[发明专利]在集成电路中实施电感器和图案接地屏蔽的电路和方法

说明书

描述了一种集成电路设备。所述集成电路设备包括衬底(202)；多个金属布线互连层(710、712、716)；电感器(108)，所述电感器形成于所述多个金属布线互连层中的至少一个金属层中；以及底部金属层(702)，所述底部金属层在所述多个金属布线互连层与所述衬底之间；其中，图案接地屏蔽(302)形成于所述底部金属层中。还公开了一种在集成电路设备中实施电感器的方法。

技术领域

本发明大体上涉及集成电路设备，且具体涉及在集成电路中实施电感器和图案接地屏蔽的电路和方法。

背景技术

电感器是许多电子设备的重要元件。电感器还可实施于集成电路中，诸如实施于集成电路的振荡器内。然而，随着集成电路的密度继续增大，噪声可能影响集成电路中的某些电路。电感器可为可受噪声影响的集成电路中的一个元件，且需要屏蔽以改善集成电路的质量因数或者Q因数。

大体上，与螺旋电感相关联的图案接地屏蔽(PGS)金属使得能够屏蔽和拾取衬底噪声以及增强螺旋电感的Q因数。理论上，如果PGS可对螺旋电感的H场透明且阻止螺旋电感的E场穿透至电损耗衬底中而不引入任何传导电流，那么可改善螺旋电感的Q因数。随着集成电路行业向7纳米(nm)晶体管通道长度尺寸和以下迈进，可能需要单向金属和金属掩膜着色，使PGS在集成电路设备中的实施复杂。

因此，需要在集成电路中实施电感器的电路和方法。

发明内容

描述了一种集成电路设备。该集成电路设备包括衬底；多个金属布线互连层；电感器，该电感器形成于多个金属布线互连层中的至少一个金属层中；以及底部金属层，该底部金属层在多个金属布线互连层与衬底之间。图案接地屏蔽形成于底部金属层中。

可选地，图案接地屏蔽可经过底部金属层与衬底之间的接触元件耦合至该衬底。

可选地，接触元件可包括形成于衬底上的扩散接触元件。

可选地，集成电路设备可进一步包括隔离壁，该隔离壁在图案接地屏蔽上方延伸且包围电感器。

可选地，图案接地屏蔽可形成于M0层或者M1层中。

可选地，隔离壁可包括电感器的电流返回路径。

可选地，多个金属布线互连层可包括单向金属层。

可选地，底部金属层可包括单向金属层。

可选地，电感器可形成于包括双向金属层的多个金属层中。

可选地，集成电路设备的晶体管可具有小于10纳米的栅极宽度，且底部金属层可具有金属迹线，这些金属迹线具有大约20纳米的迹线宽度。

另一集成电路设备包括衬底；多个金属布线互连层；电感器，该电感器形成于多个金属布线互连层中的至少一个金属层中；以及隔离壁，该隔离壁在图案接地屏蔽上方延伸且包围电感器；其中，该图案接地屏蔽形成于多个金属布线互连层的底部层中，且底部层是单向金属层且使用多个金属布线互连层中的在底部层上方的一层的迹线连接至隔离壁。

可选地，图案接地屏蔽可经过多个金属布线互连层的该层的迹线耦合至衬底。

可选地，隔离壁可延伸至衬底。

可选地，集成电路设备的晶体管可具有小于10纳米的栅极宽度，且底部金属层可具有金属迹线，这些金属迹线具有大约20纳米的迹线宽度。

可选地，电感器可形成于多个金属布线层中的上金属层中。

还描述了一种实施集成电路设备的方法。该方法包括：提供多个金属布线互连层；在该多个金属布线互连层中的至少一个金属层中形成电感器；以及在多个金属布线互连层与衬底之间的底部金属层中形成图案接地屏蔽。

可选地，方法可进一步包括将图案接地屏蔽经过底部金属层与衬底之间的接触元件耦合至该衬底。