專利名稱：電容元件以及電容元件的微調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路器件中的電容元件以及集成電路器件中電容元件的微調(diào)方法，此處集成電路器件特別是指單片微波集成電路(MMIC)器件。
在開發(fā)MMIC器件時(shí)，通常的情況是第一批樣品不符合所需的技術(shù)條件，因此需要對器件(芯片)加以調(diào)節(jié)以改進(jìn)性能。特別關(guān)注的是電容器的微調(diào)，因?yàn)檫@些元件對性能有重大影響。
微調(diào)芯片上的電容器的傳統(tǒng)方法是分別通過焊接連接或去除空氣橋路連接而把小電容器連接到大電容器上或從大電容器上去掉小電容器。這種技術(shù)要求芯片上有足夠的空間能安全進(jìn)行這種焊接或去除，而不致?lián)p壞電路正確工作所必需的周圍元件。但這與當(dāng)前盡量減小電路元件所占用的空間以整體增強(qiáng)電路性能(例如，提高工作頻率)的要求是相違背的。為了說明，

圖1示出MMIC的一部分，它包括在共用底板上的通過13連接起來的三個(gè)微調(diào)電容元件10、11、12。這些元件利用空氣橋路、焊盤和跡線連接到周圍電路(未示出)。就電容元件10而言，它通過空氣橋路17連接到焊盤18，必要時(shí)設(shè)置連接到其它電路(未示出)的另一個(gè)焊盤19，以便可以在焊盤18和19之間連接焊線，將微調(diào)電容器10引入電路。電容器11通過空氣橋路15連接到焊盤14，而較大的電容器12通過又一空氣橋路16連接到同一焊盤14。
如圖所示，在各元件之間留有足夠的空間，使測試人員能切割任何空氣橋路15和16，以便將關(guān)聯(lián)的微調(diào)電容器取出電路，或進(jìn)行焊接連接20以便將電容器10引入電路，而不損壞周圍的電路元件。
圖2示出同樣的結(jié)構(gòu)，但這次在各元件之間的間隔顯著減小，目的是節(jié)省芯片上的空間和提高電路性能。圖3的結(jié)構(gòu)與圖2相同，但這次示出已連接的焊線20和已切割的空氣橋路15，以便提供所討論的具體應(yīng)用所需的微調(diào)特性。圖中清晰可見，由于分別對焊盤18、19和空氣橋路15進(jìn)行的焊接/切割動作的緣故，已對空氣橋路16、焊盤14和電容器元件11分別造成了相當(dāng)?shù)膿p壞22、23、24。這都是由于芯片上所允許空間的減小而造成的。
按照本發(fā)明的第一、第二和第三方面，提出了如權(quán)利要求1所述的微調(diào)電容元件，如權(quán)利要求2規(guī)定的電容元件，以及如權(quán)利要求4提出的微波集成電路器件中電容元件的微調(diào)方法。
現(xiàn)通過非限制性的實(shí)例結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1是包括典型的已知微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)的部分芯片的平面圖；圖2是與圖1相同的結(jié)構(gòu)，但元件間的間隔減小了；圖3是與圖2相同的結(jié)構(gòu)，但有一個(gè)電容器被引入電路而另一個(gè)從電路中取出；圖4和6是部分芯片的平面圖，示出按照本發(fā)明的微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)；以及圖5和7是按照本發(fā)明帶有微調(diào)裝置的電容元件的電路圖。
現(xiàn)分別參閱圖4和6，圖中示出與圖2和圖3所示相類似的微調(diào)電容元件，具有同樣減小的元件間隔，但這次各微調(diào)電容器不是分別用焊接和切割操作被引入電路或從電路中去除，而是采用激光短路過程。分別參閱圖5和7就可看得更清楚，圖中示出主電容器C0，它與4個(gè)串聯(lián)的微調(diào)電容器CT1、CT2、CT3、CT4并聯(lián)。微調(diào)電容器可以每個(gè)都采用MIM(金屬-絕緣體-金屬)形式，并可具有相等或不等的電容值。當(dāng)4個(gè)電容器都在電路中時(shí)，所述結(jié)構(gòu)的總電容最小，因?yàn)槿?個(gè)電容器是串聯(lián)的。現(xiàn)假定總電容需從最低值增高，就需要對4個(gè)微調(diào)電容器之一(例如，CT1如圖所示)進(jìn)行激光脈沖操作，由此，通過對構(gòu)成電容器的一個(gè)金屬化層施加一個(gè)或多個(gè)激光脈沖，使金屬熔融，并借助激光脈沖的固有能量而穿透分隔兩個(gè)金屬化層的介質(zhì)層，這樣變形的熔融金屬就與另一金屬化層相接觸，從而形成短路。如上所述，可能需要不止一個(gè)激光脈沖以確?？煽康亩搪?。附加的激光沖擊根據(jù)需要可加在第一次主要沖擊的邊緣。
如果去除微調(diào)電容器CT1還不能符合要求，可以用類似的方式將一個(gè)或多個(gè)電容器(例如CT3)短路，從而進(jìn)一步增加總電容值。顯然，當(dāng)所有微調(diào)電容器都被短路時(shí)，總電容即達(dá)最大值，因而不能再進(jìn)行微調(diào)。
圖4和6的電路圖分別對應(yīng)于圖5和7的電路拓?fù)?。在圖4中4個(gè)微調(diào)電容元件用適當(dāng)?shù)倪B接方式互相串聯(lián)，這個(gè)總的串聯(lián)結(jié)構(gòu)再與主電容元件連接。在圖6中4個(gè)微調(diào)電容器以兩個(gè)串聯(lián)對的形式與主電容器并聯(lián)。這些圖示出4個(gè)電容器之一30在位置32處用所述激光脈沖方法短路?；蛘?，元件31由于其尺寸較大可以在兩個(gè)不同的地方被短路。
所以，可以看出，利用上述激光脈沖微調(diào)過程，就可提供能節(jié)省空間的微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)，而這種空間是傳統(tǒng)微調(diào)結(jié)構(gòu)為防止損壞周圍元件所必需的。這是因?yàn)椴恍枰附踊蚯懈顏硖峁┪⒄{(diào)動作，而是用對一個(gè)或多個(gè)微調(diào)電容元件加激光脈沖來進(jìn)行微調(diào)，這種脈沖產(chǎn)生短路，用低阻值的歐姆連接代替了電容。
權(quán)利要求
1.一種集成電路器件中的微調(diào)電容元件，它包括第一和第二金屬板部分和設(shè)置其間的介質(zhì)部分，通過激光脈沖處理將所述微調(diào)電容元件短路，使所述第一金屬板部分的金屬與所述第二金屬板部分的金屬電接觸。
2.一種集成電路器件中的電容元件，它包括(a)在第一支路中的主電容器；(b)在與所述第一支路并聯(lián)的第二支路中的微調(diào)電容結(jié)構(gòu)，所述微調(diào)電容結(jié)構(gòu)包括多個(gè)串聯(lián)配置的微調(diào)電容器，每個(gè)微調(diào)電容包括第一和第二金屬板部分和設(shè)置其間的介質(zhì)部分，其中(c)通過激光脈沖處理將至少一個(gè)微調(diào)電容器短路，使所述第一金屬板部分的金屬與所述第二金屬板部分的金屬電接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電容元件，其特征在于所述集成電路器件是單片微波集成電路器件(MMIC)。
4.一種用于微調(diào)微波集成電路器件中的電容器的方法，所述方法包括(a)提供與電容元件并聯(lián)的微調(diào)電容結(jié)構(gòu)，所述微調(diào)電容結(jié)構(gòu)包括多個(gè)串聯(lián)配置的微調(diào)電容器，每個(gè)微調(diào)電容包括第一和第二金屬板部分和設(shè)置其間的介質(zhì)部分；(b)通過對一個(gè)或多個(gè)所述串聯(lián)微調(diào)電容器施加一個(gè)或多個(gè)激光脈沖，使得所述第一金屬板部分的金屬與所述第二金屬板部分的金屬電接觸，來增加所述微調(diào)電容結(jié)構(gòu)的總電容值。
全文摘要
芯片(例如MMIC芯片)上的電容元件包括與微調(diào)電容器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)的主電容器?？梢酝ㄟ^對一個(gè)或多個(gè)微調(diào)電容器施加激光脈沖，使得在所有情況下在施加激光脈沖的金屬層和構(gòu)成微調(diào)電容器的另一金屬化層之間產(chǎn)生短路，來從其固有的最小值開始增加所述并聯(lián)結(jié)構(gòu)的總電容值。
文檔編號H01L27/08GK1620726SQ02828133
公開日2005年5月25日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者S·凱恩, M·特勞特溫, M·沙爾納 申請人:馬科尼通訊股份有限公司