JP7051814B2 - 改善されたパッシブオンガラス（ｐｏｇ）マルチプレクサ性能のための多密度ｍｉｍキャパシタ - Google Patents

Description

本開示の態様は、半導体デバイスに関し、より詳細には、改善されたパッシブオンガラス（ＰＯＧ）マルチプレクサ性能のための多密度金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタに関する。

ワイヤレス通信業界を推進する１つの目標は、増加した帯域幅を消費者に提供することである。現世代の通信におけるキャリアアグリゲーションの使用は、この目標を達成するための１つの可能な解決策をもたらす。キャリアアグリゲーションは、特定の地理的エリアにおいて２つの周波数帯域（たとえば、７００ＭＨｚおよび２ＧＨｚ）のライセンスを有するワイヤレス通信事業者が、単一の通信ストリームのために両方の周波数を同時に使用することによって、帯域幅を最大にすることを可能にする。増加したデータ量がエンドユーザに提供されるが、キャリアアグリゲーション実装は、データ送信のために使用される周波数のために、高調波周波数において生じるノイズによって複雑になる。たとえば、７００ＭＨｚ送信は、２．１ＧＨｚにおいて高調波を生じることがあり、それによって、２ＧＨｚ周波数におけるデータブロードキャストに干渉する。

ワイヤレス通信では、受動デバイスが、キャリアアグリゲーションシステムにおいて信号を処理するために使用される。キャリアアグリゲーションシステムでは、信号は、ハイバンド周波数とローバンド周波数の両方によって通信される。チップセットにおいて、受動デバイス（たとえば、ダイプレクサ）は通常、アンテナとチューナー（または無線周波数（ＲＦ）スイッチ）との間に挿入されて、高性能が保証される。通常、ダイプレクサ設計は、インダクタとキャパシタとを含む。ダイプレクサは、高品質（Ｑ）値を有するインダクタおよびキャパシタを使用することによって、高性能を達成することができる。高性能ダイプレクサはまた、構成要素の形状および方向の配置を通して達成され得る、構成要素間の電磁結合の低減によっても達成され得る。

高性能マルチプレクサを含む、モバイルＲＦチップ設計（たとえば、モバイルＲＦトランシーバ）は、コストおよび電力消費量の問題に起因して、ディープサブミクロンプロセスノードに移行している。そのようなモバイルＲＦトランシーバの設計は、このディープサブミクロンプロセスノードにおいて複雑になる。これらのモバイルＲＦトランシーバの設計の複雑さは、キャリアアグリゲーションなどの通信拡張をサポートするための追加の回路機能によってさらに増している。モバイルＲＦトランシーバに関するさらなる設計課題には、不整合、ノイズ、および他の性能上の問題を含むアナログ／ＲＦ性能の問題が含まれる。これらのモバイルＲＦトランシーバの設計には、追加の受動デバイスを使用して、たとえば共振を抑制すること、ならびに／またはフィルタ処理、バイパス、および結合を実行することが含まれる。

パッシブオンガラスデバイスは、モバイル無線周波数（ＲＦ）チップ設計の製作において通常使用される表面実装技術または多層セラミックチップなど、他の技術よりも優れた様々な利点を有する高性能インダクタ構成要素およびキャパシタ構成要素を含む。モバイルＲＦトランシーバの設計については、コストおよび電力消費量の問題に起因するディープサブミクロンプロセスノードへの移行によって複雑さが増している。間隔の問題はまた、大容量キャパシタなど、モバイルＲＦトランシーバ設計ディープサブミクロンプロセスノードにも影響を及ぼし、それによって、ＲＦマルチプレクサの設計統合中に性能ボトルネックを引き起こすことがある。

受動デバイスは、相互接続されたトレースセグメントを有するインダクタを含み得る。受動デバイスはまた、平行プレートキャパシタを含み得る。複数の平行プレートキャパシタの各々は、一対の導電プレートの間に誘電体層を有し得る。平行プレートキャパシタは、相互接続されたトレースセグメントのうちの２つ以上に重複し得ない。

受動デバイスは、共通平面における金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタのセットを含み得る。ＭＩＭキャパシタのセットのうちの第１のＭＩＭキャパシタは、第１の誘電定数の第１の誘電材料の単一層を含み得る。これらのキャパシタは、第１の誘電定数とは異なる第２の誘電定数の第２の誘電材料の単一層をさらに含み得る。

受動デバイスは、共通平面における金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタのセットを含み得る。第１のキャパシタは、第１の誘電体層の第１の誘電体厚さと第１の誘電定数とを有し得る。第２のキャパシタもまた、第２の誘電体層の第２の誘電体厚さを有し得る。第１の誘電体厚さは、第２の誘電体厚さとは異なり得る。第１の誘電体層および第２の誘電体層は、同じ材料のものである。

無線周波数（ＲＦ）フロントエンドモジュールは、マルチプレクサを含み得る。マルチプレクサは、相互接続されたトレースセグメントを有するインダクタと、平行プレートキャパシタとを含み得る。複数の平行プレートキャパシタの各々は、一対の導電プレートの間に誘電体層を有する。平行プレートキャパシタの各々は、相互接続されたトレースセグメントのうちのわずか１つに重複する。ＲＥフロントエンドモジュールはまた、マルチプレクサの出力に結合されたアンテナを含み得る。

上記では、後続の詳細な説明をよりよく理解することができるように、本開示の特徴および技術的利点について、かなり大まかに概説してきた。本開示の追加の特徴および利点について、以下で説明する。本開示が、本開示と同じ目的を果たすための他の構造を変更または設計するための基礎として容易に利用できることを、当業者には諒解されたい。そのような同等な構成が、添付の特許請求の範囲に記載されるような本開示の教示から逸脱しないことも、当業者には理解されたい。本開示の構成と動作方法の両方に関して本開示の特徴と考えられる新規の特徴は、さらなる目的と利点とともに、以下の説明が添付の図面に関連して検討されればよりよく理解されよう。しかしながら、図の各々が、例示および説明のために提供されるにすぎず、本開示の範囲を定めるものではないことは明確に理解されたい。

本開示の一態様による、ダイプレクサを使用する無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュールの概略図である。 本開示の態様による、チップセット用のダイプレクサを使用してキャリアアグリゲーションを実現する、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュールの概略図である。 本開示の一態様による、ダイプレクサ設計の図である。 本開示の一態様による、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュールの図である。 本開示の一態様による、異なる誘電材料厚さを有するキャパシタをもつマルチプレクサの断面図である。 本開示の一態様による、異なる誘電材料定数を有するキャパシタをもつマルチプレクサデバイスの断面図である。 本開示の態様による、マルチプレクサのトップダウン図である。 本開示の態様による、マルチプレクサのトップダウン図である。 本開示の一態様による、２つの受動デバイスのトップダウン図である。 本開示の一態様による、複数のキャパシタをもつ受動デバイスを製作する方法を示す図である。 本開示の一態様が有利に使用され得る例示的なワイヤレス通信システムを示すブロック図である。 本開示の一態様による、フィンベースの構造の回路設計、レイアウト設計、および論理設計に使用される設計用ワークステーションを示すブロック図である。

添付の図面に関して以下に記載する発明を実施するための形態は、様々な構成について説明するものであり、本明細書で説明する概念が実践されてもよい唯一の構成を表すものではない。発明を実施するための形態は、様々な概念の完全な理解をもたらすための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることが当業者には明らかであろう。場合によっては、そのような概念を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示される。本明細書で説明するとき、「および／または」という用語の使用は、「包含的論理和」を表すことが意図され、「または」という用語の使用は、「排他的論理和」を表すことが意図される。

高性能マルチプレクサを含む、モバイルＲＦチップ設計（たとえば、モバイルＲＦトランシーバ）は、コストおよび電力消費量の問題に起因して、ディープサブミクロンプロセスノードに移行している。そのようなモバイルＲＦトランシーバの設計は、このディープサブミクロンプロセスノードにおいて複雑になる。これらのモバイルＲＦトランシーバの設計の複雑さは、キャリアアグリゲーションなどの通信拡張をサポートするための追加の回路機能によってさらに増している。モバイルＲＦトランシーバに関するさらなる設計課題には、不整合、ノイズ、および他の性能上の問題を含むアナログ／ＲＦ性能の問題が含まれる。これらのモバイルＲＦトランシーバの設計には、追加の受動デバイスを使用して、たとえば共振を抑制すること、ならびに／またはフィルタ処理、バイパス、および結合を実行することが含まれる。

現代の半導体チップ製品を首尾よく製作するには、採用される材料とプロセスとの間の相互作用が必要である。具体的には、バックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）プロセスにおける半導体製作の間の受動デバイスの形成は、プロセスフローにおいてますます困難になっている部分である。これは、小さいフィーチャサイズを維持するという観点において特に当てはまる。小さいフィーチャサイズを維持することに関する同じ課題が、パッシブオンガラス（ＰＯＧ）技術にも当てはまり、その技術では、インダクタおよびキャパシタのような高性能構成要素が、モバイルＲＦトランシーバ設計をサポートするために同じく極めて低損失を有し得る絶縁性の高い基板上に構築される。

パッシブオンガラスデバイスは、モバイルＲＦチップ設計の製作において通常使用される表面実装技術または多層セラミックチップなど、他の技術よりも優れた様々な利点を有する高性能インダクタ構成要素およびキャパシタ構成要素を含む。モバイルＲＦトランシーバの設計については、コストおよび電力消費量の問題に起因するディープサブミクロンプロセスノードへの移行によって複雑さが増している。間隔の問題はまた、大容量キャパシタなど、モバイルＲＦトランシーバ設計ディープサブミクロンプロセスノードにも影響を及ぼし、それによって、ＲＦマルチプレクサの設計統合中に性能ボトルネックを引き起こすことがある。

キャパシタは、電荷を蓄積するために集積回路内で使用される受動素子である。キャパシタは、プレート間の絶縁材料と導電性があるプレートまたは構造を使用して作られることが多い。所与のキャパシタ用の蓄積の量、すなわち、キャパシタンスは、それらのプレートおよび絶縁体を作るために使用される材料、プレートのエリア、およびプレート間の間隔を条件とする。絶縁材料は誘電材料であることが多い。金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタは、平行プレートキャパシタの一例であり、平行プレートキャパシタでは、絶縁体が誘電材料であり、プレートが導電材料（たとえば、金属）から作られる。

平行プレートキャパシタは、半導体ダイ上の回路にキャパシタンスを与えるために、半導体ダイにおいて頻繁に使用される。平行プレートキャパシタは、ますます高くなる周波数において動作するデバイスの性能を向上させるために、ますます使用されている。たとえば、ＭＩＭキャパシタは、セルフォン、ワイヤレスデバイス、および他の電気通信製品など、高周波数（たとえば、無線周波数（ＲＦ））電気通信の適用例において使用されることが多い。ＭＩＭキャパシタは、電源との減結合、アナログデジタル変換およびフィルタ処理、ならびに伝送線路の終端など、集積回路において様々な機能を提供することが多い。減結合の適用は、一般的に、比較的緩い漏れ電流仕様を有するのに対して、アナログは、典型的には、より密接したキャパシタ整合および比較的良好な電圧直線性を伴う。その上、多数の電気通信の適用例では、特にハンドヘルドの適用例では、低損失および比較的小さい温度直線性が望まれる。

従来、キャパシタは、キャパシタの誘電材料の定数および厚さがデバイス内または平面上で変動し得ない仕様に基づいて、設計されている。しかしながら、ますます多くの適用例では、所望のキャパシタンス密度およびキャパシタサイズが、受動デバイスのためのキャパシタごとに変動し得る。たとえば、いくつかのキャパシタでは、高いキャパシタンス密度が望まれることがあり、他のキャパシタでは、高品質（Ｑ）値が望まれることがある。さらに異なるセットのキャパシタでは、高密度および高いＱ値の組合せが望まれることがある。

１つのそのような適用例は、広範囲の無線周波数（たとえば、７００ＭＨｚのベースバンドからずっと２０ＧＨｚ以上まで）に適応する、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）デバイスのマルチプレクサまたはダイプレクサである。特定の周波数範囲では、所望のキャパシタンス密度があり、所望のキャパシタンス密度は、使用中の周波数帯域が変化するにつれて変化する。したがって、適用例の異なるキャパシティ密度仕様を満たすために、キャパシタを調整することが望ましい。いくつかの他の場合には、異なるキャパシタンスサイズまたは低減されたキャパシタンスサイズが、特定の設計仕様を満たすために、同じ受動デバイス内で望まれることがある。

本開示の態様は、多密度ＭＩＭキャパシタの形態で異なるキャパシタンス密度または低減されたキャパシタサイズに適応するために、受動デバイス内のキャパシタ誘電体の厚さまたは材料の変動を提案する。本開示の一態様によれば、同じ誘電材料の厚さのみが、受動デバイス上のキャパシタのセットの間で変動し得る。この手法の１つの利点は、プロセスが同じ誘電材料に合わせて較正されるので、製作プロセスが比較的単純であることである。本開示の別の態様によれば、受動デバイス上のキャパシタのセットの誘電材料の同じ厚さを維持しながら、誘電材料の定数が変動し得る。

本開示のまた別の態様によれば、適用例の特定の設計仕様に適応するために、誘電材料の定数と厚さの両方が変動し得る。この手法の１つの利点は、特に、キャパシタサイズが制約される場合の、広範囲のキャパシタンス密度の適応である。本開示の他の利点は、チップの同じ基板上で製作されたキャパシタとインダクタの両方のための品質改善を含む。一構成では、インダクタがキャパシタの近くに構築される。キャパシタサイズは、キャパシタの誘電材料の厚さを増すことによって、同様のキャパシタンス値を維持しながら、低減され得る。次に、これによって、インダクタトレースセグメントとキャパシタプレートとの間の重複が低減されるため、インダクタのＱ値（Ｑ）が改善される。

図１Ａは、本開示の一態様による、ダイプレクサ２００を使用する無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュール１００の概略図である。ＲＦフロントエンドモジュール１００は、電力増幅器１０２と、デュプレクサ／フィルタ１０４と、無線周波数（ＲＦ）スイッチモジュール１０６とを含む。電力増幅器１０２は、信号を送信のための特定の電力レベルに増幅する。デュプレクサ／フィルタ１０４は、周波数、挿入損失、拒絶、または他の同様のパラメータを含む様々な異なるパラメータに応じて入出力信号をフィルタ処理する。さらに、ＲＦスイッチモジュール１０６は、ＲＦフロントエンドモジュール１００の残りの部分に渡す入力信号の特定の部分を選択してもよい。

ＲＦフロントエンドモジュール１００はまた、チューナー回路１１２（たとえば、第１のチューナー回路１１２Ａおよび第２のチューナー回路１１２Ｂ）と、ダイプレクサ２００と、キャパシタ１１６と、インダクタ１１８と、接地端子１１５と、アンテナ１１４とを含む。チューナー回路１１２（たとえば、第１のチューナー回路１１２Ａおよび第２のチューナー回路１１２Ｂ）は、チューナー、ポータブルデータ入力端末（ＰＤＥＴ）、およびハウスキーピングアナログデジタル変換器（ＨＫＡＤＣ）などの構成要素を含む。チューナー回路１１２は、アンテナ１１４のインピーダンス同調（たとえば、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）最適化）を実行し得る。ＲＦフロントエンドモジュール１００は、ワイヤレストランシーバ（ＷＴＲ）１２０に結合された受動コンバイナ１０８も含む。受動コンバイナ１０８は、第１のチューナー回路１１２Ａおよび第２のチューナー回路１１２Ｂからの検出された電力を組み合わせる。ワイヤレストランシーバ１２０は、受動コンバイナ１０８からの情報を処理し、この情報をモデム１３０（たとえば、移動局モデム（ＭＳＭ））に提供する。モデム１３０は、デジタル信号をアプリケーションプロセッサ（ＡＰ）１４０に与える。

図１Ａに示すように、ダイプレクサ２００は、チューナー回路１１２のチューナー構成要素とキャパシタ１１６、インダクタ１１８、およびアンテナ１１４との間にある。ダイプレクサ２００は、アンテナ１１４とチューナー回路１１２との間に配置され、ＲＦフロントエンドモジュール１００から、ワイヤレストランシーバ１２０と、モデム１３０と、アプリケーションプロセッサ１４０とを含むチップセットへ高システム性能を提供することができる。ダイプレクサ２００は、ハイバンド周波数とローバンド周波数の両方に対して周波数ドメイン多重化も実行する。ダイプレクサ２００が、入力信号に対してダイプレクサ２００の周波数多重化機能を実行した後、ダイプレクサ２００の出力が、キャパシタ１１６とインダクタ１１８とを含む任意のＬＣ（インダクタ／キャパシタ）ネットワークに送られる。ＬＣネットワークは、必要に応じて、アンテナ１１４の追加のインピーダンス整合構成要素を設け得る。その場合、特定の周波数を有する信号がアンテナ１１４によって送信または受信される。単一のキャパシタおよびインダクタが示されているが、複数の構成要素も企図される。

図１Ｂは、本開示の一態様による、キャリアアグリゲーションを実現するためのチップセット１６０のための、第１のダイプレクサ２００－１を含むワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（たとえば、ＷｉＦｉ）モジュール１７０、および第２のダイプレクサ２００－２を含むＲＦフロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュール１５０の概略図である。ＷｉＦｉモジュール１７０は、アンテナ１９２をワイヤレスローカルエリアネットワークモジュール（たとえば、ＷＬＡＮモジュール１７２）に通信可能に結合する第１のダイプレクサ２００－１を含む。ＲＦフロントエンドモジュール１５０は、アンテナ１９４をデュプレクサ１８０を介してワイヤレストランシーバ（ＷＴＲ）１２０に通信可能に結合する第２のダイプレクサ２００－２を含む。ワイヤレストランシーバ１２０およびＷｉＦｉモジュール１７０のＷＬＡＮモジュール１７２は、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）１５６を介して電源１５２によって電力を供給されるモデム（ＭＳＭ、たとえばベースバンドモデム）１３０に結合される。チップセット１６０は、信号完全性を実現するためにキャパシタ１６２および１６４ならびにインダクタ１６６も含む。ＰＭＩＣ１５６、モデム１３０、ワイヤレストランシーバ１２０、およびＷＬＡＮモジュール１７２の各々は、キャパシタ（たとえば、１５８、１３２、１２２、および１７４）を含み、クロック１５４に従って動作する。チップセット１６０における様々なインダクタ構成要素およびキャパシタ構成要素の形状および配置によって、各構成要素間の電磁結合が低減し得る。

図２Ａは、本開示の一態様による、ダイプレクサ２００の図である。ダイプレクサ２００は、ハイバンド（ＨＢ）入力ポート２１２と、ローバンド（ＬＢ）入力ポート２１４と、アンテナ２１６とを含む。ダイプレクサ２００のハイバンドパスは、ハイバンドアンテナスイッチ２１０－１を含む。ダイプレクサ２００のローバンドパスは、ローバンドアンテナスイッチ２１０－２を含む。ＲＦフロントエンドモジュールを含むワイヤレスデバイスは、アンテナスイッチ２１０およびダイプレクサ２００を使用して、ワイヤレスデバイスのＲＦ入力およびＲＦ出力用の広範囲の帯域を使用可能にし得る。さらに、アンテナ２１６は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナであり得る。多入力多出力アンテナは、キャリアアグリゲーションなどの機能をサポートするためにワイヤレスデバイスのＲＦフロントエンドに広く使用される。

図２Ｂは、本開示の一態様によるＲＦフロントエンドモジュール２５０の図である。ＲＦフロントエンドモジュール２５０は、図２Ａに示されている広範囲の帯域を使用可能にするために、アンテナスイッチ（ＡＳＷ）２１０とダイプレクサ２００（またはトリプレクサ）とを含む。さらに、ＲＦフロントエンドモジュール２５０は、基板２０２によって支持されるフィルタ２３０と、ＲＦスイッチ２２０と、電力増幅器２１８とを含む。フィルタ２３０は、ＲＦフロントエンドモジュール２５０における高次高調波を防止するために、ダイプレクサ、トリプレクサ、ローパスフィルタ、バランフィルタ、および／またはノッチフィルタを形成するように、基板２０２に沿って配置されたインダクタ（Ｌ）とキャパシタ（Ｃ）とを有する、様々なＬＣフィルタを含み得る。

この構成では、ダイプレクサ２００は、システムボード２０１（たとえば、プリント回路板（ＰＣＢ）またはパッケージ基板）上の表面実装型デバイス（ＳＭＤ）として実装される。対照的に、アンテナスイッチ２１０は、ＲＦフロントエンドモジュール２５０のシステムボード２０１によって支持される基板２０２上に実装される。さらに、フィルタ２３０の様々なＬＣフィルタも、ＲＦフロントエンドモジュール２５０の基板２０２上の表面実装型デバイスとして実装される。ローパスフィルタおよび／またはノッチフィルタを含むＬＣフィルタは、フィルタ２３０として示されているが、ＲＦフロントエンドモジュール２５０における高次高調波を防止するために、ピックアンドプレース技術を使用して基板全体にわたって配置される。

従来、ＲＦフロントエンドモジュール２５０は、キャパシタの誘電材料の定数および厚さがデバイス内または平面上で変動し得ない仕様に基づいて設計される、キャパシタを含むことになる。しかしながら、ＲＦフロントエンドモジュール２５０では、所望のキャパシタンス密度およびキャパシタサイズが、様々な受動デバイスのキャパシタごとに変動する。たとえば、ダイプレクサ２００のいくつかのキャパシタでは、高いキャパシタンス密度が望まれることがあり、アンテナスイッチ２１０など、他のキャパシタでは、高品質（Ｑ）値が望まれることがある。ＲＦフロントエンドモジュール２５０のさらに異なるセットのキャパシタでは、高密度および高いＱ値の組合せが望まれることがある。

本開示の態様によれば、ＲＦフロントエンドモジュール２５０のマルチプレクサまたはダイプレクサ２００は、広範囲の無線周波数（たとえば、７００ＭＨｚのベースバンドからずっと２０ＧＨｚ以上まで）に適応するための可変キャパシタンス密度およびサイズをもつキャパシタを含む。特定の周波数範囲では、所望のキャパシタンス密度があり、所望のキャパシタンス密度は、使用中の周波数帯域が変化するにつれて変化する。したがって、適用例の異なるキャパシティ密度仕様を満たすために、キャパシタを調整することが望ましい。いくつかの他の場合には、異なるキャパシティサイズまたは低減されたキャパシティサイズが、特定の設計仕様を満たすために、同じ受動デバイス内で望まれることがある。

本開示の様々な態様は、異なるキャパシタンス密度およびキャパシタサイズ仕様を満たすために、キャパシタ材料、および／または誘電材料の厚さに適応するための技法を提供する。一構成では、同じ誘電材料の厚さは、たとえば、図３に示すように、キャパシタのセットの間で変動し得る。別の構成では、たとえば、図４に示すように、キャパシタのセットの一対の導電プレートの間の誘電材料の同じ厚さを維持しながら、誘電材料の定数が変動し得る。これらの変動は、たとえば、図５に示すように、同じまたは同様のキャパシタンス密度をもつ、低減されたサイズのキャパシタ（たとえば、キャップフットプリント）を可能にし得る。

図３は、本開示の態様による、同じ誘電材料の厚さが、共通平面において配置されたキャパシタのセットの間で変動し得る、マルチプレクサ３００の断面図を示す。この構成では、マルチプレクサ３００は、第１の平行プレートキャパシタ３１０と、第２の平行プレートキャパシタ３２０と、第３の平行プレートキャパシタ３３０とを含む、３つの平行プレートキャパシタを含む。３つのキャパシタは、基板３０２によって支持される、共有の第１の導電プレート３０４を含む。この構成では、共有の第１の導電プレート３０４は、第１のバックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）相互接続層（たとえば、金属１（Ｍ１））を使用して製作され得、基板３０２は、ガラス基板であり得る。マルチプレクサ３００の受動構成要素（たとえば、インダクタおよびキャパシタ）の長さおよび幅は、例示のためのものであり、一定の縮尺で描かれていない。

図３にさらに示すように、第１の平行プレートキャパシタ３１０は、共有の第１の導電プレート３０４と、第２の導電プレート３１４と、共有の第１の導電プレート３０４と第２の導電プレート３１４との間に配置された第１の誘電体層３１２とを含み得る。第２の平行プレートキャパシタ３２０は、共有の第１の導電プレート３０４と、第２の導電プレート３２４と、共有の第１の導電プレート３０４と第２の導電プレート３２４との間に配置された第２の誘電体層３２２とから構成される。同様に、第３の平行プレートキャパシタ３３０は、共有の第１の導電プレート３０４と、第２の導電プレート３３４と、共有の第１の導電プレート３０４と第２の導電プレート３３４との間に配置された第３の誘電体層３３２とから構成される。１つの例示的な構成では、３つの平行プレートキャパシタは、金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタである。この構成では、第２の導電プレート３１４、第２の導電プレート３２４、および第２の導電プレート３３４は、第２のバックエンドオブライン相互接続層（たとえば、金属２（Ｍ２））を使用して製作され得る。

本開示の態様によれば、第１の誘電体層３１２、第２の誘電体層３２２、および第３の誘電体層３３２は、同じ誘電定数を有する、同じ誘電材料から構成される。誘電材料は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、または五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、または他の同様の誘電材料など、ｈｉｇｈ－Ｋ誘電材料であり得る。１つの例示的な構成では、第１の誘電体層３１２、第２の誘電体層３２２、および第３の誘電体層３３２は、異なる厚さを有する。本明細書で説明するように、厚さという用語は、第１の誘電体層３１２、第２の誘電体層３２２、または第３の誘電体層３３２によって占有された、共有の第１の導電プレート３０４と第２の導電プレート（たとえば、３１４、３２４、または３３４）との間の距離を指すことがある。

図３に示すように、第１の誘電体層３１２は第１の誘電体厚さ３１６を有し、第２の誘電体層３２２は第２の誘電体厚さ３２６を有し、第３の誘電体層３３２は第３の誘電体厚さ３３６を有する。この構成では、第１の誘電体厚さ３１６、第２の誘電体厚さ３２６、および第３の誘電体厚さ３３６は、互いに異なる。たとえば、第２の誘電体厚さ３２６は、第３の誘電体厚さ３３６よりも大きく、第３の誘電体厚さ３３６は、第１の誘電体厚さ３１６よりも大きい。本開示の態様によれば、第１、第２、および第３のキャパシタの誘電体層厚さは、マルチプレクサ３００など、所与のＲＦ適用例のための異なるキャパシタンス密度仕様を満たすために選択される。１つの例示的な構成では、第１の誘電体厚さ３１６、第２の誘電体厚さ３２６、および第３の誘電体厚さ３３６は、０．１マイクロメートル（μｍ）から２０μｍに及び得る。

図３はまた、マルチプレクサ３００のインダクタ３６０を示す。インダクタ３６０は、第３の導電層３５０の第１の部分３５０－１と、第４の導電層３６６と、第３の導電層３５０の第１の部分３５０－１と第４の導電層３６６との間に配置されたビア３６４とから構成される。導電バンプ３７０が第４の導電層３６６に結合されて、パッケージ接続が可能になる。１つの例示的な構成では、インダクタ３６０は、導電（たとえば、銅）再分配層（ＲＤＬ）インダクタであり得る。この構成では、第３の導電層３５０は、第３のバックエンドオブライン相互接続層（たとえば、金属３（Ｍ３））を使用して製作され得る。加えて、第４の導電層３６６は、第４のバックエンドオブライン相互接続層（たとえば、金属４（Ｍ４））を使用して製作され得る。

マルチプレクサ３００はまた、第２の導電プレート３１４を第３の導電層３５０の第１の部分３５０－１に結合する第１のビア３４２と、第２の導電プレート３２４を第３の導電層３５０の第２の部分３５０－２に結合する第２のビア３４４と、第２の導電プレート３３４を第３の導電層３５０の第３の部分３５０－３に結合する第３のビア３４６とを含む。１つの例示的な構成では、第３の導電層３５０の第４の部分３５０－４は、第４のビア３４０を通して共有の第１の導電プレート３０４へのアクセスを可能にする。マルチプレクサ３００は、マルチプレクサ３００の受動構成要素の周囲の層間誘電体（ＩＬＤ）３７４上に設けられたパッシベーション層３７２を含む。

図４は、本開示の態様による、同じ平面内に配置されるが、異なる誘電材料を使用する、平行プレートキャパシタのセットを含む、マルチプレクサ４００の断面図を示す。この構成では、マルチプレクサ４００もまた、第１の平行プレートキャパシタ４１０と、第２の平行プレートキャパシタ４２０と、第３の平行プレートキャパシタ４３０とを含む。３つのキャパシタは、基板層４０２によって支持される、共有の第１の導電プレート４０４を各々含む。この構成では、共有の第１の導電プレート４０４は、第１のバックエンドオブライン相互接続層Ｍ１を使用して製作され、基板４０２は、ガラス基板である。

図４にさらに示すように、第１の平行プレートキャパシタ４１０は、共有の第１の導電プレート４０４と、第２の導電プレート４１４と、共有の第１の導電プレート４０４と第２の導電プレート４１４との間に配置された第１の誘電体層４１２とを含む。第２の平行プレートキャパシタ４２０は、共有の第１の導電プレート４０４と、第２の導電プレート４２４と、共有の第１の導電プレート４０４と第２の導電プレート４２４との間に配置された第２の誘電体層４２２とから構成される。同様に、第３の平行プレートキャパシタ４３０は、共有の第１の導電プレート４０４と、第２の導電プレート４３４と、共有の第１の導電プレート４０４と第２の導電プレート４３４との間に配置された第３の誘電体層４３２とから構成される。この構成では、第２の導電プレート４１４、第２の導電プレート４２４、および第２の導電プレート４３４は、第２のバックエンドオブライン相互接続層Ｍ２を使用して製作される。

本開示の態様によれば、第１の誘電体層４１２、第２の誘電体層４２２、および第３の誘電体層４３２は、同じ厚さであるが、異なる誘電定数を有する異なる誘電材料を使用して製作される。たとえば、第１の誘電体層４１２は第１の誘電定数を有し得、第２の誘電体層４２２は第２の誘電定数を有し得、第３の誘電体層４３２は第３の誘電定数を有し得る。例示的な構成では、金属絶縁体金属（ＭＩＭ）キャパシタ（たとえば、４１０、４２０、および４３０）のセットは、共通平面において配置される。ＭＩＭキャパシタのセットのうちの第１のＭＩＭキャパシタ（たとえば、４１０）は、第１の誘電定数の第１の誘電材料の単一層（たとえば、４１２）を含む。ＭＩＭキャパシタのセットのうちの第２のＭＩＭキャパシタ（たとえば、４２０）は、第１の誘電定数とは異なる第２の誘電定数の第２の誘電材料の単一層（たとえば、４２２）を有する。

異なる誘電材料は、限定はしないが、特に窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、二酸化ケイ素、ケイ酸ハフニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化ハフニウム、および二酸化ジルコニウムを含み得る。本開示のこの態様によれば、第１の平行プレートキャパシタ４１０、第２の平行プレートキャパシタ４２０、および第３の平行プレートキャパシタ４３０は、マルチプレクサ４００など、ＲＦ適用例の異なるキャパシタンス密度およびキャパシタサイズ仕様を満たすために、異なる誘電定数を有する異なる誘電材料を用いて製作される。

図４はまた、マルチプレクサ４００のインダクタ４６０を示す。インダクタ４６０は、第３の導電層４５０の第１の部分４５０－１と、第４の導電層４６６と、第３の導電層４５０の第１の部分４５０－１と第４の導電層４６６との間に配置されたビア４６４とから構成される。導電バンプ４７０が第４の導電層４６６に結合されて、パッケージ接続が可能になる。１つの例示的な構成では、インダクタ４６０は、導電（たとえば、銅）再分配層インダクタであり得る。この構成では、第３の導電層４５０は、第３のバックエンドオブライン相互接続層Ｍ３を使用して製作される。加えて、第４の導電層４６６は、第４のバックエンドオブライン相互接続層Ｍ４を使用して製作され得る。

マルチプレクサ４００はまた、第２の導電プレート４１４を第３の導電層４５０の第１の部分４５０－１に結合する第１のビア４４２と、第２の導電プレート４２４を第３の導電層４５０の第２の部分４５０－２に結合する第２のビア４４４と、第２の導電プレート４３４を第３の導電層４５０の第３の部分４５０－３に結合する第３のビア４４６とを含む。１つの例示的な構成では、第３の導電層４５０の第４の部分４５０－４は、第４のビア４４０を通して共有の第１の導電プレート４０４へのアクセスを可能にする。マルチプレクサ４００は、マルチプレクサ４００の受動構成要素の周囲の層間誘電体（ＩＬＤ）４７４上に設けられたパッシベーション層４７２を含む。

図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の態様による、それぞれ、キャパシタとインダクタとの間で異なるレベルの重複をもつ、第１のマルチプレクサ５００および第２のマルチプレクサ５５０のトップダウン図を示す。この場合も、第１のマルチプレクサ５００および第２のマルチプレクサ５５０は、例示のために提供されており、一定の縮尺で描かれていない。図５Ａおよび図５Ｂにおけるトップダウン図の各々は、それぞれ、出力ポート５０２および５５２と、第１のマルチプレクサ５００および第２のマルチプレクサ５５０の平行プレートキャパシタおよびインダクタを形成する、複数の導電プレートおよびトレースとを示す。

図５Ｂを参照すると、第２のマルチプレクサ５５０は、第１の平行プレートキャパシタ５８０と、第２の平行プレートキャパシタ５９０と、共有のプレートの、直列結合平行プレートキャパシタ５６０とを含む。この構成では、直列結合平行プレートキャパシタは、平面２次元（２Ｄ）スパイラルインダクタ５７０のトレースセグメント（ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３）に重複する。第１の共有プレートキャパシタ５６０－１は、共有の第１の導電プレート５６２および第２の導電プレート５６４から構成される。加えて、第２の共有プレートキャパシタ５６０－２は、共有の第１の導電プレート５６２および第２の導電プレート５６６から構成される。直列結合平行プレートキャパシタ５６０は、第２のマルチプレクサ５５０の設計によって指定されたキャパシタンス密度を提供するように配置される。この構成では、直列結合平行プレートキャパシタ５６０の共有の第１の導電プレート５６２、第２の導電プレート５６４、および第２の導電プレート５６６は、２Ｄスパイラルインダクタ５７０の第１のトレースセグメントＴＳ１および第２のトレースセグメントＴＳ２と実質的に重複する。

この例示的な構成では、直列結合平行プレートキャパシタ５６０の誘電体厚さは固定であり、ＲＦ適用例の特定のキャパシタンス密度またはキャパシティサイズ仕様に適応するために変動され得ない。結果として、直列結合平行プレートキャパシタ５６０は、２Ｄスパイラルインダクタ５７０の第１のトレースセグメントＴＳ１の全体、および第２のトレースセグメントＴＳ２の一部分に重複する。残念ながら、直列結合平行プレートキャパシタ５６０と、２Ｄスパイラルインダクタ５７０のトレースセグメントＴＳ１およびＴＳ２との、この重複する配置は、２Ｄスパイラルインダクタ５７０の性能を実質的に低下させ、マルチプレクサの品質（Ｑ）値が低減し、挿入損失が低下する結果となる。

図５Ａを参照すると、第１のマルチプレクサ５００は、第１の平行プレートキャパシタ５３０と、第２の平行プレートキャパシタ５４０と、可変誘電体厚さの平行プレートキャパシタ５１０とを含む。可変誘電体厚さの平行プレートキャパシタ５１０は、第１の導電プレート５１２と、可変厚さの誘電体層と、第２の導電プレート５１４とから構成される。図５Ｂと同様に、第１のマルチプレクサ５００もまた、第１のトレースセグメントＴＳ１、第２のトレースセグメントＴＳ２、および第３のトレースセグメントＴＳ３から構成された、平面２次元（２Ｄ）スパイラルインダクタ５２０を含む。

第２のマルチプレクサ５５０とは対照的に、第１のマルチプレクサ５００は、可変誘電体厚さの平行プレートキャパシタ５１０と、２Ｄスパイラルインダクタ５２０のトレースセグメント（ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３）との間の重複が低減されるように配置される。本開示の一態様によれば、可変誘電体厚さの平行プレートキャパシタ５１０は、図３のマルチプレクサ３００の第１の平行プレートキャパシタ３１０に対応し得る。１つの例示的な構成では、平行プレートキャパシタ５１０の誘電体層厚さは、特定のキャパシタンス密度およびキャパシタサイズ仕様を満たすために減少させられる。結果として、平行プレートキャパシタ５１０は、２Ｄスパイラルインダクタ５２０のトレースセグメント（ＴＳ１、ＴＳ２、およびＴＳ３）との重複が低減される。具体的には、平行プレートキャパシタ５１０は、２Ｄスパイラルインダクタ５２０の第１のトレースセグメントＴＳ１の一部分のみに重複する。

１つの例示的な構成では、重複面積は、キャパシタの導電プレートの総面積の割合として表され得る。別の構成では、重複面積は、０．１ミクロン（μｍ）など、特定の測定値として表され得る。また別の構成では、重複面積は、スパイラルインダクタのトレースセグメントの数に関して表され得る。たとえば、平行プレートキャパシタ５１０は、第１のトレースセグメントＴＳ１の一部分で２Ｄスパイラルインダクタ５２０に重複すると言われ、直列結合平行プレートキャパシタ５６０は、２つ以上のトレースセグメントで２Ｄスパイラルインダクタ５７０に重複すると言われる。

図６は、本開示の一態様による、第１の直列結合キャパシタ６１０および第２の直列結合キャパシタ６２０のトップダウン図６００を示す。本開示の１つの例示的な態様では、第２の直列結合キャパシタ６２０は、固定の厚さを有する。たとえば、５０×５０μｍの固定誘電体層厚さは、２つのキャパシタ６２２および６２４の間の固定の大きいギャップ６２３を有する、２つのＳｉＮｘキャパシタを用いて達成され得る。

さらに図６を参照すると、第１の直列結合キャパシタ６１０は、異なるキャパシタンス密度およびパケットサイズ仕様を達成するために、増大した誘電体層厚さを有する。たとえば、誘電体層の厚さは、同じプレート上で４つのキャパシタ６１２、６１４、６１６、および６１８を直列に接続し、キャパシタ６１４とキャパシタ６１６との間のギャップ６１３を低減することによって増大される。第１の直列結合キャパシタ６１０において示されたものなど、例示的な構成は、より厚い誘電体層と、より大きいキャパシタサイズとを生じ得る。これによって、次に、いくつかの適用例では望ましい、受動デバイスのためのより良い許容差およびキャパシタンス密度制御が達成され得る。１つの例示的な構成では、第１の直列結合キャパシタ６１０は、４つのキャパシタ６１２、６１４、６１６、および６１８が同じプレート上で直列に接続され、キャパシタ間のギャップ６１３が低減されるとき、１００μｍ×１００μｍの厚さを有し得る。

図７は、変動する厚さを有する複数のキャパシタをもつ受動デバイスを作るための方法である。ブロック７０２で、第１の導電層が基板上に堆積されて、共有の第１の導電プレートが形成される。基板は、基板３０２であり得、共有の第１の導電プレートは、図３の共有の第１の導電プレート３０４であり得る。ブロック７０４で、第１の誘電体層厚さを有する第１の誘電体層が、共有の第１の導電プレートの第１の部分上に堆積される。第１の誘電体層は、図３の第１の平行プレートキャパシタ３１０の第１の誘電体層３１２であり得る。

再び図７を参照すると、ブロック７０６で、第２の厚さをもつ第２の誘電体層が、共有の第１の導電プレートの第２の部分上に堆積される。共有の第１の導電プレートの第２の部分は、第１の誘電体層と第２の誘電体層との間のあらかじめ決定された空間をもつ第１の誘電体層に隣接し得る。１つの例示的な構成では、第１の誘電体層および第２の誘電体層は、同じ誘電材料のものであり、第２の誘電体層厚さは、第１の誘電体層厚さとは異なる。第２の誘電体層は、図３に示すような、第２の誘電体厚さ３２６を有する第２の平行プレートキャパシタ３２０の第２の誘電体層３２２であり得る。

再び図７を参照すると、ブロック７０８で、方法７００は、第１の誘電体層上に第２の導電層を堆積させて、第１の平行プレートキャパシタの第２のプレートを形成することを含む。ブロック７１０で、第２の導電層が、第２の誘電体層上に堆積されて、第２の平行プレートキャパシタの第２のプレートが形成される。１つの例示的な構成では、ブロック７０８および７１０は、図３に示すような、第１の誘電体厚さ３１６を有する第１の平行プレートキャパシタ３１０、および、第１の誘電体厚さ３１６未満の第２の誘電体厚さ３２６を有する第２の平行プレートキャパシタ３２０を形成する。

従来のキャパシタは、キャパシタの誘電材料の定数および厚さがデバイスまたは平面内で変動し得ない仕様に基づいて、設計されている。しかしながら、ますます多くの適用例では、所望のキャパシタンス密度およびキャパシタサイズが、たとえば、受動ＲＦデバイス内のキャパシタごとに変動し得る。たとえば、いくつかのキャパシタでは、高いキャパシタンス密度が望まれることがあり、他のキャパシタでは、高品質（Ｑ）値が望まれることがある。さらに異なるセットのキャパシタでは、高密度および高いＱ値の組合せが望まれることがある。

１つのそのような適用例は、広範囲の無線周波数（たとえば、７００ＭＨｚのベースバンドからずっと２０ＧＨｚ以上まで）に適応する、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）デバイスのマルチプレクサまたはダイプレクサである。特定の周波数範囲では、所望のキャパシタンス密度があり、所望のキャパシタンス密度は、使用中の周波数帯域が変化するにつれて変化する。したがって、ＲＦ適用例の異なるキャパシティ密度仕様を満たすために、キャパシタを調整することが望ましい。いくつかの他の場合には、異なるキャパシタンスサイズまたは低減されたキャパシタンスサイズが、特定の設計仕様を満たすために、同じ受動デバイス内で望まれることがある。

本開示の態様は、多密度ＭＩＭキャパシタの形態で異なるキャパシタンス密度または低減されたキャパシタサイズに適応するために、受動デバイス内のキャパシタ誘電体の厚さまたは材料の変動を提案する。本開示の一態様によれば、同じ誘電材料の厚さのみが、キャパシタのセットの間で変動し得る。この手法の１つの利点は、プロセスが同じ誘電材料に合わせて較正されるので、製作プロセスが比較的単純であることである。本開示の別の態様によれば、キャパシタのセットの誘電材料の同じ厚さを維持しながら、誘電材料の定数が変動し得る。

本開示のまた別の態様によれば、適用例の特定の設計仕様に適応するために、誘電材料の定数と厚さの両方が変動し得る。この手法の１つの利点は、特に、キャパシタサイズが制約される場合の、広範囲のキャパシタンス密度の適応である。本開示の他の利点は、チップの同じ基板上で製作されたキャパシタとインダクタの両方のための品質改善を含む。一構成では、インダクタがキャパシタの近くに構築される。キャパシタサイズは、キャパシタの誘電材料の厚さを増すことによって、同様のキャパシタンス値を維持しながら、低減され得る。次に、これによって、インダクタの挿入損失を低減することによって、インダクタの性能を改善することができる。

図８は、本開示の一態様が有利に使用され得る例示的なワイヤレス通信システム８００を示すブロック図である。例示の目的で、図８は、３つのリモートユニット８２０、８３０、および８５０と、２つの基地局８４０とを示す。ワイヤレス通信システムはより多くのリモートユニットおよび基地局を有し得ることを認識されよう。リモートユニット８２０、８３０、および８５０は、開示した多密度ＭＩＭキャパシタを含む、ＩＣデバイス８２５Ａ、８２５Ｃ、および８２５Ｂを含む。基地局、スイッチングデバイス、およびネットワーク機器などの他のデバイスも、開示する多密度ＭＩＭキャパシタを含み得ることが認識されよう。図８は、基地局８４０からリモートユニット８２０、８３０、および８５０への順方向リンク信号８８０、ならびに、リモートユニット８２０、８３０、および８５０から基地局８４０への逆方向リンク信号８９０を示す。

図８では、リモートユニット８２０は、モバイル電話として示され、リモートユニット８３０は、ポータブルコンピュータとして示され、リモートユニット８５０は、ワイヤレスローカルループシステム内の固定ロケーションリモートユニットとして示される。たとえば、リモートユニットは、モバイルフォン、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、携帯情報端末（ＰＤＡ）などのポータブルデータユニット、ＧＰＳ対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、通信デバイス、エンターテインメントユニット、メーター読取り機器などの固定ロケーションデータユニット、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶するかもしくは取り出す他のデバイス、あるいはそれらの組合せであり得る。図８は、本開示の態様によるリモートユニットを示すが、本開示は、これらの例示的に示されるユニットに限定されない。本開示の態様は、開示する多密度ＭＩＭキャパシタを含む多くのデバイスにおいて、好適に使用され得る。

図９は、上記で開示した多密度ＭＩＭキャパシタの回路設計、レイアウト設計、および論理設計に使用される設計用ワークステーションを示すブロック図である。設計用ワークステーション９００は、オペレーティングシステムソフトウェア、サポートファイル、およびＣａｄｅｎｃｅやＯｒＣＡＤなどの設計ソフトウェアを収容するハードディスク９０１を含む。設計用ワークステーション９００はまた、回路９１０または多密度ＭＩＭキャパシタ９１２の設計を容易にするために、ディスプレイ９０２を含む。記憶媒体９０４が、回路９１０または多密度ＭＩＭキャパシタ９１２の設計を有形に記憶するために設けられる。回路９１０または多密度ＭＩＭキャパシタ９１２の設計は、ＧＤＳＩＩまたはＧＥＲＢＥＲなどのファイルフォーマットで記憶媒体９０４上に記憶され得る。記憶媒体９０４は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリ、または他の好適なデバイスであり得る。さらに、設計用ワークステーション９００は、記憶媒体９０４から入力を受け取るか、または記憶媒体９０４に出力を書き込むための、ドライブ装置９０３を含む。

記憶媒体９０４上に記録されたデータは、論理回路構成、フォトリソグラフィマスクのためのパターンデータ、または電子ビームリソグラフィなどのシリアル書込みツールのためのマスクパターンデータを指定し得る。データはさらに、論理シミュレーションに関連したタイミング図やネット回路などの論理検証データを含み得る。記憶媒体９０４上にデータを備えると、半導体ウエハを設計するためのプロセス数が減ることによって、回路９１０または多密度ＭＩＭキャパシタ９１２の設計が容易になる。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアの実装形態の場合、方法は、本明細書で説明した機能を実行するモジュール（たとえば、手順、関数など）を用いて実装され得る。本明細書で説明する方法を実施する際に、命令を有形に具現する機械可読媒体が使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶され得、プロセッサユニットによって実行され得る。メモリは、プロセッサユニット内でまたはプロセッサユニットの外部に実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のタイプのメモリを指し、特定のタイプのメモリもしくは特定の数のメモリ、またはメモリが格納される媒体のタイプに限定されるべきではない。

機能は、ファームウェアおよび／またはソフトウェアにおいて実装される場合、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令またはコードとして記憶され得る。例には、データ構造を用いて符号化されたコンピュータ可読媒体、およびコンピュータプログラムを用いて符号化されたコンピュータ可読媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または、所望のプログラムコードを命令もしくはデータ構造の形態で記憶するために使用することができるとともに、コンピュータによってアクセスすることができる他の媒体を含むことができ、本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（ｄｉｓｃ）（登録商標）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。

コンピュータ可読媒体上のストレージに加えて、命令および／またはデータは、通信装置に含まれる伝送媒体上の信号として提供され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを表す信号を有するトランシーバを含み得る。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに、特許請求の範囲において概説される機能を実装させるように構成される。

本開示およびその利点が詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の技術から逸脱することなく、明細書で様々な変更、置換、および改変が行われ得ることを理解されたい。たとえば、「上」および「下」などの関係語が、基板または電子デバイスに関して使用される。当然、基板または電子デバイスが反転される場合、上は下に、下は上になる。加えて、横向きの場合、上および下は、基板または電子デバイスの側面を指すことがある。その上、本出願の範囲は、本明細書で説明するプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の構成に限定されることを意図していない。本開示から当業者が容易に諒解するように、本明細書で説明する対応する構成と実質的に同じ機能を実行するかまたは実質的にそれと同じ結果を達成する、現存するかまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、本開示に従って利用され得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップをそれらの範囲内に含むことを意図する。

本明細書の開示に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを、当業者はさらに諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアとのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能が、ハードウェアとして実装されるのか、それともソフトウェアとして実装されるのかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約によって決まる。当業者は説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきでない。

本明細書の開示に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で説明する機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ（たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成）として実装され得る。

本開示に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて直接実施されてもよく、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて実施されてもよく、あるいはその２つの組合せにおいて実施されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体に存在し得る。プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ること、および記憶媒体に情報を書き込むことができるように、例示的な記憶媒体がプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサに一体化され得る。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣの中に存在してよい。ＡＳＩＣはユーザ端末の中に存在してよい。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、個別の構成要素としてユーザ端末の中に存在してよい。

１つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶され得るか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、あるいは、指定されたプログラムコード手段を命令またはデータ構造の形態で搬送または記憶するために使用され得るとともに、汎用もしくは専用コンピュータ、または汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得る。また、任意の接続が、適正にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（ｄｉｓｃ）（登録商標）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。

本開示のこれまでの説明は、任意の当業者が本開示を作製または使用できるようにするために提供される。本開示の様々な修正が当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義する一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものでなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

１００ 無線周波数（ＲＦ）フロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュール、ＲＦフロントエンドモジュール
１０２、２１８ 電力増幅器
１０４ デュプレクサ／フィルタ
１０６ 無線周波数（ＲＦ）スイッチモジュール、ＲＦスイッチモジュール
１０８ 受動コンバイナ
１１２ チューナー回路
１１２Ａ 第１のチューナー回路
１１２Ｂ 第２のチューナー回路
１１５ 接地端子
１１４、１９２、１９４、２１６ アンテナ
１１６、１２２、１３２、１５８、１６２、１６４、１７４、６１２、６１４、６１６、６１８、６２２、６２４ キャパシタ
１１８、１６６、３６０、４６０ インダクタ
１２０ ワイヤレストランシーバ（ＷＴＲ）
１３０ モデム
１４０ アプリケーションプロセッサ（ＡＰ）
１５０ ＲＦフロントエンド（ＲＦＦＥ）モジュール
１５２ 電源
１５４ クロック
１５６ 電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）、ＰＭＩＣ
１６０ チップセット
１７０ ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（たとえば、ＷｉＦｉ）モジュール、ＷｉＦｉモジュール
１７２ ＷＬＡＮモジュール
１８０ デュプレクサ
２００ ダイプレクサ
２００－１ 第１のダイプレクサ
２００－２ 第２のダイプレクサ
２０１ システムボード
２０２、３０２ 基板
２１０ アンテナスイッチ、アンテナスイッチ（ＡＳＷ）
２１０－１ ハイバンドアンテナスイッチ
２１０－２ ローバンドアンテナスイッチ
２１２ ハイバンド（ＨＢ）入力ポート
２１４ ローバンド（ＬＢ）入力ポート
２２０ ＲＦスイッチ
２３０ フィルタ
２５０ ＲＦフロントエンドモジュール
３００、４００ マルチプレクサ
３０４、４０４、５６２ 共有の第１の導電プレート
３１０、４１０、５３０、５８０ 第１の平行プレートキャパシタ
３１２、４１２ 第１の誘電体層
３１４、３２４、３３４、４１４、４２４、４３４、５１４、５６４、５６６ 第２の導電プレート
３１６ 第１の誘電体厚さ
３２０、４２０、５４０、５９０ 第２の平行プレートキャパシタ
３２２、４２２ 第２の誘電体層
３２６ 第２の誘電体厚さ
３３０、４３０ 第３の平行プレートキャパシタ
３３２、４３２ 第３の誘電体層
３３６ 第３の誘電体厚さ
３４０、４４０ 第４のビア
３４２、４４２ 第１のビア
３４４、４４４ 第２のビア
３４６、４４６ 第３のビア
３５０、４５０ 第３の導電層
３５０－１、４５０－１ 第１の部分
３５０－２、４５０－２ 第２の部分
３５０－３、４５０－３ 第３の部分
３５０－４、４５０－４ 第４の部分
３６４、４６４ ビア
３６６、４６６ 第４の導電層
３７０、４７０ 導電バンプ
３７２、４７２ パッシベーション層
３７４、４７４ 層間誘電体（ＩＬＤ）
４０２ 基板層、基板
５００ 第１のマルチプレクサ
５０２、５５２ 出力ポート
５１０ 可変誘電体厚さの平行プレートキャパシタ、平行プレートキャパシタ
５１２ 第１の導電プレート
５２０、５７０ 平面２次元（２Ｄ）スパイラルインダクタ、２Ｄスパイラルインダクタ
５５０ 第２のマルチプレクサ
５６０ 直列結合平行プレートキャパシタ
５６０－１ 第１の共有プレートキャパシタ
５６０－２ 第２の共有プレートキャパシタ
６１０ 第１の直列結合キャパシタ
６１３ ギャップ
６２０ 第２の直列結合キャパシタ
６２３ 固定の大きいギャップ
ＴＳ１ トレースセグメント、第１のトレースセグメント
ＴＳ２ トレースセグメント、第２のトレースセグメント
ＴＳ３ トレースセグメント、第３のトレースセグメント
８００ ワイヤレス通信システム
８２０、８３０、８５０ リモートユニット
８２５Ａ、８２５Ｂ、８２５Ｃ ＩＣデバイス
８４０ 基地局
８８０ 順方向リンク信号
８９０ 逆方向リンク信号
９００ 設計用ワークステーション
９０１ ハードディスク
９０２ ディスプレイ
９０３ ドライブ装置
９０４ 記憶媒体
９１０ 回路
９１２ 多密度ＭＩＭキャパシタ

Claims (15)

1. 受動デバイスであって、
   共通平面における複数の平行プレートキャパシタであって、前記複数の平行プレートキャパシタの各々が、一対の導電プレートの間に誘電体層を有する、複数の平行プレートキャパシタを備え、
   前記受動デバイスが、さらに、
   前記複数の平行プレートキャパシタのうちの第１の平行プレートキャパシタであって、第１の誘電定数の第１の誘電材料の単一層を有する第１の平行プレートキャパシタ、および、前記複数の平行プレートキャパシタのうちの第２の平行プレートキャパシタであって、前記第１の誘電定数と異なる第２の誘電定数の第２の誘電材料の単一層を有する第２の平行プレートキャパシタと、
   相互接続された複数のトレースセグメントを含む２次元スパイラルインダクタと、
   を備え、
   前記平行プレートキャパシタの１つのみが、前記相互接続されたトレースセグメントの１つのみに重複し、前記他の平行プレートキャパシタが、前記相互接続されたトレースセグメントの何れにも重複しないことを特徴とする、受動デバイス。
2. 前記受動デバイスが、パッシブオンガラスＰＯＧデバイスを備える、請求項１に記載の受動デバイス。
3. 前記複数の平行プレートキャパシタが、金属絶縁体金属ＭＩＭキャパシタを備える、請求項１に記載の受動デバイス。
4. 前記金属絶縁体金属ＭＩＭキャパシタが、異なる誘電材料から構成される、請求項３に記載の受動デバイス。
5. 前記第１の平行プレートキャパシタと同じ誘電材料及び誘電定数の単一層を有する、第３の平行プレートキャパシタをさらに備え、前記第３の平行プレートキャパシタが、前記第１の平行プレートキャパシタと直列に接続される、請求項３に記載の受動デバイス。
6. 前記受動デバイスが、マルチプレクサの一部である、請求項１に記載の受動デバイス。
7. 受動デバイスであって、
   共通平面における複数の平行プレートキャパシタであって、前記複数の平行プレートキャパシタの各々が、一対の導電プレートの間に誘電体層を有する、複数の平行プレートキャパシタを備え、
   前記受動デバイスが、さらに、
   前記複数の平行プレートキャパシタのうちの第１の平行プレートキャパシタであって、第１の誘電体厚さ及び第１の誘電定数の第１の誘電体層を有する第１の平行プレートキャパシタ、および、前記複数の平行プレートキャパシタのうちの第２の平行プレートキャパシタであって、第２の誘電体厚さの第２の誘電体層を有し、前記第１の誘電体厚さが前記第２の誘電体厚さと異なり、前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層が同じ材料のものである、第２の平行プレートキャパシタと、
   相互接続された複数のトレースセグメントを含む２次元スパイラルインダクタと、
   を備え、
   前記平行プレートキャパシタの１つのみが、前記相互接続されたトレースセグメントの１つのみに重複し、前記他の平行プレートキャパシタが、前記相互接続されたトレースセグメントの何れにも重複しないことを特徴とする、受動デバイス。
8. 前記受動デバイスが、パッシブオンガラスＰＯＧデバイスを備える、請求項７に記載の受動デバイス。
9. 前記複数の平行プレートキャパシタが、金属絶縁体金属ＭＩＭキャパシタを備える、請求項７に記載の受動デバイス。
10. 前記第１の平行プレートキャパシタと同じ誘電体厚さと誘電定数とを有する、第３の平行プレートキャパシタをさらに備え、前記第３の平行プレートキャパシタが、前記第１の平行プレートキャパシタと直列に接続される、請求項９に記載の受動デバイス。
11. 前記誘電体層が、窒化ケイ素ＳｉＮ、酸化アルミニウムＡｌＯ、および五酸化タンタルＴａ_２Ｏ_５を含む、請求項９に記載の受動デバイス。
12. 前記受動デバイスが、マルチプレクサの一部である、請求項９に記載の受動デバイス。
13. 前記受動デバイスが、モバイルデバイスの一部である、請求項９に記載の受動デバイス。
14. 前記第１の厚さおよび前記第２の厚さの範囲が、０．１ミクロンから１ミクロンを含む、請求項９に記載の受動デバイス。
15. 無線周波数ＲＦフロントエンドモジュールであって、
    請求項１から１４の何れか一項に記載の受動デバイスを備えるマルチプレクサと、
    前記マルチプレクサの出力に結合されたアンテナと
    を備えるＲＦフロントエンドモジュール。

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