[发明专利]具有增大的调谐范围的CMOS变容二极管

说明书

描述了一种变容二极管，其可以在CMOS中构建并且具有高调谐范围。在一些实施例中，所述变容二极管包括：阱；多个栅极，所述多个栅极形成在所述阱之上并且具有至所述阱的电容性连接，所述栅极包括所述栅极的第一子组以及所述栅极的第二子组，所述栅极的第一子组是相邻且连续的并且耦合到激励振荡信号的正极，并且所述栅极的第二子组是相邻且连续的并且耦合到所述激励振荡信号的负极；以及多个源极/漏极端子，其形成在所述阱之上并且具有至所述阱的电阻性连接，每个源极/漏极端子耦合到相应栅极以接收用于控制所述变容二极管的电容的控制电压。

技术领域

本说明书涉及集成电路CMOS结构中的可变电容器的领域。

背景技术

变容二极管(varactor)提供了可变电容，该可变电容可以利用施加在变容二极管的端子上的控制电压来控制。变容二极管在射频电路中特别地有利地用于调谐电路以便以特定频率进行振荡，但变容二极管也用于许多其它应用中。电容器一般地并且变容二极管特别地以使用两个导电盘或表面以及其间的绝缘体为原则进行操作。

变容二极管通常响应于端子中的一个端子(控制端子)上的电压电平而改变另一个端子(信号端子)上的电容。在CMOS(互补金属氧化物半导体)技术中，变容二极管通常用N型阱中的NMOS(n型CMOS)来构建。MOS器件的本征MOS栅极电容被用作变化的电容，栅极端子为信号端子并且N阱电势用于改变电容。源极和漏极端子电阻性地连接到N阱并且用作控制端子。

CMOS变容二极管具有寄生电容的若干源。例如，存在从栅极到凸起的源极/漏极结构和从栅极到源极/漏极接触元件的边缘电容。这些边缘电容形成了不会由控制电压改变的固定电容并且在每个控制电压电平下使变容二极管电容增大一固定量。这些寄生电容增加了信号端子上所观察到的电容并且限制了如以Cmax/Cmin比(最大电容与最小电容比)度量的变容二极管器件的调谐范围。随着在更加先进的CMOS工艺中器件栅极长度的缩放，固定电容对总的变容二极管电容的相对贡献增大，从而降低了变容二极管的Cmax/Cmin。

随着集成电路的特征的进一步缩放，沟道长度被减小。较小沟道的变容二极管由于变容二极管的电容中的相对更大的固定C边缘部件而具有较小的Cmax/Cmin比。

附图说明

通过示例的方式而不是限制的方式例示了本发明的实施例，在附图的图中，类似的附图标记指代相似的元件。

图1是FinFET结构中的变容二极管的等距局部顶视图。

图2是显示边缘电容的变容二极管的侧截面图。

图3是根据实施例的多栅极变容二极管的侧截面图。

图4是根据实施例的替代的多栅极变容二极管的侧截面图。

图5是根据实施例的另一个替代的多栅极变容二极管的侧截面图。

图6是根据实施例的另一个替代的多栅极变容二极管的侧截面图。

图7是根据实施例的并入多栅极变容二极管的计算设备的框图。

具体实施方式

在实施例中，可以通过缩小变容二极管的凸起源极/漏极结构(例如，通过去除变容二极管的源极区和漏极区中的外延层)来减小变容二极管的边缘电容。通过缩小边缘电容部件，减小了变容二极管的最小电容。可以通过选择性地省略源极/漏极接触部并且通过使用奇偶模激励方案(even and odd mode excitation scheme)的特定组合来得到进一步的减小。