專利名稱：半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，為了降低制造和設(shè)計(jì)成本，通常希望在單個(gè)集成電路上包含更多的功能。例如，在無線通信系統(tǒng)中，希望在作為數(shù)字邏輯電路的同一個(gè)集成電路上包括射頻電路?，F(xiàn)有技術(shù)中，如果直接采用普通的襯底形成既包括數(shù)字邏輯電路又包括射頻電路的集成電路，所述射頻電路會(huì)引起襯底和集成電路電感器的耦合，并且集成電路電感器的電感性能下降。為了在單個(gè)集成電路上集成更多的功能，通常采用絕緣體上硅(SOI)作為襯底來解決上述問題，且可以降低直流功耗，具有優(yōu)良的抗串?dāng)_能力?，F(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，包括請(qǐng)參考圖1，提供絕緣體上硅襯底100，所述絕緣體上硅襯底100包括接地的背襯底101、位于所述背襯底表面的氧化層102及位于所述氧化層102表面的硅薄膜103 ；請(qǐng)參考圖2，刻蝕所述硅薄膜103和氧化層102，形成開口 105，所述開口 105暴露出所述背襯底101表面；請(qǐng)參考圖3，通過所述開口 105向所述背襯底101內(nèi)注入摻雜離子107 ；請(qǐng)參考圖4，待注入完所述摻雜離子107后，向所述開口內(nèi)填充與所述硅薄膜103 齊平的氧化薄膜109 ；請(qǐng)參考圖5，形成位于所述絕緣體上硅襯底100表面的互連金屬層，所述互連金屬層包括覆蓋所述絕緣體上硅襯底100的介質(zhì)層111，以及位于所述介質(zhì)層111內(nèi)、且位于所述氧化薄膜109正上方的金屬層113。然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法復(fù)雜， 且形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行射頻信號(hào)傳輸時(shí)信號(hào)線性度 (linearity)不高，接收到的信號(hào)的質(zhì)量差。更多關(guān)于射頻信號(hào)的資料請(qǐng)參考專利號(hào)為“US6743662B2”的美國專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例解決的問題是提供一種形成工藝簡(jiǎn)單、且信號(hào)的線性度高的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)及其形成方法。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供絕緣體上硅襯底；形成位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。可選地，所述導(dǎo)電層的材料為金屬硅化物?？蛇x地，所述金屬硅化物中的金屬為鈷或鎳?？蛇x地，所述金屬層的面積小于等于所述金屬層的面積?？蛇x地，所述金屬層的面積比所述導(dǎo)電層的面積小0_15%?？蛇x地，所述金屬層到所述導(dǎo)電層的距離為25000-32000A。可選地，所述絕緣體上硅襯底的厚度為1000-3000A。本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人還提供了一種采用上述方法形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)，包括絕緣體上硅襯底；位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層形成在絕緣體上硅襯底表面，且所述導(dǎo)電層接地，用于屏蔽所述射頻信號(hào)，使得發(fā)射到所述導(dǎo)電層上的信號(hào)全部被所述導(dǎo)電層吸收，而不會(huì)重新反射到金屬層上，所述射頻信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)線性度好，信號(hào)的質(zhì)量高。進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層采用的材料為金屬硅化物，所述金屬硅化物與源/漏區(qū)表面的金屬硅化物層在同一工藝步驟中形成，節(jié)省了工藝時(shí)間。更進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，為了使所述金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)不被絕緣體上硅襯底反射回，所述導(dǎo)電層的面積大于等于位于所述金屬層的面積。且為了降低耦合效應(yīng)，所述金屬層到所述導(dǎo)電層的距離為25000-32000A。


圖1-圖5是現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的流程示意圖；圖7-圖9是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法復(fù)雜，且形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)，接收端接收到的射頻信號(hào)的線性度較差。經(jīng)過研究，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，請(qǐng)繼續(xù)參考圖5，現(xiàn)有技術(shù)采用絕緣體上硅襯底作為屏蔽層，然而由于所述絕緣體上硅襯底100中的背襯底101、氧化層102和硅薄膜103構(gòu)成電容(未標(biāo)示)，所述電容會(huì)反射一部分的射頻信號(hào)，反射的這部分信號(hào)會(huì)重新被金屬層113吸收；并且由于電容對(duì)于不同頻率的信號(hào)的反射程度不同，使得金屬層113中的射頻信號(hào)的線性關(guān)系發(fā)生了變化，后續(xù)接收端接收到的射頻信號(hào)的線性度較差，信號(hào)的質(zhì)量較差。
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經(jīng)過進(jìn)一步研究，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)在傳遞過程中避開絕緣體上硅襯底，在所述絕緣體上硅襯底表面形成導(dǎo)電層，并將所述導(dǎo)電層接地，所述導(dǎo)電層用于屏蔽所述射頻信號(hào)，會(huì)將金屬層發(fā)出的信號(hào)吸收，而不會(huì)重新反射給金屬層，大大提高了所述射頻信號(hào)的線性度。經(jīng)過更進(jìn)一步的研究，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人提供了一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)及其形成方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。請(qǐng)參考圖6，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，包括步驟S201，提供絕緣體上硅襯底；步驟S203，形成位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；步驟S205，形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。具體的，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成過程請(qǐng)參考圖7-圖9。請(qǐng)參考圖7，提供絕緣體上硅襯底300，所述絕緣體上硅襯底300包括高阻抗(high resistance)的背襯底301、位于所述背襯底表面的氧化層302及位于所述氧化層302表面的硅薄膜303。所述絕緣體上硅襯底300用于為后續(xù)工藝提供工作平臺(tái)，所述絕緣體上硅襯底300的厚度為1000-3000 A。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述絕緣體上硅襯底300的厚度為
1000 A。需要說明的是，與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述絕緣體上硅襯底300不會(huì)在后續(xù)用于屏蔽金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)，因此所述絕緣體上硅襯底300中的背襯底301 中不易發(fā)生反型，所以本發(fā)明實(shí)施例不用在背襯底301中摻雜離子以抑制反型。請(qǐng)參考圖8，形成位于部分所述絕緣體上硅襯底300表面的導(dǎo)電層305，所述導(dǎo)電層305接地。經(jīng)過研究后，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在所述絕緣體上硅襯底300表面形成導(dǎo)電層305，并將所述導(dǎo)電層305接地，后續(xù)金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)在傳遞過程中則會(huì)被導(dǎo)電層吸收，而不會(huì)將所述射頻信號(hào)重新反射給金屬層，所述導(dǎo)電層305起到了屏蔽所述金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)的作用，可以提高信號(hào)傳輸過程中射頻信號(hào)的線性度。所述導(dǎo)電層305接地，用于后續(xù)吸收金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)，屏蔽所述射頻信號(hào)以提高所述射頻信號(hào)的線性度。所述導(dǎo)電層305的材料為導(dǎo)電材料。為了較好的屏蔽所述
5射頻信號(hào)，防止所述射頻信號(hào)經(jīng)絕緣體上硅襯底反射回金屬層，影響所述射頻信號(hào)的線性度，所述導(dǎo)電層305的位置和面積分別與后續(xù)形成的金屬層的位置和面積有關(guān)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了節(jié)省工藝，所述導(dǎo)電層和源/漏區(qū)表面的金屬硅化物層在同一工藝步驟中形成，因此，所述導(dǎo)電層的材料與所述金屬硅化物層的材料相同，為金屬硅化物。所述金屬硅化物中的金屬為鈷或鎳。需要說明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述線性度指的是某一頻段的射頻信號(hào)，例如頻率為800MHZ-1. 4GHz的信號(hào)，在所述射頻信號(hào)的發(fā)射端和所述射頻信號(hào)的接收端接收到的信號(hào)變化的趨勢(shì)是一致的。請(qǐng)參考圖9，形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底300表面和導(dǎo)電層305的互連金屬層， 所述互連金屬層包括介質(zhì)層307和位于所述介質(zhì)層307內(nèi)的金屬層309，且所述金屬層309 位于所述導(dǎo)電層305的正上方。所述介質(zhì)層307用于將所述金屬層309與導(dǎo)電層305、絕緣體上硅襯底300隔離， 以使所述射頻信號(hào)可以正常的傳遞。所述介質(zhì)層307的材料為絕緣材料，例如氧化硅。所述介質(zhì)層307的形成工藝為沉積工藝，例如物理或化學(xué)氣相沉積。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述介質(zhì)層307的形成步驟包括形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底300表面和導(dǎo)電層305的第一介質(zhì)薄膜(未圖示)；形成覆蓋所述第一介質(zhì)薄膜和金屬層309的第二介質(zhì)薄膜(未圖示)。其中，所述第一介質(zhì)薄膜的厚度與金屬層309到導(dǎo)電層305的距離相關(guān)，所述第一介質(zhì)薄膜的厚度大于所述金屬層到導(dǎo)電層305的距離。所述金屬層309用于將發(fā)射端(未圖示)發(fā)出的射頻信號(hào)經(jīng)過金屬層309傳遞到接收端(未圖示)。所述金屬層309的材料為銅、鋁或鎢中的一種。由于本發(fā)明實(shí)施例中， 所述導(dǎo)電層305會(huì)吸收金屬層309發(fā)射的信號(hào)，使得后續(xù)接收端接收到的射頻信號(hào)的線性度高。所述金屬層309的形成步驟包括刻蝕所述第一介質(zhì)薄膜，形成位于所述導(dǎo)電層305 的正上方的開口 ；采用沉積工藝在所述開口內(nèi)沉積金屬薄膜以形成金屬層309。為使金屬層309發(fā)射的射頻信號(hào)不會(huì)被絕緣體上硅襯底300反射回，所述金屬層 309形成在所述導(dǎo)電層305的正上方，并且所述金屬層309的面積小于等于所述導(dǎo)電層305 的面積。本發(fā)明實(shí)施例中，為使所述金屬層309發(fā)射的射頻信號(hào)完全被接地的導(dǎo)電層305吸收，同時(shí)又不增大形成的半導(dǎo)體器件的體積，所述金屬層309的面積比位于所述導(dǎo)電層305 的面積小0_15%。另外，考慮到如果所述金屬層309與所述導(dǎo)電層305之間的距離太近，那么射頻信號(hào)則會(huì)在所述金屬層309和所述導(dǎo)電層305之間發(fā)生耦合，影響接收端的射頻信號(hào)的質(zhì)量。 而如果所述金屬層309和所述導(dǎo)電層之間的距離太遠(yuǎn)，則不利于半導(dǎo)體器件的小型化。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬層309到所述導(dǎo)電層305的距離為25000-32000A。上述步驟完成后，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的制作完成。本發(fā)明實(shí)施例的形成工藝簡(jiǎn)單，且形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)傳遞的射頻信號(hào)的線性度高，質(zhì)量好。相應(yīng)的，請(qǐng)繼續(xù)參考圖9，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人還提供了一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)，包括絕緣體上硅襯底300 ；位于部分所述絕緣體上硅襯底300表面的導(dǎo)電層305，所述導(dǎo)電層305接地；
覆蓋所述絕緣體上硅襯底300表面和導(dǎo)電層305的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層307和位于所述介質(zhì)層307內(nèi)的金屬層309，且所述金屬層309位于所述導(dǎo)電層 305的正上方。其中，所述絕緣體上硅襯底300包括高阻抗(high resistance)的背襯底301、位于所述背襯底表面的氧化層302及位于所述氧化層302表面的硅薄膜303。所述絕緣體上硅襯底300的厚度為1000-3000A。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述絕緣體上硅襯底300的厚度為1000A。所述導(dǎo)電層305的材料為導(dǎo)電材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層的材料為金屬硅化物，所述金屬硅化物中的金屬為鈷或鎳。所述介質(zhì)層307的材料為絕緣材料，例如氧化硅。所述金屬層309的面積小于等于所述導(dǎo)電層305的面積。本發(fā)明實(shí)施例中，所述金屬層309的面積比位于所述導(dǎo)電層305 的面積小0-15%。且所述金屬層309到所述導(dǎo)電層305的距離為25000-32000A。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接收端接收的射頻信號(hào)的線性度高，質(zhì)量好。綜上，本發(fā)明實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層形成在絕緣體上硅襯底表面，且所述導(dǎo)電層接地，用于屏蔽所述射頻信號(hào)，使得發(fā)射到所述導(dǎo)電層上的信號(hào)全部被所述導(dǎo)電層吸收，而不會(huì)重新反射到金屬層上，所述射頻信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)線性度好，信號(hào)的質(zhì)量高。進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層采用的材料為金屬硅化物，所述金屬硅化物與源/漏區(qū)表面的金屬硅化物層在同一工藝步驟中形成，節(jié)省了工藝時(shí)間。更進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，為了使所述金屬層發(fā)出的射頻信號(hào)不被絕緣體上硅襯底反射回，所述導(dǎo)電層的面積大于等于位于所述金屬層的面積。且為了降低耦合效應(yīng)，所述金屬層到所述導(dǎo)電層的距離為25000-32000A。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供絕緣體上硅襯底；其特征在于，還包括形成位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層的材料為金屬硅化物。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬硅化物中的金屬為鈷或鎳。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬層的面積小于等于所述導(dǎo)電層的面積。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬層的面積比所述導(dǎo)電層的面積小0-15%。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬層到所述導(dǎo)電層的距離為25000-32000Λ。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述絕緣體上硅襯底的厚度為1000-3000A。
8.一種采用權(quán)利要求1-7中任一種方法形成的半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)， 包括絕緣體上硅襯底；其特征在于，還包括位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供絕緣體上硅襯底；形成位于部分所述絕緣體上硅襯底表面的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層接地；形成覆蓋所述絕緣體上硅襯底表面和導(dǎo)電層的互連金屬層，所述互連金屬層包括介質(zhì)層和位于所述介質(zhì)層內(nèi)的金屬層，且所述金屬層位于所述導(dǎo)電層的正上方。本發(fā)明實(shí)施例的形成方法的工藝簡(jiǎn)單。相應(yīng)的，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件中的射頻信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)，采用所述傳輸結(jié)構(gòu)傳遞射頻信號(hào)，接收端接收到的射頻信號(hào)的線性度好，信號(hào)的質(zhì)量好。
文檔編號(hào)H01L23/552GK102427021SQ201110298179
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉巍, 孔蔚然, 李樂 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司