[发明专利]电子电路及制造方法

说明书

描述了一种电子电路，该电子电路包括：第一电源轨；第二电源轨；以及场效应晶体管FET，该FET包括：第一端子，其直接或间接耦合到第一电源轨；第二端子，其直接或间接耦合到第二电源轨；半导体材料的沟道，其连接第一端子与第二端子；栅极端子，能够向其施加电压以控制沟道的导电性，该沟道提供从第一端子到第二端子的导电路径；以及栅极电介质，其被布置成使栅极端子与沟道绝缘。该电路还包括介电材料层或其他介电材料体，栅极电介质是该介电材料层或其他介电材料体的第一部分。第一电源轨包括布置在介电材料层或其他介电材料体的第二部分的第一侧上的第一轨部分，并且第二电源轨包括布置在介电材料层或其他介电材料体的第二部分的第二侧上的第二轨部分，第二侧与第一侧相对。介电材料层或其他介电材料体的第二部分将第一和第二轨部分隔开，并且第一和第二轨部分为电路提供电容。

技术领域

本发明涉及包括第一和第二电源轨以及至少一个场效应晶体管的电子电路。某些实施例涉及被布置成根据所接收的无线信号跨第一和第二电源轨产生DC电压的电路。

背景技术

在许多电子电路中，例如可能经由天线从RF信号接收其功率和数据的RFID集成电路，在向电路提供稳定、低噪声的电源方面存在挑战。可通过在电源轨之间(例如跨Vdd和地)使用大板载电容器来实现电源供给。但是，这种大电容器会占用集成电路的很大面积，从而限制了其最终的小型化。替代地，可以将电源轨之间的大电容器作为分立的(芯片外)组件来提供，但是这种方法增加了电路组装的复杂性、规模和成本。

从US 5202751可知，通过将两个电源轨的导体布置在两个彼此层压的平行层中，并且在这两个层之间放置介电物质，可以为常规的基于硅的半导体集成电路提供电容。然而，这种布置使电路及其制造方法复杂化。

本发明的某些方面的目的是至少部分地解决与现有技术有关的一个或多个问题。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所限定的电子电路。

有利地，介电材料层或其他介电材料体具有双重目的，因为其第一部分为FET提供栅极电介质，其第二部分与第一轨部分和第二轨部分一起形成电容。因此，作为由集成在电子电路中的单独电容器提供的电容的补充或备选，由布置成彼此重叠到所需程度(换言之，提供所需的重叠区域)的第一和第二电源轨的一部分来提供电容(例如，用于电源平滑的目的)，这两个电源轨被已经存在于电路中的相同介电材料隔开以提供FET栅极电介质。该栅极介电材料可以是高k材料，和/或介电材料层可以很薄，因此，实质上是通过其间具有高k和/或薄介电材料的电源轨的重叠部分为电路提供电容。

有利地，体现本发明的电子电路的制造比用于构造现有技术电路的方法更简单，因为可以同时形成栅极电介质和用于“电源轨电容”(由第一和第二电源轨的重叠部分形成)的电介质，即，通过单个处理步骤形成(例如通过沉积或其他合适的技术)。此外，第一和第二FET端子以及第一轨部分可以彼此同时形成(即，通过单个处理步骤)，并且栅极端子和第二轨部分可以通过另一单个处理步骤彼此同时形成。

在某些实施例中，所述介电材料层或其他介电材料体(4)是一个层。

在某些实施例中，所述层的厚度在1nm至500nm的范围内，例如5nm至50nm。在受任何其他约束的情况下，使层尽可能薄是有利的，从而导致提供更大的电容。

在某些实施例中，所述介电材料具有大于3.9，例如大于4、5、6或77、12或19的介电常数。例如，介电材料可以是K约为8的Al₂O₃，K约为13的Y₂O₃(可用于多晶硅TFT)，K约为20的氧化钽Ta₂O₅(可用于有机TFT)或例如以下站点中标识的多种其他高K材料之一：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00045。

在某些实施例中，所述FET是薄膜晶体管。