DE3034445A1 - MOS CONDENSER - Google Patents
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PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ £>.4ί·0θ ESSEN T- AW RXiHRSTEIN 1 · TEL.: (Ο2Ο1) 412687 Seite . - - - T 110PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ £> .4ί · 0θ ESSEN T- AW RXiHRSTEIN 1 · TEL .: (Ο2Ο1) 412687 Page . - - - T 110
TRW INC.
10880 Wilshire Blvd., Los Angeles, Kalifornien 90024, V.St.A.TRW INC.
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MOS-KondensatorMOS capacitor
Bekannte MOS-Kondensatoren sind in typischer Ausführung mehrschichtige Bauelemente, die ein als eine Kondensatorplatte wirkendes dotiertes Halbleitersubstrat, eine dielektrische Schicht und eine als zweite Platte des Kondensators wirkende metallische Deckschicht aufweisen. Dabei gibt es in der '■ Regel einen elektrischen Anschluß an die metallische Deckplatte und einen zweiten Anschluß zum Bodenteil des Halbleitersubstrats .Known MOS capacitors are typically multilayered Components that have a doped semiconductor substrate acting as a capacitor plate, a dielectric Layer and have a metallic cover layer acting as a second plate of the capacitor. There are in the '■ Usually an electrical connection to the metallic cover plate and a second connection to the bottom part of the semiconductor substrate .
Für einige Anwendungen ist es erwünscht, beide Anschlüsse des MOS-Kondensators von der Oberseite des mehrschichtigen Bauelements aus zugänglich zu machen. Bei bekannten MOS-Kondensatoren mit solchen an der Oberseite angebrachten Kontakten ist ein ohmscher Kontakt durch ein geätztes Loch in der dielektrischen Schicht zu einem Rand der Bodensubstrat-Kondensatorplatte und durch elektrische Isolation gegenüber der metallisierten Kondensator-Deckplatte gebildet. Eine solche Struktur hat jedoch ein sehr niedriges Reaktanz/Widerstands-Verhältnis (im folgenden "Q-Faktor" genannt) bei hohen Frequenzen (1-4 Gigahertz). Bei solchen Frequenzen dominiert die ohmsche Komponente der Impedanz des Bauelements, da der ohmsche Kontakt zu dem die Bodenplatte bildenden Siliziumsubstrat einen begrenzten Strom-For some applications it is desirable to have both terminals of the MOS capacitor from the top of the multilayer To make component accessible from. In known MOS capacitors with those attached to the top Contacts is an ohmic contact through an etched hole in the dielectric layer to an edge of the bottom substrate capacitor plate and formed by electrical insulation from the metallized capacitor cover plate. However, such a structure has a very low reactance / resistance ratio (hereinafter "Q factor" called) at high frequencies (1-4 gigahertz). At such frequencies, the ohmic component of the impedance dominates of the component, since the ohmic contact to the silicon substrate forming the base plate has a limited current
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Durchgangsquerschnitt hat. Ein weiterer Beitrag zum ohmschen Widerstand des Bauelements ergibt sich aus der relativ langen mittleren Strompfadlänge im Bodensubstrat, bedingt durch Anordnung des Kontakts entlang einer der Kanten des Substrats.Has passage cross-section. Another contribution to the ohmic resistance of the component results from the relatively long mean current path length in the soil substrate, due to the arrangement of the contact along one of the edges of the substrate.
Die Gesamteigenschaften der beschriebenen bekannten Struktur sind bei hohen Frequenzen elektrisch äquivalent zu einem mit einem kleinen Kondensator in Reihe geschalteten Widerstand.. Dadurch wird die Zahl der Einsatzmöglichkeiten eines solchen Bauelements begrenzt, da der relativ hohe Widerstand zu einem unerwünscht niedrigen Q-Faktor des Kondensators führt, der typischerweise 30-40 bei einem 50 Picofarad-Bauelement liegt.The overall characteristics of the described known Structure are electrically equivalent to one with a small capacitor in series at high frequencies switched resistor .. This limits the number of possible uses for such a component. since the relatively high resistance leads to an undesirably low Q factor of the capacitor, which is typically 30-40 for a 50 picofarad device.
•Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den ohmschen Widerstand, insbesondere den Kontaktwiderstand von MOS-Kondensatoren dadurch zu verringern, daß der Strom-Durchgangsquerschnitt der ohmschen Kontakte zu der Halbleitersubstratplatte des Kondensators erhöht und die mittlere Stromweglänge in der Halbleiterplatte zu den Kontakten verringert wird, um dadurch einen hohen Q-Faktor insbesondere bei hohen Frequenzen zu erreichen.• The invention is based on the object of the ohmic resistance, in particular the contact resistance of MOS capacitors to reduce thereby that the current passage cross-section of the ohmic contacts to the semiconductor substrate plate of the capacitor increases and the mean current path length in the semiconductor plate to the Contacts is reduced in order to achieve a high Q factor, especially at high frequencies.
Zu diesem Zweck werden Kontakte zur bodenseitigen Substratplatte durch eine Vielzahl von Öffnungen im Dielektrikum.gebildet. Eine Vielzahl von Bodensubstratkontakten sind in ineinandergreifender Anordnung mit einer Vielzahl von die Deckplatte bildenden leitenden Kontakten vorgesehen. Aufgrund dieser ineinandergreifenden Kontaktgeometrie wird der Strom-Durchgangsquerschnitt der ohmschen Kontakte zur Halbleitersubstratplatte des Kondensators vergrößert, und durch die ineinandergreifende Anordnung der in das·Dielektrikum eingreifenden elektrischen Kontakte mit den die deckseitige Kondensatorplatte bildenden elektrischen Kontakten wird die mittlere Stromweglänge inFor this purpose, contacts to the substrate plate on the bottom side are made through a large number of openings in the Dielectric.formed. A variety of soil substrate contacts are in interdigitated configuration with a plurality of conductive ones forming the cover plate Contacts provided. Due to this intermeshing contact geometry, the current passage cross-section of the ohmic contacts to the semiconductor substrate plate of the Capacitor enlarged, and due to the interlocking Arrangement of the electrical intervening in the dielectric Contacts with the electrical contacts forming the cover-side capacitor plate becomes the mean current path length in
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der Halbleiterplatte zu den Anschlußkontakten beträchtlich verringert.the semiconductor plate to the terminal contacts is considerably reduced.
Aus der US-PS 3 906 539 (Sauermann u.a.) ist eine ineinandergreifende Kontaktgeometrie für ein Dioden-Kapazitäts-Bauelement an sich bekannt, wobei die zahnförmige Ausbildung und Anordnung einer Feldelektrode dort jedoch zur Verringerung einer einem pn-übergang benachbarten Inversionsschicht dient.U.S. Patent 3,906,539 (Sauermann et al.) Discloses an interlocking Contact geometry for a diode capacitance component known per se, the tooth-shaped design and arrangement of a field electrode there, however, to reduce one adjacent to a pn junction Inversion layer is used.
Gemäß US-PS 3 675 095 (Lehmann) ist ein Dickschichtkondensator mit einer ineinandergreifenden Elektrodengeometrie zu dem Zweck vorgesehen, eine hohe Toleranz des Werts des Kondensators zu gewährleisten.According to US Pat. No. 3,675,095 (Lehmann), there is a thick film capacitor with an interdigitated electrode geometry provided for the purpose of ensuring a high tolerance of the value of the capacitor.
Es ist jedoch nach dem Stande der Technik neu und überraschend, daß eine ineinandergreifende Kontaktgeometrie in der integrierten Schaltungstechnik zum Zwecke der Verringerung der Serienwiderstände und damit zur Erhöhung des Q-Faktors eines MOS-Kondensators verwendet werden kann, wobei die ohmsche Kontaktzone zur Halbleiterplatte des Kondensators vergrößert und die mittlere Stromweglänge in dieser'Platte zum elektrischen Anschluß verringert wird.However, it is new and surprising in the art that interlocking contact geometry in integrated circuit technology for the purpose of reducing the series resistance and thus increasing the Q factor of a MOS capacitor can be used, the ohmic contact zone to the semiconductor plate of the Capacitor is increased and the mean current path length in this' plate for electrical connection is reduced.
Durch die Erfindung wird ein MOS-Kondensator zur Verfügung gestellt, der durch ineinandergreifende bzw. verschachtelte elektrische Kontaktgeometrie einen niedrigen "Wirk-1' Widerstand hat. Das Bauelement wird.auf einem dotierten Halbleitersubstrat, das in typischer Ausführung aus Silizium besteht, hergestellt. Das Substrat dient als untere Platte des Kondensators. Eine dielektrische Schicht, die in bevorzugter Ausführungsform aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid besteht, wird danach auf der Oberseite des Substrats aufgebracht. Als nächstes werden mehrere parallele elektrische Kontakte in gegenseitigem Abstand auf dem Substrat dadurch hergestellt, daß parallele länglicheThe invention provides a MOS capacitor is provided, the electric by interlocking or nested contact geometry low "active 1 'resistance has. The component wird.auf a doped semiconductor substrate formed in typical embodiments from silicon. The The substrate serves as the lower plate of the capacitor. A dielectric layer, which in a preferred embodiment consists of silicon oxide or silicon nitride, is then applied to the top of the substrate
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Streifen des Dielektrikums durch bekannte Fotoätzmethoden entfernt und danach ohmsche Kontakte, in der Regel, aus Platinsilicid in den so gebildeten Spalten und in elektrischem Kontakt mit dem Substrat niedergeschlagen werden. Das zurückbleibende Dielektrikum hat sodann eine ineinandergreifende bzw. verschachtelte Geometrie mit den ohmschen Kontakten. Die ohmschen Kontakte werden danach an ihren Oberseiten metallisiert und wenigstens entlang einer Kante bzw. eines Randes des Kondensators elektrisch angeschlossen bzw. verbunden. Die metallüberzogenen Kontakte werden entweder an der Deckseite oder der Bodenseite des Bauelements mit einer externen Schaltung verbunden.Strips of the dielectric are removed by known photo-etching methods and then ohmic contacts, as a rule, are removed Platinum silicide are deposited in the crevices thus formed and in electrical contact with the substrate. The remaining dielectric then has an interlocking or nested geometry with the ohmic Contacts. The ohmic contacts are then metallized on their upper sides and at least along them an edge or an edge of the capacitor is electrically connected or connected. The metal-plated contacts are either on the top or the bottom of the component is connected to an external circuit.
In ineinandergreifender Anordnung zwischen den ohmschen Bodenplattenkontakten und zu diesen mit Abstand sind leitende Streifen auf der Deckseite des stehenbleibenden Teils der dielektrischen Schicht niedergeschlagen. Diese leitenden Streifen sind elektrisch zusammengeschlossen und bilden die zweite oder deckseitige Platte des Kondensators.In an interlocking arrangement between the ohmic base plate contacts and at a distance from them are conductive ones Strips are deposited on the top of the remaining portion of the dielectric layer. This senior Strips are electrically connected together and form the second or top plate of the capacitor.
Im.Betrieb wird elektrische Ladung an den leitenden Streifen der Deckplatte des Kondensators und an dem die Bodenplatte bildenden Halbleitersubstrat gespeichert, wodurch ein elektrisches Feld in dem stehengebliebenen Teil der dielektrischen Schicht gebildet wird. Die ohmschen Mehrfachkontaktstreifen sind mit dem Substrat verbunden, um dadurch einen verringerten Widerstand für den Stromfluß,zu schaffen, daß eine größere Kontaktzone als bei Kontakten herkömmlicher Bauelemente gleicher Gattung zur Verfügung gestellt wird. Der.Widerstand wird außerdem dadurch verringert, daß die effektive mittlere Stromweglänge im Bodensubstrat des Kondensators für die ohmschen Mehrfachkontakte minimiert wird. Ein solcher verringerter Widerstand ergibt hohe Q-Werte für den Kondensator bei hohen Frequenzen und läßt einen Q-Faktor von 100-300 bei 1-4 Gigahertz für einen 5 0 Picofarad-Kondensator in typischer Ausführung zu.In operation, electrical charge is stored on the conductive strips of the top plate of the capacitor and on the semiconductor substrate forming the bottom plate, as a result of which an electrical field is formed in the remaining part of the dielectric layer. The ohmic multiple contact strips are connected to the substrate in order to create a reduced resistance for the flow of current, in that a larger contact zone is made available than with contacts of conventional components of the same type. Der.Widerstand is also reduced in that the effective mean current path length in the bottom substrate of the capacitor for the ohmic multiple contacts is minimized. Such reduced resistance gives high Q values for the capacitor at high frequencies and allows a Q factor of 100-300 at 1-4 gigahertz for a typical 50 picofarad capacitor.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen MOS-Kondensators mit einer (kammförmig) ineinandergreifenden Kontaktgeometrie zur Verringerung des (ohm- ■ sehen) Widerstands;Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the MOS capacitor according to the invention a (comb-shaped) interlocking contact geometry to reduce the (ohm- ■ see) resistance;
Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht des MOS-Kondensators entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1;Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the MOS capacitor taken along section line 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine genauere Schnittansicht entlang derFig. 3 is a more detailed sectional view along the
Schnittlinie 3-3 der Fig. 1 durch einen Ab- t schnitt des Substrats, in welchem eine leiSection line 3-3 of FIG. 1 by a waste t cut of the substrate, in which a lei
tende Nut ausgebildet ist;tend groove is formed;
Fig. 4 eine genauere Darstellung eines Teils des Kondensators von oben; und4 shows a more detailed illustration of part of the capacitor from above; and
Fig. 5 eine perspektivische Schnittansicht durch einen bekannten MOS-Kondensator mit einem deckseitigen Kontakt.Fig. 5 is a perspective sectional view through a known MOS capacitor with a contact on the deck side.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des neuen MOS-Kondensators, in der die fingerförmig ineinandergreifende Geometrie der elektrischen Kontakte zu sehen ist. Ein dotiertes Halbleitersubstrat 100, das in typischer Ausführung aus Silizium besteht, dient als erste oder bodenseitige Platte des MOS-Kondensators. Die Deckplatte 102 des- Kondensators weist eine Mehrzahl paralleler, dünner, metallischere (oder leitender) Finger 103 auf, die in gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Die deckseitigen metallischen Finger 103 erstrecken sich seitlich über das Kondensatorsubstrat 100 von beiden Seiten eines Zentralbereichs 105 aus, der allen deckseitigen Fingern 103 gemeinsam ist. Eine Anschlußlasche 106, die über dem Zentralbereich 105 angeordnet ist, dient dem geeigneten elektrischen Anschluß der Deckplatte 102 an externe Schaltungen.Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of the new MOS capacitor in which the interdigitated finger-shaped Geometry of the electrical contacts can be seen. A doped semiconductor substrate 100, which in typical Made of silicon, it serves as the first or bottom plate of the MOS capacitor. The cover plate 102 of the capacitor has a plurality of parallel, thin, more metallic (or conductive) fingers 103, which are in mutual Are arranged spaced. The cover-side metallic fingers 103 extend laterally over the capacitor substrate 100 from both sides of a central region 105 which is common to all fingers 103 on the cover. A connector lug 106, which is arranged above the central area 105, is used for the appropriate electrical connection of the cover plate 102 to external circuits.
Die elektrischen Kontakte zu dem die bodenplatte bildendenThe electrical contacts to the one forming the base plate
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Halbleitersubstrat 100 weisen mehrere parallele metallische (oder leitende) Streifen 107 auf, die sich von einander gegenüberliegenden Kanten bzw. Rändern des Substrats 100 erstrecken und zwischen die parallelen Finger 103 der Deckplatte 102 kammartig und zu diesen in Abstand (Fig. 2) eingreifen. Zu beachten ist, daß die Deckplattenfinger 103 und die Bodenplatten-Kontaktstreifen 107 durch einen trennenden Spalt elektrisch isoliert sind. Alle Bodenplatten-Kontaktstreifen 107 auf jeder Seite des Zentralbereichs sind entlang des zugehörigen Randes des Substrats 100 durch eine leitende Verbindungsschiene 108 miteinander verbunden.Semiconductor substrate 100 have a plurality of parallel metallic (or conductive) strips 107, which extend from opposite edges of the substrate 100 extend and between the parallel fingers 103 of the cover plate 102 in a comb-like manner and at a distance from them (Fig. 2) intervene. It should be noted that the top plate fingers 103 and the bottom plate contact strips 107 by a separating gap are electrically isolated. All floor slab contact strips 107 on each side of the central region extend along the associated edge of the substrate 100 a conductive connecting bar 108 connected together.
Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Jeder der Bodenplatten-Kontakte 107 überdeckt einen entsprechenden ohmschen Kontakt 109, der in typischer Ausführung, aus Platinsilicid besteht. (In Fig. 1 sind die ohmschen Kontakte als streifenförmige Rechtecke innerhalb der Grenzen der Bodenplatten-Kontaktstreifen 107 gezeigt.) In alternativer Ausbildung können jedoch auch andere Materialien, z.B. Aluminium an der Stelle der besonderen ohmschen Kontakte .109 und als darüberliegende metallische Kontaktstreifen verwendet werden, da derartige andere Materialien zu Anschlußzwecken geeignet sind und geeignete ohmsche Kontakte für ein Halbleitersubstrat bilden.Reference is made to FIG. 2 below. Everyone who Base plate contacts 107 covers a corresponding ohmic contact 109, which is typically made of platinum silicide consists. (In Fig. 1, the ohmic contacts are as strip-shaped rectangles within the limits of the Floor panel contact strips 107. Alternatively, other materials, e.g. Aluminum in the place of the special ohmic contacts .109 and as overlying metallic contact strips can be used as such other materials are suitable for connection purposes and suitable ohmic contacts form for a semiconductor substrate.
Zu beachten ist, daß die ohmschen Kontakte 109 ebenfalls kammförmig mit den Deckplattenfingern 103 ineinandergreifen. It should be noted that the ohmic contacts 109 also mesh with the cover plate fingers 103 in a comb shape.
Jedem der ohmschen Kontakte 109 ist eine langgestreckte Öffnung durch das Dielektrikum 110 zugeordnet, wobei die Öffnungen einen direkten mechanischen und dielektrischen Kontakt zwischen den ohmschen Kontakten 109 und dem die Bodenplatte bildenden Halbleitersubstrat 100 ermöglichen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist jeder der Deckplattenfinger 103 von dem Bodenplatten-Halbleitersubstrat 100 durch eineEach of the ohmic contacts 109 is assigned an elongated opening through the dielectric 110, the Openings provide direct mechanical and dielectric contact between the ohmic contacts 109 and the die Allow semiconductor substrate 100 forming the bottom plate. As shown in Figure 2, each of the cover plate is fingers 103 from the bottom plate semiconductor substrate 100 by a
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zugehörige dielektrische Schicht 110 isoliert, die in typischer Ausbildung aus Siliziumoxid·oder Siliziumnitrid besteht. Zu beachten ist, daß auch das unter den Deckplattenfingern 103 angeordnete dielektrische Material 110 mit den Bodenplatten-Kontaktstreifen 107 und den ohmschen Kontakten 109 kammförmig ineinandergreifend angeordnet ist. Fig. 4 zeigt eine genauere Ansicht des beschriebenen Bauelements mit dem schrägen Rand der Bodenplatten-Kontaktstreifen 107, wo die Kontaktstreifen der Form der darunterliegenden ohmschen Kontakte 109 angepaßt sind.associated dielectric layer 110, which is typically made of silicon oxide or silicon nitride consists. It should be noted that the dielectric material arranged under the cover plate fingers 103 is also used 110 with the base plate contact strips 107 and the Ohmic contacts 109 intermeshing in a comb shape is arranged. Fig. 4 shows a more detailed view of the component described with the inclined edge of the Base plate contact strips 107, where the contact strips are adapted to the shape of the ohmic contacts 109 below are.
Im folgenden wird wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Die beiden Verbindungsschienen 108 sind zum Anschluß externer Schaltungen an der Oberseite der Kondensatorstruktur durch direkte Anbringung von Leitungen an deren freiliegender Oberfläche zugänglich. Bei einer solchen Konfiguration sind die beiden Verbindungsschienen 108 in der Regel elektrisch zusammengeschlossen. In alternativer Anordnung und unter Bezugnahme auf Fig. 3 sind die Verbindungsschienen 108 über einen leitenden Kontakt 113 zugänglich, der eine Verbindung mit einer externen Schaltung von der Bodenseite des Kondensatorsubstrats 100 mit Hilfe zugeordneter durchplattierter Nuten 112 im Substrat 100 ermöglicht, wobei jede der durchplattierten Nuten 112 mit einer nahegelegenen Verbindungsschiene 108 elektrisch verbunden ist. Eine durch— plattierte Nut 112 wird durch Einätzen. einer V-förmigen Nut am Rande des Substrats 100.gebildet, wobei die Nut nur wenige um von der Bodenfläche des Substrats endet, worauf ein ohmscher Kontakt 114 innerhalb der Nut gebildet wird. Eine metallische Überzugsschicht 116 wird danach über dem .ohmschen Kontakt 114 gebildet, die dann in der gewünschten Weise mit der nahegelegenen Verbindungsschiene 108 elektrisch verbunden wird. Die stehenbleibenden wenigen yum des Halbleitersubstrats 100 unterhalb des Nutscheitels, die denReference is again made to FIG. 1 below. The two connecting rails 108 are for connecting external ones Circuits on top of the capacitor structure by attaching leads directly to its exposed Surface accessible. With such a configuration the two connecting rails 108 are usually electrically connected together. In an alternative arrangement and referring to FIG. 3, the connecting bars 108 are accessible via a conductive contact 113, which is a Connection to an external circuit from the bottom side of the capacitor substrate 100 by means of associated through-plated Allows grooves 112 in the substrate 100, each of the plated-through grooves 112 with a nearby Connecting bar 108 is electrically connected. A through-plated groove 112 is formed by etching. a V-shaped Groove on the edge of the substrate 100th formed, the groove only ends a few µm from the bottom surface of the substrate whereupon an ohmic contact 114 is formed within the groove. A metallic coating layer 116 is then formed over the ohmic contact 114, which is then in the desired Way is electrically connected to the nearby connecting rail 108. The remaining few yum of the semiconductor substrate 100 below the top of the groove, which the
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ohmschen Kontakt 114 von dem leitenden Kontakt 113 trennen, bilden einen im Vergleich zum Widerstand der gesamten Substratdicke vernachlässigbaren Widerstand für den elektrischen Stromfluß. Der leitende Kontakt 113 kann an der Bodenseite des Substrats durch herkömmliche Mittel gebildet werden.Separate ohmic contact 114 from the conductive contact 113, form a compared to the resistance of the total substrate thickness negligible resistance for the flow of electrical current. The leading contact 113 can be formed on the bottom side of the substrate by conventional means.
Im Betrieb ist der MOS-Kondensator mit kammförmig ineinandergreifenden Deckkontakten über die als Kondensatoranschluß dienende Anschlußfahne 106 und entweder die Verbindungsschiene 108 oder den bodenseitigen leitenden Kontakt 113 als zweiten Kondensatoranschluß mit einer externen Schaltung verbunden. Wenn eine elektrische Stromquelle an diese Anschlüsse angelegt wird, so kann Ladung an den Deckplattenfingern 103 und dem von diesen durch die dielektrische Schicht 110 getrennten, die Bodenplatte bildenden Halbleitersubstrat 100 gespeichert werden. Die beschriebene Geometrie führt zu einer Verringerung des gesamten Kontaktwiderstands zum Bodenplatten-Substrat 100 aufgrund der Verwendung einer Vielzahl von ohmschen Kontakten 109, die mit dem Substrat in paralleler Anordnung verbunden sind, wodurch die zur Bodenplatte bestehende elektrische Kontaktzone im Vergleich zu herkömmlichen Kondensatorausführungen beträchtlich vergrößert wird. Außerdem ist die Widerstandskomponente zur Kondensatorimpedanz auch dadurch verringert, daß die mittlere Stromweglänge im Bodenplatten-Halbleitersubstrat 100 zu den ohmschen Mehrfachkontakten 109 verringert ist.In operation, the MOS capacitor with comb-shaped interlocking cover contacts is used as a capacitor connection serving terminal lug 106 and either the connecting bar 108 or the bottom-side conductive Contact 113 connected as a second capacitor connection to an external circuit. When an electrical power source is applied to these terminals, charge can flow to and from the cover plate fingers 103 The semiconductor substrate 100 separated from the dielectric layer 110 and forming the bottom plate can be stored. The geometry described leads to a reduction in the total contact resistance to the base plate substrate 100 due to the use of a plurality of ohmic contacts 109 which are arranged in parallel with the substrate are connected, whereby the existing electrical contact zone to the base plate compared to conventional Capacitor designs is considerably enlarged. Also, the resistance component is related to capacitor impedance also reduced by the fact that the mean current path length in the bottom plate semiconductor substrate 100 to the Ohmic multiple contacts 109 is reduced.
Bei bekannten MOS-Kondensatoren mit deckseitigem Kontakt, von denen einer in Fig. 5 gezeigt ist, wird der ohmsche Kontakt 121 zum Bodenplattensubstrat 122 durch ein längliches Loch hergestellt, das durch das Dielektrikum 123 geht, wobei der ohmsche Kontakt 121 mit der Bodenplatte 122 entlang eines Randes derselben hergestellt ist. DieIn the case of known MOS capacitors with contact on the top, one of which is shown in Fig. 5, the ohmic contact 121 to the bottom plate substrate 122 is made by an elongated one Hole made that goes through the dielectric 123, the ohmic contact 121 with the bottom plate 122 is made along one edge thereof. the
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deckseitige Kondensatorplatte 124 überspannt das restliche Dielektrikum 123 und ist von dem ohmschen Kontakt 121 zur Bodenplatte elektrisch isoliert. Bei'einem solchen Bauelement ist die mittlere Stromweglänge'in der Bodenplatte 122 effektiv gleich der Hälfte der horizontalen Breite des Bauelements.Cap-side capacitor plate 124 spans the remaining dielectric 123 and is from the ohmic contact 121 to Electrically insulated base plate. In the case of such a component, the mean current path length is in the base plate 122 effectively equal to half the horizontal width of the component.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist dagegen die maximale Stromweglänge in dem Bodenplattensubstrat 100 (Fig. 2) gleich der Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten ohmschen Kontakten 109, wodurch die (Wirk-) Widerstandskomponente der Bauelementimpedanz, hervorgerufen durch den Widerstand des Substrats 100, verringert wird.In the training according to the invention, however, is the maximum Current path length in the bottom plate substrate 100 (FIG. 2) is equal to half the distance between adjacent resistive ones Contacts 109, whereby the (active) resistance component of the component impedance caused by the Resistance of the substrate 100 is reduced.
Die Verringerung des Wirkwiderstandes aufgrund der kammförmig ineinandergreifenden Kontaktgeometrie ergibt einen hohen Q-Faktor bei hohen Frequenzen, in typischer Ausführung einen Faktor von mehr als 100 bei 50 pF-Bauelementen, die bei 1-4 GHz betrieben werden.The reduction in the effective resistance due to the comb-shaped interlocking contact geometry results in a high Q-factor at high frequencies, in typical execution a factor of more than 100 for 50 pF components, which operate at 1-4 GHz.
Die Kapazität des Bauelements kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung durch Änderung der Anzahl der kammförmig ineinandergreifenden Bodenplattenkontakte 107 und der zugehörigen ohmschen Kontakte 109 sowie der Deckplattenfinger 103 geändert werden. In alternativer Ausführung kann die Dicke der dielektrischen Schicht geändert werden, um die Kapazität des Bauelements zu ändern. Die direkte Kapazität zwischen den ineinandergreifenden Bodenplattenkpntakten 107 oder den ohmschen Kontakten 109 und den Deckplattenfingern 103 ist sehr gering und liegt in typischer Ausführung bei etwa 1 % der Gesamtkapazität.des Bauelements»In the embodiment according to the invention, the capacitance of the component can be changed by changing the number of base plate contacts 107 interlocking in a comb shape and the associated ohmic contacts 109 and cover plate fingers 103. In an alternative embodiment, the thickness of the dielectric layer can be changed in order to change the capacitance of the component. The direct capacitance between the interlocking base plate contacts 107 or the ohmic contacts 109 and the cover plate fingers 103 is very low and is typically around 1 % of the total capacitance.
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