二导电类型是P导电类型。
4.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 第一导电类型是P导电类型；并且其中， 第二导电类型是η导电类型。
5.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 电介质层包括下列材料中的至少一个: 二氧化硅； 氮化硅；以及 高k电介质。
6.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 电极包括掺杂的多晶硅。
7.根据权利要求1所述的电容器布置，其中， 至少一些第一掺杂区域和多个第二掺杂区域具有比20 μ m小的宽度。
8.—种电容器布置,其包括: 具有η型掺杂或者P型掺杂的掺杂区域； 被部署在掺杂区域之上的电介质层； 多个电极，其中电极被紧挨着彼此布置并且被部署在电介质层之上，其中相邻的电极分别具有彼此相反的掺杂类型；以及 第一端子，其中第一端子被电耦合到井；以及 第二端子，其中第二端子被电耦合到多个电极中的每个电极。
9.根据权利要求8所述的电容器布置，其中， 掺杂区域被配置为井。
10.根据权利要求8所述的电容器布置，其中， 掺杂类型是η掺杂类型或者P掺杂类型。
11.根据权利要求8所述的电容器布置，其中， 电介质层包括下列材料中的至少一个:二氧化硅； 氮化硅；以及 高k电介质。
12.根据权利要求8所述的电容器布置，其中， 电极包括多晶硅。
13.根据权利要求8所述的电容器布置，其中， 电极具有各自的比20 μ m小的宽度。
14.一种电容器布置,其包括: 衬底； 多个井，其中井被布置为衬底中的列，其中相邻的井具有相反的掺杂类型； 电介质层，其中电介质层被部署在多个井之上； 多个电极，其中电极被布置为电介质层的至少被部署在多个井之上的区域上的行，其中相邻的电极具有相反的掺杂类型；以及 第一端子，其中第一端子被电耦合到多个井中的每个井；以及 第二端子，其中第二端子被电耦合到多个电极中的每个电极。
15.根据权利要求14所述的电容器布置，其中， 掺杂类型是η掺杂类型或者P掺杂类型。
16.根据权利要求14所述的电容器布置，其中， 列和行被布置为彼此正交。
17.根据权利要求14所述的电容器布置，其中， 电介质层包括下列材料中的至少一个: 二氧化硅； 氮化硅；以及 高k电介质。
18.根据权利要求14所述的电容器布置，其中， 电极包括多晶硅。
19.根据权利要求14所述的电容器布置，其中， 行具有比20 μ m小的宽度。
20.根据权利要求19所述的电容器布置，其中， 列具有比20 μ m小的宽度。
21.一种制造电容器布置的方法，其包括: 在衬底中形成多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域，其中第一掺杂区域用第一导电类型的掺杂剂掺杂而第二掺杂区域用相反于第一导电类型的第二导电类型的掺杂剂掺杂，并且其中多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域在衬底中被紧挨着彼此交替形成； 在多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域之上形成电介质层； 在电介质层之上形成电极；以及 电耦合第一端子到多个第一掺杂区域和多个第二掺杂区域的每个掺杂区域；以及 电耦合第二端子到电极。
【文档编号】H01L29/92GK103579179SQ201310345301
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】D.博纳特 申请人:英飞凌科技股份有限公司