一種具有異質(zhì)埋層的rf ldmos器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了 一種具有異質(zhì)埋層的 RF LDMOS 器件，本實用新型在傳統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在高摻雜襯底和外延層之間加入異質(zhì)埋層，該異質(zhì)埋層與高摻雜襯底和外延層具有相反的摻雜類型，源端金屬引線與高摻雜襯底之間通過導(dǎo)電溝槽相連接，導(dǎo)電溝槽穿過異質(zhì)埋層與高摻雜襯底相接觸。本實用新型的 RF LDMOS 器件由于異質(zhì)埋層對高摻雜襯底和外延層的耗盡作用，降低了管芯的損耗，是管芯能方便地與無源元件集成，有助于降低封裝管內(nèi)匹配電路的難度，同時芯片可進一步減薄，改善散熱性能。
【專利說明】—種具有異質(zhì)埋層的RF LDMOS器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有異質(zhì)埋層的RF LDMOS器件。

【背景技術(shù)】
[0002]RF LDMOS (射頻橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)與其他晶體管相比在線性度、增益、散熱性能等方面具有顯著優(yōu)勢，且制造工藝與成熟的CMOS工藝兼容，因而被廣泛應(yīng)用在射頻和微波功率放大器中。由于要輸出大功率，RF LDMOS常常采用多叉指并聯(lián)結(jié)構(gòu)，但這會使器件的寄生電容增大，頻率特性惡化，同時輸入輸出阻抗也隨之變小。通常輸出功率大于100瓦的裸管芯輸入阻抗低于I歐姆，而射頻通信電路中通常使用50歐姆的特性阻抗，因此必須采用適當?shù)钠ヅ潆娐方Y(jié)構(gòu)將管芯阻抗匹配到50歐姆。通常的做法是采用兩個匹配電路，一個置于管芯封裝體中，另一個在外電路中實現(xiàn)。封裝體中利用與管芯相似的工藝制造電阻、電容和電感等無源元件并通過金屬鍵合線與管芯連接進行匹配，但這樣不僅提高了制造工藝和封裝工藝的成本，還會增加功率放大器的損耗。同時，由于這種匹配方式難度很大,將會大大提高研發(fā)和生產(chǎn)成本。
[0003]若能夠降低管芯的損耗，同時將無源元件集成到管芯中，以減少鍵合線的使用，將大大降低匹配電路的損耗。因此，如何提高管芯本身的阻抗、降低損耗以簡化匹配電路是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供了一種具有異質(zhì)埋層的RFLDMOS器件，能夠減小管芯損耗，便于管芯與無源元件集成。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是:
[0006]一種具有異質(zhì)埋層的RF LDMOS器件，包括RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)，所述RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)包括最下層的重摻雜襯底、設(shè)于重摻雜襯底上的外延層以及設(shè)于外延層上方的柵，所述的外延層內(nèi)設(shè)置有重摻雜源區(qū)、重摻雜漏區(qū)，所述的重摻雜源區(qū)和重摻雜漏區(qū)分別位于柵的兩側(cè)，在所述的外延層內(nèi)位于所述的重摻雜源區(qū)和重摻雜漏區(qū)之間設(shè)有溝道區(qū)和漏漂移區(qū)，所述的漏漂移區(qū)與重摻雜漏區(qū)相接觸，所述的重摻雜源區(qū)在一側(cè)與溝道區(qū)相接觸，在另一側(cè)與重摻雜區(qū)相接觸，所述的溝道區(qū)下方與阱區(qū)相接觸，所述的柵被氧化層包圍，其頂部設(shè)有場板，所述的重摻雜源區(qū)和重摻雜漏區(qū)上方兩側(cè)分別設(shè)有源端金屬引線和漏端金屬引線，所述的源端金屬引線與氧化層、重摻雜源區(qū)、重摻雜區(qū)和導(dǎo)電溝槽相接觸，所述的漏端金屬引線與氧化層和重摻雜漏區(qū)相接觸，所述的導(dǎo)電溝槽為連接源端金屬引線和重摻雜襯底的導(dǎo)電通道，所述的導(dǎo)電溝槽與源端金屬引線、重摻雜區(qū)、溝道區(qū)、阱區(qū)、外延層和重摻雜襯底相接觸，所述的重摻雜襯底與外延層之間設(shè)有異質(zhì)埋層。
[0007]進一步的，所述異質(zhì)埋層的摻雜類型與重摻雜襯底和外延層相反。
[0008]進一步的，所述異質(zhì)埋層的厚度遠小于外延層的厚度，但摻雜濃度更大。
[0009]進一步的，所述異質(zhì)埋層有兩層，所述每一層的異質(zhì)埋層的摻雜類型相同，與重摻雜襯底接觸的第一異質(zhì)埋層的摻雜濃度比與外延層接觸的第二異質(zhì)埋層的摻雜濃度高。
[0010]相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本實用新型的優(yōu)點是:
[0011]在傳統(tǒng)RF LDMOS器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上在高摻雜襯底和外延層之間加入摻雜類型相反的異質(zhì)埋層，通過調(diào)節(jié)異質(zhì)埋層的厚度和摻雜濃度，可以改善外延層中的耗盡區(qū)，降低損耗，同時方便集成無源元件，提高無源元件Q值。利用異質(zhì)埋層優(yōu)化垂直方向的電場可以使芯片厚度進一步減小，提高器件散熱性能，改善器件魯棒性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0013]圖1是本實用新型實施例1的RF LDMOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例2的RF LDMOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1.RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)，2.重摻雜襯底，3.外延層，4.導(dǎo)電溝槽，5.阱區(qū)，
6.溝道區(qū)，7.重摻雜區(qū)，8.重摻雜源區(qū)，9.漏漂移區(qū)，10.重摻雜漏區(qū)，11.場板，12.氧化層，13.漏端金屬引線，14.源端金屬引線，15.柵，16.第一異質(zhì)埋層，17.第二異質(zhì)埋層。

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明本實用新型而不限于限制本實用新型的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0017]實施例1:
[0018]如圖1所示，本實施例所描述一種具有異質(zhì)埋層的RF LDMOS器件，它包括RFLDMOS基本結(jié)構(gòu)I，RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)I包括最下層的重摻雜襯底2、設(shè)于重摻雜襯底2上的外延層3以及設(shè)于外延層3上方的柵15，外延層3內(nèi)設(shè)置有重摻雜源區(qū)8、重摻雜漏區(qū)10，重摻雜源區(qū)8和重摻雜漏區(qū)10分別位于柵15的兩側(cè),在外延層3內(nèi)，位于重摻雜源區(qū)8和重摻雜漏區(qū)10之間依次設(shè)有溝道區(qū)6和漏漂移區(qū)9，漏漂移區(qū)9與重摻雜漏區(qū)10相接觸，重摻雜源區(qū)8在一側(cè)與溝道區(qū)6相接觸，在另一側(cè)與重摻雜區(qū)7相接觸，溝道區(qū)6下方與阱區(qū)5相接觸，柵15被氧化層12包圍，重摻雜源區(qū)8和重摻雜漏區(qū)10上方分別設(shè)有源端金屬引線14和漏端金屬引線13，源端金屬引線14與氧化層12、重摻雜源區(qū)8、重摻雜區(qū)7和導(dǎo)電溝槽4相接觸，漏端金屬引線13與氧化層12和重摻雜漏區(qū)10相接觸，導(dǎo)電溝槽4為連接源端金屬引線14和重摻雜襯底2的導(dǎo)電通道，導(dǎo)電溝槽4為重摻雜的半導(dǎo)體材料或者金屬材料，導(dǎo)電溝槽4與源端金屬引線14、重摻雜區(qū)7、溝道區(qū)6、阱區(qū)5、外延層3和重摻雜襯底2相接觸，在柵15頂部設(shè)有場板11，場板11與柵15之間通過氧化層12相隔離。
[0019]在重摻雜襯底2與外延層3之間設(shè)有異質(zhì)埋層16，異質(zhì)埋層16摻雜類型與重摻雜襯底2和外延層3相反，異質(zhì)埋層16的厚度與外延層3相比很小但摻雜濃度更大，可以向上對外延層3進行耗盡。導(dǎo)電溝槽4穿過外延埋層16與重摻雜襯底2相接觸，外延層3在導(dǎo)電溝槽4和異質(zhì)埋層16的共同作用下形成三維耗盡。重摻雜襯底2由于異質(zhì)埋層16的耗盡作用使得其性質(zhì)接近材料的本征特性，大大降低了損耗。在將RF LDMOS器件與無源元件如電感、電容和電阻集成時損耗也將大大減少，器件的Q值得到提高，射頻性能得以改盡口 ο
[0020]異質(zhì)埋層16對外延層3中的電場具有改善效果。RF LDMOS器件工作時漏端金屬引線13為高電位，重摻雜襯底2為低電位，導(dǎo)電溝槽4、源端金屬引線14和重摻雜源區(qū)8為等電位，因此擊穿電壓依靠漏漂移區(qū)9和外延層3承受，由于異質(zhì)埋層16的引入使得外延層3邊緣電場可以迅速降低，從而提高器件擊穿電壓，因此器件可以做的更薄，散熱性能得以改善。
[0021]實施例2:
[0022]如圖2所示，異質(zhì)埋層為兩層結(jié)構(gòu)，分別為第一異質(zhì)埋層16和第二異質(zhì)埋層17，第一異質(zhì)埋層16和第二異質(zhì)埋層17的厚度可以一致也可以不一致，第一異質(zhì)埋層16和第二異質(zhì)埋層17的摻雜類型相同而均與高摻雜襯底2和外延層3的摻雜類型相反，第一異質(zhì)埋層16的摻雜濃度比第二異質(zhì)埋層17的摻雜濃度高，以更好地耗盡重摻雜襯底2。
[0023]上述實例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有異質(zhì)埋層的RF LDMOS器件，包括RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)(I )，所述RF LDMOS基本結(jié)構(gòu)(I)包括最下層的重摻雜襯底(2)、設(shè)于重摻雜襯底(2)上的外延層(3)以及設(shè)于外延層(3)上方的柵(15)，所述的外延層(3)內(nèi)設(shè)置有重摻雜源區(qū)(8)、重摻雜漏區(qū)(10)，所述的重摻雜源區(qū)(8)和重摻雜漏區(qū)(10)分別位于柵(15)的兩側(cè)，在所述的外延層(3)內(nèi)位于所述的重摻雜源區(qū)(8)和重摻雜漏區(qū)(10)之間設(shè)有溝道區(qū)(6)和漏漂移區(qū)(9)，所述的漏漂移區(qū)(9)與重摻雜漏區(qū)(10)相接觸，所述的重摻雜源區(qū)(8)在一側(cè)與溝道區(qū)(6)相接觸，在另一側(cè)與重摻雜區(qū)(7)相接觸，所述的溝道區(qū)(6)下方與阱區(qū)(5)相接觸，所述的柵(15)被氧化層(12)包圍，其頂部設(shè)有場板(11)，所述的重摻雜源區(qū)(8)和重摻雜漏區(qū)(10)上方兩側(cè)分別設(shè)有源端金屬引線(14)和漏端金屬引線(13)，所述的源端金屬引線與氧化層(12)、重摻雜源區(qū)(8)、重摻雜區(qū)(7)和導(dǎo)電溝槽(4)相接觸，所述的漏端金屬引線與氧化層(12)和重摻雜漏區(qū)(10)相接觸，所述的導(dǎo)電溝槽(4)為連接源端金屬引線(14)和重摻雜襯底(2)的導(dǎo)電通道，所述的導(dǎo)電溝槽(4)與源端金屬引線(14)、重摻雜區(qū)(7)、溝道區(qū)(6)、阱區(qū)(5)、外延層(3)和重摻雜襯底(2)相接觸，其特征在于，所述的重摻雜襯底(2)與外延層(3)之間設(shè)有異質(zhì)埋層(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有異質(zhì)埋層的RFLDMOS器件，其特征在于，所述異質(zhì)埋層(16)的摻雜類型與重摻雜襯底(2)和外延層(3)相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有異質(zhì)埋層的RFLDMOS器件，其特征在于，所述異質(zhì)埋層(16)的厚度遠小于外延層(3)的厚度,但摻雜濃度更大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有異質(zhì)埋層的RFLDMOS器件，其特征在于，所述異質(zhì)埋層(16)有兩層，每一層的異質(zhì)埋層(16)的摻雜類型相同，與重摻雜襯底(2)接觸的第一異質(zhì)埋層(16)的摻雜濃度比與外延層(3)接觸的第二異質(zhì)埋層(17)的摻雜濃度高。
【文檔編號】H01L29/06GK204118076SQ201420417035
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉正東, 曾大杰, 張耀輝 申請人:昆山華太電子技術(shù)有限公司