本申請(qǐng)要求2015年12月16日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0-2015-0180176的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例涉及一種制造轉(zhuǎn)換器的方法，更具體地，涉及制造開(kāi)關(guān)電容式直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器的方法。

背景技術(shù)：

用在電源中的開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器可以包括開(kāi)關(guān)電感式轉(zhuǎn)換器(SIC)和開(kāi)關(guān)電容式轉(zhuǎn)換器(SCC)。SIC可以將能量?jī)?chǔ)存在它們的電感器中，并且將直流源(DC)從一個(gè)電壓電平轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電壓電平。SCC可以將能量?jī)?chǔ)存在它們的電容器中，并且將直流源(DC)從一個(gè)電壓電平變換到另一個(gè)電壓電平。SIC可以呈現(xiàn)出寬的操作范圍和高效率。因此，SIC已經(jīng)廣泛用在大功率器件中。但是，將SIC用在緊湊系統(tǒng)中可能存在一些限制，因?yàn)镾IC的電感器占用了相對(duì)大的面積。相反，SCC可以適用于具有緊湊尺寸的小功率系統(tǒng)，因?yàn)榕cSIC的電感器相比，SCC的電容器占用了相對(duì)小的面積。最近，由于其緊湊的尺寸和較低的電磁干擾，SCC已經(jīng)廣泛用在移動(dòng)系統(tǒng)中。通常，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件和電容器被集成在單個(gè)芯片中時(shí)，由于分配給電容器的有限面積，因此在增加電容器的電容值上可能存在限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各個(gè)實(shí)施例針對(duì)一種制造開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種制造開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法。所述方法包括：提供具有頂表面和底表面的半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層的頂表面上以及在半導(dǎo)體層的塊體區(qū)域中形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；在半導(dǎo)體層的頂表面之上形成第一絕緣層和第一互連圖案；在第一絕緣層和第一互連圖案之上形成第二絕緣層；在第二絕緣層之上形成連接到第一互連圖案的第二互連圖案；在第二絕緣層和第二互連圖案之上形成第三絕緣層；在半導(dǎo)體層的底表面之上形成第三互連圖案和下互連圖案；在下互連圖案之上形成電容器；在半導(dǎo)體層的底表面之上形成第四絕緣層，以覆蓋第三互連圖案，并暴露電容器的上電極圖案；在第四絕緣層之上形成第五絕緣層，以覆蓋電容器；以及在第五絕緣層中形成多個(gè)焊盤(pán)。第三互連圖案和下互連圖案電連接到第一互連圖案。

附圖說(shuō)明

基于附圖和所附具體描述，本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例將變得更清楚，在附圖中：

圖1是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；

圖2是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的開(kāi)關(guān)元件的方法的剖視圖；

圖3是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一互連圖案的方法的剖視圖；

圖4是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第二互連圖案的方法的剖視圖；

圖5是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的附接在制造開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)所用的處理襯底的方法的剖視圖；

圖6是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一通孔至第三通孔的方法的剖視圖；

圖7是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一通路至第三通路、第三互連圖案、以及下互連圖案的方法的剖視圖；

圖8和圖9分別是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的電容器的方法的剖視圖和平面圖；以及

圖10是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第四通路至第六通路、上互連圖案、以及第一焊盤(pán)至第三焊盤(pán)的方法的剖視圖。

具體實(shí)施方式

將理解的是，雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可以在本文用來(lái)描述各個(gè)元件，但這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件和另一個(gè)元件。因此，在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的教導(dǎo)的情況下，在某些實(shí)施例中的第一元件在其他實(shí)施例中可以被稱(chēng)為第二元件。

還將理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為是位于另一個(gè)元件“之下”、“下方”、“下面”、“下”、“上”、“之上”、“上面”、“上方”、“側(cè)”或“旁邊”時(shí)，它可以直接接觸另一個(gè)元件，或者還可以在它們之間存在至少一個(gè)中間元件。因此，在此使用的諸如“之下”、“下方”、 “下面”、“下”、“上”、“之上”、“上面”、“上方”、“側(cè)”或“旁邊”等的術(shù)語(yǔ)僅是用于描述具體實(shí)施例的目的，而不意在限制本公開(kāi)的范圍。

還將理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“連接”或“耦接”到另一個(gè)元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到另一個(gè)元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“直接連接”或“直接耦接”到另一個(gè)元件時(shí)，不存在中間元件。

圖1是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器10的電路圖。參見(jiàn)圖1，開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器10可以被配置為包括第一CMOS反相器CMOS1、第二CMOS反相器CMOS2以及電容器CAP。

第一CMOS反相器CMOS1可以包括第一P溝道MOS晶體管PMOS1和第一N溝道MOS晶體管NMOS1。第二CMOS反相器CMOS2可以包括第二P溝道MOS晶體管PMOS2和第二N溝道MOS晶體管NMOS2。第一P溝道MOS晶體管PMOS1可以具有對(duì)應(yīng)于P型源極區(qū)的源極端子S1和對(duì)應(yīng)于P型漏極區(qū)的漏極端子D1。第二P溝道MOS晶體管PMOS2可以具有對(duì)應(yīng)于P型源極區(qū)的源極端子S3和對(duì)應(yīng)于P型漏極區(qū)的漏極端子D3。

第一N溝道MOS晶體管NMOS1可以具有對(duì)應(yīng)于N型源極區(qū)的源極端子S2和對(duì)應(yīng)于N型漏極區(qū)的漏極端子D2。第二N溝道MOS晶體管NMOS2可以具有對(duì)應(yīng)于N型源極區(qū)的源極端子S4和對(duì)應(yīng)于N型漏極區(qū)的漏極端子D4。

第一P溝道MOS晶體管PMOS1的源極端子S1和漏極端子D1可以分別連接到輸入電壓端子VIN和第一N溝道MOS晶體管NMOS1的漏極端子D2。第一N溝道MOS晶體管NMOS1的源極端子S2可以連接到輸出電壓端子VOUT。

第二P溝道MOS晶體管PMOS2的源極端子S3和漏極端子D3可以分別連接到輸出電壓端子VOUT和第二N溝道MOS晶體管NMOS2的漏極端子D4。第二N溝道MOS晶體管NMOS2的源極端子S4可以連接到接地端子GND。

電容器CAP的兩個(gè)端子中的第一端子可以連接到第一CMOS反相器CMOS1的第一輸出節(jié)點(diǎn)“a”。電容器CAP的第二端子可以連接到第二CMOS反相器CMOS2的第二輸出節(jié)點(diǎn)“b”。第一輸出節(jié)點(diǎn)“a”可以耦接到第一P溝道MOS晶體管PMOS1的漏極端子D1和第一N溝道MOS晶體管NMOS1的漏極端子D2。第二輸出節(jié)點(diǎn)“b”可以耦接到第二P溝道MOS晶體管PMOS2的漏極端子D3和第二N溝道MOS晶體管NMOS2的漏極端子D4。

第一P溝道MOS晶體管PMOS1和第一N溝道MOS晶體管NMOS1的柵極端子 G1和G2以及第二P溝道MOS晶體管PMOS2和第二N溝道MOS晶體管NMOS2的柵極端子G3和G4可以共同連接到柵極電壓輸入端子VG。

根據(jù)本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器10可以起DC-DC轉(zhuǎn)換器的作用，該DC-DC轉(zhuǎn)換器通過(guò)兩個(gè)操作步驟(例如，充電步驟和放電步驟)而將直流源(DC)從一個(gè)電壓電平轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電壓電平。在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器10的操作期間，時(shí)鐘信號(hào)可以通過(guò)柵極電壓輸入端子VG而被輸入到開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器10。

具體地，在充電步驟中，比特定電壓電平(諸如第一N溝道MOS晶體管NMOS1和第二N溝道MOS晶體管NMOS2的閾值電壓)低的柵極電壓信號(hào)(例如，具有接地電壓電平的柵極電壓信號(hào))可以被施加到柵極電壓輸入端子VG。因此，當(dāng)?shù)谝籔溝道MOS晶體管PMOS1和第二P溝道MOS晶體管PMOS2導(dǎo)通時(shí)，第一N溝道MOS晶體管NMOS1和第二N溝道MOS晶體管NMOS2可以關(guān)斷。

在此情況下，電流路徑可以通過(guò)第一輸出節(jié)點(diǎn)“a”、電容器CAP以及第二輸出節(jié)點(diǎn)“b”而形成在輸入電壓端子VIN與輸出電壓端子VOUT之間。當(dāng)輸入電壓信號(hào)被施加到輸入電壓端子VIN時(shí)，電容器CAP可以充電，以將一定量的電荷儲(chǔ)存在其中。

在放電步驟中，比特定電壓電平(諸如第一N溝道MOS晶體管NMOS1和第二N溝道MOS晶體管NMOS2的閾值電壓)高的柵極電壓信號(hào)(例如，5伏的柵極電壓信號(hào))可以被施加到柵極電壓輸入端子VG。因此，當(dāng)?shù)谝籒溝道MOS晶體管NMOS1和第二N溝道MOS晶體管NMOS2導(dǎo)通時(shí)，第一P溝道MOS晶體管PMOS1和第二P溝道MOS晶體管PMOS2可以關(guān)斷。

在此情況下，電容器CAP的兩個(gè)端子可以分別連接到接地端子GND和輸出電壓端子VOUT。因此，充電的電容器CAP可以用作電壓源，并通過(guò)輸出電壓端子VOUT而輸出具有與輸入電壓信號(hào)不同的電平的電壓。

圖2至圖10圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的制造開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法。具體地，圖2是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成在開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的開(kāi)關(guān)元件的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖2，可以提供邏輯結(jié)構(gòu)。該邏輯結(jié)構(gòu)可以包括集成在半導(dǎo)體層210中的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。

半導(dǎo)體層210可以是半導(dǎo)體襯底，或是形成在半導(dǎo)體襯底中的結(jié)區(qū)。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體層210可以是單晶硅層。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體層210可以是硅外延層。半導(dǎo)體層210可以具有大約4微米的厚度。

多個(gè)開(kāi)關(guān)元件可以包括第一P溝道MOS晶體管PMOS1、第一N溝道MOS晶體 管NMOS1、第二P溝道MOS晶體管PMOS2、以及第二N溝道MOS晶體管NMOS2。如參考圖1所描述的，第一P溝道MOS晶體管PMOS1和第一N溝道MOS晶體管NMOS1可以組成第一CMOS反相器CMOS1，而第二P溝道MOS晶體管PMOS2和第二N溝道MOS晶體管NMOS2可以組成第二CMOS反相器CMOS2。

為了形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，可以在半導(dǎo)體層210中形成第一N阱區(qū)211和第二N阱區(qū)213。在第一N阱區(qū)211中，形成第一P溝道MOS晶體管PMOS1。在第二N阱區(qū)213中，形成第二P溝道MOS晶體管PMOS2。

此外，可以在半導(dǎo)體層210中形成第一P阱區(qū)212和第二P阱區(qū)214。在第一P阱區(qū)212中，形成第一N溝道MOS晶體管NMOS1。在第二P阱區(qū)214中，形成第二N溝道MOS晶體管NMOS2。

可以通過(guò)將N型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體層210中而形成第一N阱區(qū)211和第二N阱區(qū)213。可以通過(guò)將P型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體層210中而形成第一P阱區(qū)212和第二P阱區(qū)214。在某些實(shí)施例中，可以在第一P阱區(qū)212和第二P阱區(qū)214形成之后形成第一N阱區(qū)211和第二N阱區(qū)213。可選地，可以在第一N阱區(qū)211和第二N阱區(qū)213形成之后形成第一P阱區(qū)212和第二P阱區(qū)214。

可以在半導(dǎo)體層210的上部區(qū)域中形成溝槽隔離層215，以限定多個(gè)有源區(qū)?？梢苑謩e在第一N阱區(qū)211、第一P阱區(qū)212、第二N阱區(qū)213和第二P阱區(qū)214的上部區(qū)域中限定多個(gè)有源區(qū)?？梢苑謩e在有源區(qū)上形成第一柵極層疊、第二柵極層疊、第三柵極層疊和第四柵極層疊。

第一柵極層疊可以形成為包括順序地層疊在限定在第一N阱區(qū)211中的有源區(qū)上的第一柵極絕緣層231和第一柵電極241。第二柵極層疊可以形成為包括順序地層疊在限定在第一P阱區(qū)212中的有源區(qū)上的第二柵極絕緣層232和第二柵電極242。第三柵極層疊可以形成為包括順序地層疊在限定在第二N阱區(qū)213中的有源區(qū)上的第三柵極絕緣層233和第三柵電極243。第四柵極層疊可以形成為包括順序地堆疊在限定在第二P阱區(qū)214中的有源區(qū)上的第四柵極絕緣層234和第四柵電極244。

在某些實(shí)施例中，第一柵極絕緣層231至第四柵極絕緣層234可以由二氧化硅層形成。在某些實(shí)施例中，第一柵電極241至第四柵電極244可以由多晶硅層形成。

可以在第一至第四柵極層疊的側(cè)壁上形成柵極間隔件。在形成柵極間隔件之前，可以將P型雜質(zhì)注入到第一N型阱區(qū)211和第二N型阱區(qū)213中，以形成具有輕摻雜漏極(LDD)結(jié)構(gòu)的P型源極區(qū)/漏極區(qū)。可以將N型雜質(zhì)注入到第一P型阱區(qū)212和第二P 型阱區(qū)214中，以形成具有輕摻雜漏極(LDD)結(jié)構(gòu)的N型源極區(qū)/漏極區(qū)。

在柵極間隔件形成之后，可以將P型雜質(zhì)額外地注入到第一N型阱區(qū)211和第二N型阱區(qū)213中，以形成設(shè)置在第一N型阱區(qū)211的上部區(qū)域中的P型源極區(qū)221和P型漏極區(qū)222，并且形成設(shè)置在第二N型阱區(qū)213的上部區(qū)域中的P型源極區(qū)225和P型漏極區(qū)226。

此外，在P型源極區(qū)221和225以及P型漏極區(qū)222和226形成之后，可以將N型雜質(zhì)額外地注入到第一P型阱區(qū)212和第二P型阱區(qū)214中，以形成設(shè)置在第一P型阱區(qū)212的上部區(qū)域中的N型源極區(qū)224和N型漏極區(qū)223，并且形成設(shè)置在第二P型阱區(qū)214的上部區(qū)域中的N型源極區(qū)228和N型漏極區(qū)227。

在某些實(shí)施例中，可以在執(zhí)行用于形成P型源極區(qū)221和225以及P型漏極區(qū)222和226的離子注入工藝之前，執(zhí)行用于形成N型源極區(qū)224和228以及N型漏極區(qū)223和227的離子注入工藝。

圖3是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一互連圖案261a至261j的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖3，可以在半導(dǎo)體層210上形成第一絕緣層251，以覆蓋MOS晶體管PMOS1、NMOS1、PMOS2和NMOS2。可以在第一絕緣層251中形成多個(gè)通路271a至271l。多個(gè)通路271a至271l可以穿透第一絕緣層251。

可以在第一絕緣層251上形成第一互連圖案261a至261l。第一互連圖案261a可以通過(guò)通路271a而電連接到第一P溝道MOS晶體管PMOS1的P型源極區(qū)221。第一互連圖案261b可以通過(guò)通路271b而電連接到第一P溝道MOS晶體管PMOS1的第一柵電極241。

第一互連圖案261c可以通過(guò)通路271c和271d而電連接到第一P溝道MOS晶體管PMOS1的P型漏極區(qū)222以及第一N溝道MOS晶體管NMOS1的N型漏極區(qū)223。第一互連圖案261d可以通過(guò)通路271e而電連接到第一N溝道MOS晶體管NMOS1的第二柵電極242。

第一互連圖案261e可以通過(guò)通路271f和271g而電連接到第一N溝道MOS晶體管NMOS1的N型源極區(qū)224以及第二P溝道MOS晶體管PMOS2的P型源極區(qū)225。第一互連圖案261f可以通過(guò)通路271h而電連接到第二P溝道MOS晶體管PMOS2的第三柵電極243。

第一互連圖案261g可以通過(guò)通路271i和271j而電連接到第二P溝道MOS晶體管PMOS2的P型漏極區(qū)226以及第二N溝道MOS晶體管NMOS2的N型漏極區(qū)227。第 一互連圖案261h可以通過(guò)通路271k而電連接到第二N溝道MOS晶體管NMOS2的第四柵電極244。

第一互連圖案261i可以通過(guò)通路271l而電連接到第二N溝道MOS晶體管NMOS2的N型源極區(qū)228。第一互連圖案261j可以是用于通過(guò)在后續(xù)過(guò)程中形成的通路而使第一互連圖案261e電連接到輸出電壓端子VOUT的圖案。因此，第一互連圖案261j在此階段不連接到任何其他元件。

圖4是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第二互連圖案262的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖4，可以在第一絕緣層251和第一互連圖案261a至261j上形成第二絕緣層252。可以在第二絕緣層252中形成多個(gè)通路272a和272b。多個(gè)通路272a和272b可以穿透第二絕緣層252。

可以在第二絕緣層252上形成第二互連圖案262。第二互連圖案262可以形成為通過(guò)通路272a和272b而使第一互連圖案261e電連接到第一互連圖案261j。因此，第一互連圖案261j可以通過(guò)通路271f、271g、272a和272b、第一互連圖案261e和第二互連圖案262而電連接到第一N溝道MOS晶體管NMOS1的N型源極區(qū)224和第二P溝道MOS晶體管PMOS2的P型源極區(qū)225。

雖然在圖4中僅圖示了第二互連圖案262，但是在沿不同部分截取的另一剖視圖中可以示出至少一個(gè)額外的第二互連圖案。例如，在第二互連圖案262形成時(shí)，也可以在第二絕緣層252上形成一對(duì)第二互連圖案，以使第一互連圖案261c和261g分別電連接到將在后續(xù)過(guò)程中形成的電容器的兩個(gè)端子上。

可以在第二絕緣層252和第二互連圖案262上形成第三絕緣層253。第一絕緣層251、第二絕緣層252和第三絕緣層253可以由相同的絕緣層(例如，氧化層)形成。然而，在某些實(shí)施例中，第一絕緣層251、第二絕緣層252和第三絕緣層253可以由與其他絕緣層不同的絕緣層形成。在某些實(shí)施例中，第一絕緣層251、第二絕緣層252和第三絕緣層253可以由單層絕緣層或多層絕緣層形成。

通過(guò)上述過(guò)程，邏輯結(jié)構(gòu)200可以形成在半導(dǎo)體層210上。即，邏輯結(jié)構(gòu)200可以包括由第一P溝道MOS晶體管PMOS1和第一N溝道MOS晶體管NMOS1組成的第一CMOS反相器CMOS1以及由第二P溝道MOS晶體管PMOS2和第二N溝道MOS晶體管NMOS2組成的第二CMOS反相器CMOS2。根據(jù)上述方法，可以使用常規(guī)CMOS工藝，而沒(méi)有任何復(fù)雜工藝(諸如穿通硅通孔(TSV)技術(shù))來(lái)形成邏輯結(jié)構(gòu)200。

圖5是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的附接處理襯底300的方法的剖視圖，所述處理襯底300 用于制造開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器。參見(jiàn)圖5，處理襯底300可以附接到參考圖4描述的邏輯結(jié)構(gòu)200。

具體地，可以將處理襯底300附接到第三絕緣層253的頂表面，并且可以翻轉(zhuǎn)邏輯結(jié)構(gòu)200，以使處理襯底300位于邏輯結(jié)構(gòu)200之下。隨后，可以將半導(dǎo)體層210平面化，以減小其厚度，如由虛線310表示的?？梢允褂没瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)來(lái)執(zhí)行平面化過(guò)程?？梢詧?zhí)行平面化過(guò)程使得半導(dǎo)體層210具有大約2.5微米的最終厚度。在某些實(shí)施例中，處理襯底300可以由氧化物類(lèi)材料組成。可選地，處理襯底300可以具有包括基于氧化物的層的多層結(jié)構(gòu)。

圖6是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一至第三通孔331、332和333的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖6，可以圖案化半導(dǎo)體層210和第一絕緣層251，以形成暴露第一互連圖案261a的第一通孔331、暴露第一互連圖案261i的第二通孔332、以及暴露第一互連圖案261j的第三通孔333。由于半導(dǎo)體層210與第一絕緣層251之間的蝕刻差異，在半導(dǎo)體層210中的第一至第三通孔331、332和333可以形成為比在第一絕緣層251中的第一至第三通孔331、332和333寬。

可以在半導(dǎo)體層210中的第一至第三通孔331、332和333的側(cè)壁上以及在半導(dǎo)體層210的頂表面上形成絕緣層340。絕緣層340可以由氧化物層或氧化物/氮化物/氧化物(ONO)層形成。雖然在圖中未示出，但如果一對(duì)額外的第二互連圖案形成為使第一互連圖案261c和261g分別電連接到在后續(xù)過(guò)程中形成的電容器的兩個(gè)端子，那么在第一至第三通孔331、332和333形成時(shí)，也可以形成暴露所述一對(duì)額外第二互連圖案的額外的通孔。

圖7是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第一至第三通路351、352和353、第三互連圖案411、412和413、以及下互連圖案510的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖7，第一至第三通孔331、332和333可以填充有導(dǎo)電材料，以形成第一通路351、第二通路352和第三通路353。

第一至第三通路351、352和353中的每一個(gè)可以具有包括阻障金屬層和金屬層的雙層結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，第一至第三通路351、352和353的金屬層可以由鎢(W)層、鋁(Al)層或鎢/鋁(W/Al)層形成。第一通路351可以電連接到第一互連圖案261a，并且第二通路352可以電連接到第一互連圖案261i。此外，第三通路353可以電連接到第一互連圖案261j。

可以分別在第一至第三通路351、352和353上形成第三互連圖案411、412和413。在第三互連圖案411、412和413形成時(shí)，還可以在絕緣層340上形成下互連圖案510。 第三互連圖案411可以通過(guò)第一通路351電連接到第一互連圖案261a，并且第三互連圖案412可以通過(guò)第二通路352電連接到第一互連圖案261i。此外，第三互連圖案413可以通過(guò)第三通路353電連接到第一互連圖案261j。

可以在絕緣層340上形成下互連圖案510，而與第三互連圖案411、412和413中的每一個(gè)間隔開(kāi)。雖然在圖中未示出，但下互連圖案510可以通過(guò)穿透絕緣層340、半導(dǎo)體層210和第一絕緣層251的通路而電連接到第一互連圖案261c。

圖8和圖9分別是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的電容器640的方法的剖視圖和平面圖。參見(jiàn)圖8，電容器640可以形成在下互連圖案510上。

在該實(shí)施例中，電容器640可以形成為與邏輯結(jié)構(gòu)200豎直重疊。在此情況下，可以減少由開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器占用的平面面積。即，由于電容器640形成為與邏輯結(jié)構(gòu)200豎直重疊，所以開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的電容器640每單位平面面積的電容值可以增加。

為了形成電容器640，可以在下互連圖案510上形成虛設(shè)絕緣圖案630。在某些實(shí)施例中，虛設(shè)絕緣圖案630可以由單個(gè)氧化物層或多個(gè)絕緣層形成。虛設(shè)絕緣圖案630可以形成為具有在其中的多個(gè)接觸孔644。接觸孔644可以穿透虛設(shè)絕緣圖案630，以暴露下互連圖案510的部分。

如圖9的平面圖所示，接觸孔644可以彼此間隔開(kāi)一定距離。在某些實(shí)施例中，在平面圖中，接觸孔644可以位于組成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的多個(gè)六邊形的中心點(diǎn)和頂點(diǎn)處。

再次參見(jiàn)圖8，可以在被接觸孔644暴露的下互連圖案510的部分、被接觸孔644暴露的虛設(shè)絕緣圖案630的側(cè)壁以及虛設(shè)絕緣圖案630的頂表面上形成下電極圖案641。在某些實(shí)施例中，下電極圖案641可以由單個(gè)金屬層或諸如氮化鉭(TaN)層或氮化鈦(TiN)層的金屬化合物層形成。下電極圖案641可以形成為暴露虛設(shè)絕緣圖案630的頂表面的邊緣。虛設(shè)絕緣圖案630的暴露邊緣可以沿虛設(shè)絕緣圖案630的周邊而具有一定寬度。

可以在下電極圖案641上形成電介質(zhì)圖案642。在某些實(shí)施例中，電介質(zhì)圖案642可以由高k電介質(zhì)層形成，例如，氮化硅(SiN)層、氧化鋁(Al₂O₃)層、氧化鉭(Ta₂O₅)層、氧化鋯(ZrO₂)層或氧化鉿(HfO₂)層?？蛇x地，電介質(zhì)圖案642可以由高k電介質(zhì)層形成，該高k電介質(zhì)層包括諸如ZrO₂/Al₂O₃/ZrO₂層的化合物層。

可以在電介質(zhì)圖案642上形成上電極圖案643。上電極圖案643可以形成為填充接 觸孔644。在某些實(shí)施例中，上電極圖案643可以由單個(gè)金屬層或諸如氮化鉭(TaN)層或氮化鈦(TiN)層的金屬化合物層形成。

下電極圖案641、電介質(zhì)圖案642和上電極圖案643可以組成電容器640。下電極圖案641、電介質(zhì)圖案642和上電極圖案643中的每一個(gè)可以形成為與虛設(shè)絕緣圖案630的頂表面、接觸孔644的側(cè)壁以及接觸孔644的底表面重疊。因此，電容器640的電容值可以增加。

圖10是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的形成開(kāi)關(guān)電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器中采用的第四至第六通路361、362和363、上互連圖案520、以及第一至第三焊盤(pán)711、712和713的方法的剖視圖。參見(jiàn)圖10，可以在絕緣層340和第三互連圖案411、412和413上形成第四絕緣層254，以暴露電容器640的上電極圖案643的頂表面。

可以圖案化第四絕緣層254，以形成暴露第三互連圖案411、412和413的通孔。通孔可以填充有諸如金屬材料的導(dǎo)電材料，以形成第四至第六通路361、362和363。第四通路361可以電連接到第三互連圖案411，并且第五通路362可以電連接到第三互連圖案412。此外，第六通路363可以電連接到第三互連圖案413。

可以在上電極圖案643上形成上互連圖案520。雖然在圖中未示出，但是上互連圖案520可以電連接到第一互連圖案261g?？梢栽诘谒慕^緣層254、第四至第六通路361、362和363以及上互連圖案520上形成第五絕緣層255?？梢栽诘谖褰^緣層255上形成鈍化層256?？梢詧D案化鈍化層256和第五絕緣層255，以形成暴露第四至第六通路361、362和363的通孔。通孔可以填充有金屬層，以形成連接到第四通路361的第一焊盤(pán)711、連接到第五通路362的第二焊盤(pán)712以及連接到第六通路363的第三焊盤(pán)713。

第一焊盤(pán)711可以電連接到輸入電壓端子VIN，第二焊盤(pán)712可以電連接到接地端子GND，并且第三焊盤(pán)713可以電連接到輸出電壓端子VOUT。如參考圖1所描述的，輸入電壓端子VIN可以電連接到第一P溝道MOS晶體管PMOS1的源極端子S1。因此，耦接到輸入電壓端子VIN的第一焊盤(pán)711可以通過(guò)第四通路361、第三互連圖案411、第一通路351、第一互連圖案261a和通路271a而電連接到P型源極區(qū)221。

此外，接地端子GND可以電連接到第二N溝道MOS晶體管NMOS2的源極端子S4。因此，耦接到接地端子GND的第二焊盤(pán)712可以通過(guò)第五通路362、第三互連圖案412、第二通路352、第一互連圖案261i和通路271l而電連接到N型源極區(qū)228。此外，輸出電壓端子VOUT可以電連接到第一N溝道MOS晶體管NMOS1的源極端子S2和第二P溝道MOS晶體管PMOS2的源極端子S3。因此，耦接到輸出電壓端子VOUT的第三焊盤(pán)713可以通過(guò)第六通路363、第三互連圖案413、第三通路353、第一互連圖案 261e和261j以及通路271g和271f而電連接到N型源極區(qū)224和P型源極區(qū)225。

以上已經(jīng)出于說(shuō)明的目的公開(kāi)了本公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如在所附權(quán)利要求中公開(kāi)的本公開(kāi)的范圍和精神的情況下，各種修改、增加和替換都是可以的。