KR100792705B1 - 병렬 바랙터를 이용한 커패시터 - Google Patents

병렬 바랙터를 이용한 커패시터 Download PDF

Info

Publication number
KR100792705B1
KR100792705B1 KR1020060068478A KR20060068478A KR100792705B1 KR 100792705 B1 KR100792705 B1 KR 100792705B1 KR 1020060068478 A KR1020060068478 A KR 1020060068478A KR 20060068478 A KR20060068478 A KR 20060068478A KR 100792705 B1 KR100792705 B1 KR 100792705B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
varactor
capacitance
capacitor
terminal
parallel
Prior art date
Application number
KR1020060068478A
Other languages
English (en)
Inventor
김세엽
Original Assignee
인티그런트 테크놀로지즈(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인티그런트 테크놀로지즈(주) filed Critical 인티그런트 테크놀로지즈(주)
Priority to KR1020060068478A priority Critical patent/KR100792705B1/ko
Priority to EP07112713A priority patent/EP1881531A2/en
Priority to US11/780,355 priority patent/US7781821B2/en
Priority to CNA2007101303942A priority patent/CN101110421A/zh
Priority to JP2007189605A priority patent/JP2008028397A/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR100792705B1 publication Critical patent/KR100792705B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0805Capacitors only
    • H01L27/0808Varactor diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0805Capacitors only
    • H01L27/0811MIS diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors having potential barriers
    • H01L29/94Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 커패시터(Capacitor)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터는 제1 애노드 단자와 제1 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제1 커패시턴스가 가변 되는 제1 바랙터(varactor); 및 제2 애노드 단자와 제2 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제2 커패시턴스가 가변 되는 제2 바랙터를 포함하고, 제1 애노드 단자는 제2 캐소드 단자와 연결되고, 제1 캐소드 단자는 제2 애노드 단자와 연결되는 것을 특징으로 이루어진다.
커패시터(capacitor), 바랙터(varactor), MIM(Metal Insulator Metal), MOS(Series Metal-Oxide Semiconductor), 병렬(parallel), 직렬(series)

Description

병렬 바랙터를 이용한 커패시터{CAPACITOR USING PARALLEL VARACTOR}
도 1은 종래의 제1 및 제2 MIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터가 병렬(parallel)로 연결된 병렬 MIM 커패시터의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 제1 및 제2 MOS(Metal-Oxide Semiconductor) 커패시터가 직렬(series)로 연결된 직렬 MOS 커패시터의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 병렬 바랙터(Varactor)를 이용한 커패시터의 구조를 도시한 것이다.
도 4a와 도 4b는 종래의 직렬 MOS 커패시터의 커패시턴스 특성을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터의 커패시턴스 특성을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
도 6은 동일한 커패시턴스를 갖는 종래의 병렬 MIM 커패시터, 종래의 직렬 MOS 커패시터 및 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터가 차지하는 면적을 비교하기 위하여 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터가 포함된 필터의 주파수 응답 그래프를 도시한 것이다.
도 8은 p형 물질로 도핑된 기판(p-sub)에 n-웰(n-well)이 각각 2개가 형성된 것으로 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터를 나타낸 단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 **
300: 커패시터
310: 제1 바랙터(Varactor)
320: 제2 바랙터
본 발명은 커패시터(Capacitor)에 관한 것이다.
도 1은 제1 및 제2 MIM(Metal Insulator Metal) 커패시터(110, 120)가 병렬(parallel)로 연결된 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)의 구조를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)는 구조가 간단한 반면, 커패시턴스 밀도가 낮기 때문에 높은 커패시턴스가 요구되는 회로에서 사용할 경우 전체 회로의 부피가 커지는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것이 직렬(series) MOS(Metal-Oxide Semiconductor) 커패시터이다.
도 2는 종래의 직렬 MOS 커패시터(200)의 구조를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 직렬 MOS 커패시터(200)는 제1 및 제2 MOS 커패시터(210, 220)가 직렬로 연결되고, 제1 및 제2 MOS 커패시터(210, 220)의 사이에 500kΩ이상의 등가합성저항(R)이 삽입된다. 등가합성저항(R)은 제1 또는 제2 MOS 커패시터(210, 220)의 동작을 강반전(strong inversion) 영역에서 동작하도록 하는 역할을 한다. 그러나 이러한 구조에 의하더라도, 삽입된 등가합성저항(R)으로 인해 부피를 효과적으로 줄이지는 못하게 되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 동일한 커패시턴스를 유지하면서도 크기가 작은 커패시터를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터는 제1 애노드 단자와 제1 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제1 커패시턴스가 가변 되는 제1 바랙터(varactor); 및 제2 애노드 단자와 제2 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제2 커패시턴스가 가변 되는 제2 바랙터; 를 포함하고, 상기 제1 애노드 단자는 상기 제2 캐소드 단자와 연결되고, 상기 제1 캐소드 단자는 상기 제2 애노드 단자와 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스의 합성 커패시턴스는 일정한 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 바랙터와 상기 제2 바랙터는 MOS(Metal-Oxide Semiconductor)인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 합성 커패시턴스는 상기 제1 바랙터의 MOS의 특성과 상기 제2 바랙터의 MOS의 특성을 변경시킴으로써 일정해지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 바랙터의 MOS의 특성과 상기 제2 바랙터의 MOS의 특성은 채널의 폭과 채널의 길이 및 도핑농도에 대응하여 가변 되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 커패시턴스는 상기 제2 커패시턴스와 같은 것이 바람직하다.
여기서, 상기 병렬 바랙터 커패시터는 플로팅(Floating) 커패시터인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 병렬 바랙터 커패시터는 양단이 서로 대칭(symmetry)인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 바랙터와 상기 제2 바랙터는 같은 반도체 기판에 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 병렬 바렉터를 이용한 커패시터를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 제1 바랙터(310) 및 제2 바랙터(320)를 포함하고, 제1 및 제2 바랙터(Varactor; 310, 320)는 병렬(parallel)로 연결된다.
제1 바랙터(310)의 애노드 단자는 제1 단자(①)에 연결되고, 제1 바랙터(310)의 캐소드 단자는 제2 단자(②)에 연결된다. 제2 바랙터(320)의 애노드 단자는 제2 단자(②)에 연결되고, 제2 바랙터(320)의 캐소드 단자는 제1 단자(①)에 연결된다. 즉, 제1 애노드 단자인 제1 바랙터(310)의 애노드 단자는 제2 캐소드 단자인 제2 바랙터(320)의 캐소드 단자에 연결되고, 제1 캐소드 단자인 제1 바랙터(310)의 캐소드 단자는 제2 애노드 단자인 제2 바랙터(320)의 애노드 단자에 연결되는 것이다. 여기서, 제1 및 제2 바랙터(310, 320)는 MOS(Metal Oxide Semiconductor)를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, MOS의 초기 커패시턴스는 채널의 폭과 채널의 길이 또는 도핑농도에 따라 달라지게 된다. 여기서, MOS는 MOS에 정방향의 전압이 인가되면 특정전압 이상에서는 커패시턴스가 감소하다가 포화전압을 넘게 되면 일정한 커패시턴스를 갖는 특성과 MOS에 역방향의 전압이 인가되면 특정전압까지는 커패시턴스가 일정하게 유지되다가 일정전압을 넘어서면 커패시턴스가 상승하고 포화전압을 넘게 되면 다시 일정한 커패시턴스를 갖는 특성이 있다.
본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 상술한 MOS의 특성을 이용한 것으로, 전압에 따라 커패시턴스가 가변 되는 제1 바랙터(310)와 제2 바랙터(320)를 병렬 연결하고, 전압을 제1 바랙터(310)와 제2 바렉터(320)의 애노드 단자와 캐소드 단자에 각각 서로 반대로 인가시켜, 제1 바랙터(310)의 제1 커패시턴스가 감소되면, 제2 바랙터(320)의 제2 커패시턴스를 증가되도록 하여 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)의 합성 커패시턴스는 일정하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 제1 바랙터(310)와 제2 바랙터(320)가 병렬 연결되어 양단이 서로 대칭(symmetry)적인 구조가 된다.
본 발명의 특성을 더욱 자세히 이해하기 위하여 도 4a에 도시된 종래의 직렬 MOS 커패시터와 도 5a에 도시된 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)의 특성을 비교하면 다음과 같다.
도 4a는 종래의 직렬 MOS 커패시터(200)의 커패시턴스의 변화를 설명하기 위하여 도시한 회로이고, 도 4b는 전술한 도 4a의 회로에 따른 커패시턴스의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4a에서 (a)의 회로는 커패시턴스가 4pF인 제1 MOS 커패시터와 저항(500kΩ)을 포함한다. 여기서, 저항(500kΩ)은 제1 MOS 커패시터와 접지 사이에 전기적으로 연결된다. 도 4b에서 (a)의 그래프는 도 4a의 (a)의 회로에서 제1 및 제3 단자(①, ③)에 0(V)가 인가되고, 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 4a의 (a)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 0.2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (a)에 도시된 바와 같이 4.4pF에서 1pF로 감소된다. 도 4a의 (a)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.2(V)에서 0.6(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (a)에 도시된 바와 같이 1pF에서 3.8pF로 급상승된다. 도 4a의 (a)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.6(V)에서 2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (a)에 도시된 바와 같이 3.8pF에서 4.2pF로 완만히 상승된다.
도 4a에서 (b)의 회로는 커패시턴스가 4pF인 제2 MOS 커패시터와 저항(500kΩ)을 포함한다. 여기서, 저항(500kΩ)은 제2 MOS 커패시터와 접지 사이에 전기적으로 연결된다. 도 4b에서 (b)의 그래프는 도 4a의 (b)의 회로에서 제3 단자(③) 에 1(V)가 인가되어 제1 단자(①)의 전압이 0(V)가 되고, 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 4a의 (b)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 0.4(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 4.2pF에서 3.8pF로 완만히 감소된다. 도 4a의 (b)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.4(V)에서 0.8(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 3.8pF에서 1pF로 급감된다. 도 4a의 (b)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.8(V)에서 2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 1pF에서 3.3pF로 급상승된다.
도 4a에서 (c)의 회로는 각각의 커패시턴스가 4pF인 제1 및 제2 MOS 커패시터와 저항(500kΩ)을 포함하고, 제1 및 제2 MOS 커패시터가 직렬 연결된다. 여기서, 저항(500kΩ)은 제1 및 제2 MOS 커패시터와 접지 사이에 전기적으로 연결된다. 도 4b에서 (c)의 그래프는 도 4a의 (c)의 회로에서 제3 단자(③)에 1(V)가 인가되어 제1 단자(①)의 전압이 0(V)가 되고, 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 4a의 (c)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 -1.6(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 4b의 (c)에 도시된 바와 같이 2.2pF에서 2pF로 완만히 감소된다. 도 4a의 (c)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 -1.6(V)에서 0.2(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 4b의 (c)에 도시된 바와 같이 2pF에서 0.9pF로 완만히 감소된다. 도 4a의 (c)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.2(V)에서 0.6(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 4b의 (c)에 도시된 바와 같이 0.9pF에서 1.9pF로 급상승된다. 도 4a의 (c)의 제2 단자(②)에 인가되는 전압이 0.6(V)에서 2(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 4b의 (c)에 도시된 바와 같이 1.9pF에서 2pF로 완만하게 상승된다.
이러한 결과에 의하여, 각각의 커패시턴스가 4pF인 제1 및 제2 MOS 커패시터를 포함하는 종래의 직렬 MOS 커패시터(200)는 기준 전압이 1(V)이고, 기준 전압의 범위가 0.6(V)에서 1.4(V)이며, 커패시턴스가 2pF를 기준으로 4.7%정도의 오차가 허용되는 회로에 사용될 수 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)의 커패시턴스의 변화를 설명하기 위하여 도시한 회로이고, 도 5b는 전술한 도 5a의 회로에 따른 커패시턴스의 변화를 도시한 그래프로서 자세한 설명은 다음과 같다.
도 5a에서 (a)의 회로는 커패시턴스가 1pF인 제1 바랙터(C1)를 포함한다. 도 5b에서 (a)의 그래프는 도 5a의 (a)의 회로에서 제2 단자(②)에 1(V)가 인가되고, 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 5a의 (a)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 0.2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이 1.5pF로 유지된다. 도 5a의 (a)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 0.2(V)에서 1.4(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이 1.5pF에서 0.4pF로 하강된다. 도 5a의 (a)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 1.4(V)에서 2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이 0.4pF에서 0.3pF로 완만히 하강된다.
도 5a에서 (b)의 회로는 커패시턴스가 1pF인 제2 바랙터(C2)를 포함한다. 도 5b에서 (b)의 그래프는 도 5a의 (b)의 회로에서 제2 단자(②)에 1(V)가 인가되고, 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 5a의 (b)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 0.4(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (b)에 도시된 바와 같이 0.3pF로 유지된다. 도 5a의 (b)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 0.4(V)에서 1.4(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (b)에 도시된 바와 같이 0.3pF에서 1.5pF로 상승한다. 도 5a의 (b)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 1.4(V)에서 2(V)로 증가되면 커패시턴스는 도 5b의 (b)에 도시된 바와 같이 1.5pF로 유지된다.
도 5a에서 (c)의 회로는 각각의 커패시턴스가 1pF인 제1 및 제2 바랙터(C1, C2)가 포함되어 각각 병렬로 연결된다. 도 5b에서 (c)의 그래프는 도 5a의 (c)의 회로에서 제2 단자(②)에 1(V)가 인가되고, 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 2(V)로 변동되는 경우에 따른 합성 커패시턴스의 변화가 도시된 것이다. 도 5a의 (c)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 -2(V)에서 0.2(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 5b의 (c)에 도시된 바와 같이 1.8pF로 유지된다. 도 5a의 (c)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 0.2(V)에서 1.0(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 5b의 (c)에 도시된 바와 같이 1.8pF에서 2.0pF로 완만히 상승된다. 도 5a의 (c)의 제1 단자(①)에 인가되는 전압이 1.0(V)에서 2.0(V)로 증가되면 합성 커패시턴스는 도 5b의 (c)에 도시된 바와 같이 2.0pF에서 1.8pF로 완만히 하강된다.
상술한 바와 같이, 각각의 커패시턴스가 1pF인 제1 및 제2 바랙터(C1, C2)가 포함된 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 기준 전압이 1(V)이고, 기준 전압의 범위가 0.6(V)에서 1.4(V)이며, 커패시턴스가 2pF를 기준으로 6.5%정도의 오차가 허용되는 회로에 사용되어, 소정의 전압범위에서 인가되는 전압의 변동에도 일정한 합성 커패시턴스를 갖게 된다.
도 6은 동일한 커패시턴스로 형성 시 병렬 MIM 커패시터(100), 직렬 MOS 커패시터(200) 및 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)의 크기를 비율에 맞게 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 합성 커패시턴스가 2pF로 동일한 경우에 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)의 크기는 3,234㎛2이고, 종래의 직렬 MOS 커패시터(200)의 크기는 1,272㎛2인데 비하여, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)의 크기는 495㎛2가 되어 병렬 MIM 커패시터(100) 및 직렬 MOS 커패시터(200)보다 크기가 현저하게 작아진다.
도 7은 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)가 포함된 필터의 주파수 특성을 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)가 포함된 필터의 차단 주파수(cut-off frequency; Fc) 및 주파수 응답 특성은 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)가 포함된 필터의 차단 주파수 및 주파수 응답 특성과 동등하다. 또한, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)가 포함된 필터의 특성 중 1dB 이득 감쇄 특성, IMD3(3-order Intermodulation Distortion) 특성, In-band Transient 특성과 Out-band Transient 특성과 통상(Typical)의 공정으로 제작된 공정(TTTT)인 경우, 고품질(Best case) 또는 고속(Fast)의 공정으로 제작된 공정(FFFF)인 경우 및 저품질(Worst case) 또는 저속(Slow)의 공정으로 제작된 공정(SSSS)인 경우의 특성들은 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)가 포함된 필터의 특성과 동등하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 종래의 병렬 MIM 커패시터(100)와 그 특성이 동등하고 높은 커패시턴스 밀도를 갖는 장점이 있다.
도 8은 p형 물질로 도핑된 기판(p-sub)에 n-웰(n-well)이 각각 2개가 형성된 것으로 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)를 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, p형 기판(p-sub)에 형성된 각각의 n-웰(n-well)에는 게이트 단자(G1, G2)와 n+벌크(bulk) 단자(B1, B2)을 포함한다. 여기서, p형 기판에 형성된 n+벌크 단자를 일실시예로 설명하지만, 그 사상은 n형 기판에 p+벌크 단자를 형성하는 것과 같이 다양한 변형 실시예가 가능하다.
제1 게이트 단자(G1)는 도 3의 제2 바랙터(320)의 애노드 단자로서 제2 단자(②)에 연결된다. 제1 벌크 단자(B1)는 도 3의 제2 바랙터(320)의 캐소드 단자로 서 제1 단자(①)에 연결된다. 제2 게이트 단자(G2)는 도 3의 제1 바랙터(310)의 애노드 단자로 제1 단자(①)에 연결된다. 제2 벌크 단자(B2)는 도 3의 제1 바랙터(310)의 캐소드 단자로 제2 단자(②)에 연결된다.
따라서, 본 발명에 따른 병렬 바랙터를 이용한 커패시터(300)는 구조가 같은 바랙터를 동일한 공정상에 제조하기 때문에 제조공정이 단순하여 생산비용이 낮아지고, 제조시간이 단축되며, 구조를 대칭적으로 형성하기 쉽고, 종래의 커패시터보다 면적이 작은 장점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 동일한 커패시턴스에 대하여 커패시터의 크기를 작게 형성할 수 있다.

Claims (9)

  1. 제1 애노드 단자와 제1 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제1 커패시턴스가 가변 되는 제1 바랙터(varactor); 및
    제2 애노드 단자와 제2 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 제2 커패시턴스가 가변 되는 제2 바랙터;
    를 포함하고, 상기 제1 애노드 단자는 상기 제2 캐소드 단자와 연결되고, 상기 제1 캐소드 단자는 상기 제2 애노드 단자와 연결되는, 병렬 바랙터 커패시터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스의 합성 커패시턴스는 일정한, 병렬 바랙터 커패시터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 바랙터와 상기 제2 바랙터는 MOS(Metal-Oxide Semiconductor)인, 병렬 바랙터 커패시터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 합성 커패시턴스는 상기 제1 바랙터의 MOS의 특성과 상기 제2 바랙터의 MOS의 특성을 변경시킴으로써 일정해지는, 병렬 바랙터 커패시터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 바랙터의 MOS의 특성과 상기 제2 바랙터의 MOS의 특성은 채널의 폭과 채널의 길이 및 도핑농도에 대응하여 가변 되는, 병렬 바랙터 커패시터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스는 상기 제2 커패시턴스와 같은, 병렬 바랙터 커패시터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 병렬 바랙터 커패시터는 플로팅(Floating) 커패시터인, 병렬 바랙터 커패시터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 병렬 바랙터 커패시터는 양단이 서로 대칭(symmetry)인, 병렬 바랙터 커패시터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 바랙터와 상기 제2 바랙터는 같은 반도체 기판에 형성되는, 병렬 바랙터 커패시터.
KR1020060068478A 2006-07-21 2006-07-21 병렬 바랙터를 이용한 커패시터 KR100792705B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060068478A KR100792705B1 (ko) 2006-07-21 2006-07-21 병렬 바랙터를 이용한 커패시터
EP07112713A EP1881531A2 (en) 2006-07-21 2007-07-18 Parallel varactor capacitor
US11/780,355 US7781821B2 (en) 2006-07-21 2007-07-19 Parallel varactor capacitor with varying capacitance
CNA2007101303942A CN101110421A (zh) 2006-07-21 2007-07-19 并行变容二极管电容器
JP2007189605A JP2008028397A (ja) 2006-07-21 2007-07-20 並列バラクタを利用したキャパシタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060068478A KR100792705B1 (ko) 2006-07-21 2006-07-21 병렬 바랙터를 이용한 커패시터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100792705B1 true KR100792705B1 (ko) 2008-01-11

Family

ID=38658140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060068478A KR100792705B1 (ko) 2006-07-21 2006-07-21 병렬 바랙터를 이용한 커패시터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7781821B2 (ko)
EP (1) EP1881531A2 (ko)
JP (1) JP2008028397A (ko)
KR (1) KR100792705B1 (ko)
CN (1) CN101110421A (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8487231B2 (en) * 2007-03-05 2013-07-16 Arokia Nathan Sensor pixels, arrays and array systems and methods therefor
US9570222B2 (en) * 2013-05-28 2017-02-14 Tdk Corporation Vector inductor having multiple mutually coupled metalization layers providing high quality factor
US9086709B2 (en) 2013-05-28 2015-07-21 Newlans, Inc. Apparatus and methods for variable capacitor arrays
US9716188B2 (en) * 2013-08-30 2017-07-25 Qualcomm Incorporated Metal oxide semiconductor (MOS) capacitor with improved linearity
US9876480B2 (en) * 2013-10-22 2018-01-23 Infineon Technologies Ag System and method for a tunable capacitance circuit
US9735752B2 (en) 2014-12-03 2017-08-15 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable filters
US9461610B2 (en) 2014-12-03 2016-10-04 Tdk Corporation Apparatus and methods for high voltage variable capacitors
US9671812B2 (en) 2014-12-17 2017-06-06 Tdk Corporation Apparatus and methods for temperature compensation of variable capacitors
US9362882B1 (en) 2015-01-23 2016-06-07 Tdk Corporation Apparatus and methods for segmented variable capacitor arrays
US9680426B2 (en) 2015-03-27 2017-06-13 Tdk Corporation Power amplifiers with tunable notches
US10382002B2 (en) 2015-03-27 2019-08-13 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable phase networks
US9595942B2 (en) 2015-03-30 2017-03-14 Tdk Corporation MOS capacitors with interleaved fingers and methods of forming the same
US10042376B2 (en) 2015-03-30 2018-08-07 Tdk Corporation MOS capacitors for variable capacitor arrays and methods of forming the same
US10073482B2 (en) 2015-03-30 2018-09-11 Tdk Corporation Apparatus and methods for MOS capacitor structures for variable capacitor arrays
US9837555B2 (en) * 2015-04-15 2017-12-05 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and method for a low loss coupling capacitor
US9973155B2 (en) 2015-07-09 2018-05-15 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable power amplifiers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214408A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Nec Electronics Corp 電圧制御可変容量素子

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63308366A (ja) * 1987-06-10 1988-12-15 Nec Corp 半導体集積回路
JP2679450B2 (ja) * 1991-06-20 1997-11-19 富士通株式会社 半導体装置
JPH09294053A (ja) * 1996-04-26 1997-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 容量素子及びローパスフィルタ
JPH10270957A (ja) * 1997-03-21 1998-10-09 Nec Corp Cmosオペアンプ
US6351020B1 (en) * 1999-11-12 2002-02-26 Motorola, Inc. Linear capacitor structure in a CMOS process
US6737929B1 (en) * 2002-11-22 2004-05-18 Motorola, Inc. Hybrid n+ and p+ gate-doped voltage variable capacitors to improve linear tuning range in voltage controlled oscillators

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214408A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Nec Electronics Corp 電圧制御可変容量素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008028397A (ja) 2008-02-07
CN101110421A (zh) 2008-01-23
US7781821B2 (en) 2010-08-24
US20080048236A1 (en) 2008-02-28
EP1881531A2 (en) 2008-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100792705B1 (ko) 병렬 바랙터를 이용한 커패시터
US7795987B2 (en) Methods of achieving linear capacitance in symmetrical and asymmetrical EMI filters with TVS
CN107947757B (zh) 阻抗电路
US20040227573A1 (en) Active inductance circuit and differential amplifier circuit
US10943973B2 (en) Integrated circuit comprising low voltage capacitive elements
CN101090260A (zh) 滤波器结构及其制造方法
US10069013B2 (en) Amplifiers including tunable tunnel field effect transistor pseudo resistors and related devices
US6690082B2 (en) High dopant concentration diffused resistor and method of manufacture therefor
US5801596A (en) Temperature compensation type quartz oscillator
CN107546143B (zh) 电子芯片中的低差量部件
US20050236690A1 (en) Decoupling capacitor design
KR101697720B1 (ko) 연속적인 웰 디커플링 커패시터를 위한 시스템 및 방법
KR100688041B1 (ko) 개선된 c-v 선형성을 갖는 전압 가변 커패시터
US7223667B2 (en) Compensated linearity voltage-control-capacitor device by standard CMOS process
KR100359978B1 (ko) 무선주파수전력트랜지스터를위한에미터안정바이패스
JP4110792B2 (ja) 容量素子及び容量素子を用いた半導体集積回路
JP6395191B2 (ja) 集積mos型バリキャップおよびこれを有する電圧制御発振器、フィルター
CN112909029A (zh) 射频开关器件
WO2006031777A2 (en) Capacitive circuit element and method of using the same
TWI768451B (zh) 半導體結構以及靜電放電保護電路
US5805410A (en) MOS capacitor for improving electrostatic durability by using of a transistor
US20050156219A1 (en) Bias-independent capacitor based on superposition of nonlinear capacitors for analog/RF circuit applications
CN117118393B (zh) 赝电阻电路及放大器电路
US20190305143A1 (en) Apparatuses and methods for a variable capacitor
KR101128714B1 (ko) 반도체 소자 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121226

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131220

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee