一種具有異質埋層的rfldmos器件的製作方法
2023-05-24 11:57:51 3
一種具有異質埋層的rf ldmos器件的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了 一種具有異質埋層的 RF LDMOS 器件，本實用新型在傳統的器件結構基礎上，在高摻雜襯底和外延層之間加入異質埋層，該異質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電溝槽相連接，導電溝槽穿過異質埋層與高摻雜襯底相接觸。本實用新型的 RF LDMOS 器件由於異質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，有助於降低封裝管內匹配電路的難度，同時晶片可進一步減薄，改善散熱性能。
【專利說明】—種具有異質埋層的RF LDMOS器件
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於半導體【技術領域】，具體涉及一種具有異質埋層的RF LDMOS器件。
【背景技術】
[0002]RF LDMOS (射頻橫向擴散金屬氧化物半導體)與其他電晶體相比在線性度、增益、散熱性能等方面具有顯著優勢，且製造工藝與成熟的CMOS工藝兼容，因而被廣泛應用在射頻和微波功率放大器中。由於要輸出大功率，RF LDMOS常常採用多叉指並聯結構，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。通常輸出功率大於100瓦的裸管芯輸入阻抗低於I歐姆，而射頻通信電路中通常使用50歐姆的特性阻抗，因此必須採用適當的匹配電路結構將管芯阻抗匹配到50歐姆。通常的做法是採用兩個匹配電路，一個置於管芯封裝體中，另一個在外電路中實現。封裝體中利用與管芯相似的工藝製造電阻、電容和電感等無源元件並通過金屬鍵合線與管芯連接進行匹配，但這樣不僅提高了製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，由於這種匹配方式難度很大,將會大大提高研發和生產成本。
[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。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的在於針對現有技術所存在的不足，提供了一種具有異質埋層的RFLDMOS器件，能夠減小管芯損耗，便於管芯與無源元件集成。
[0005]為了解決現有技術中的這些問題，本實用新型提供的技術方案是:
[0006]一種具有異質埋層的RF LDMOS器件，包括RF LDMOS基本結構，所述RF LDMOS基本結構包括最下層的重摻雜襯底、設於重摻雜襯底上的外延層以及設於外延層上方的柵，所述的外延層內設置有重摻雜源區、重摻雜漏區，所述的重摻雜源區和重摻雜漏區分別位於柵的兩側，在所述的外延層內位於所述的重摻雜源區和重摻雜漏區之間設有溝道區和漏漂移區，所述的漏漂移區與重摻雜漏區相接觸，所述的重摻雜源區在一側與溝道區相接觸，在另一側與重摻雜區相接觸，所述的溝道區下方與阱區相接觸，所述的柵被氧化層包圍，其頂部設有場板，所述的重摻雜源區和重摻雜漏區上方兩側分別設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、重摻雜區和導電溝槽相接觸，所述的漏端金屬引線與氧化層和重摻雜漏區相接觸，所述的導電溝槽為連接源端金屬引線和重摻雜襯底的導電通道，所述的導電溝槽與源端金屬引線、重摻雜區、溝道區、阱區、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有異質埋層。
[0007]進一步的，所述異質埋層的摻雜類型與重摻雜襯底和外延層相反。
[0008]進一步的，所述異質埋層的厚度遠小於外延層的厚度，但摻雜濃度更大。
[0009]進一步的，所述異質埋層有兩層，所述每一層的異質埋層的摻雜類型相同，與重摻雜襯底接觸的第一異質埋層的摻雜濃度比與外延層接觸的第二異質埋層的摻雜濃度高。
[0010]相對於現有技術中的方案，本實用新型的優點是:
[0011]在傳統RF LDMOS器件結構的基礎上在高摻雜襯底和外延層之間加入摻雜類型相反的異質埋層，通過調節異質埋層的厚度和摻雜濃度，可以改善外延層中的耗盡區，降低損耗，同時方便集成無源元件，提高無源元件Q值。利用異質埋層優化垂直方向的電場可以使晶片厚度進一步減小，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器件的剖面結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例2的RF LDMOS器件的剖面結構示意圖。
[0015]其中:1.RF LDMOS基本結構，2.重摻雜襯底，3.外延層，4.導電溝槽，5.阱區，
6.溝道區，7.重摻雜區，8.重摻雜源區，9.漏漂移區，10.重摻雜漏區，11.場板，12.氧化層，13.漏端金屬引線，14.源端金屬引線，15.柵，16.第一異質埋層，17.第二異質埋層。
【具體實施方式】
[0016]以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用於說明本實用新型而不限於限制本實用新型的範圍。實施例中採用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未註明的實施條件通常為常規實驗中的條件。
[0017]實施例1:
[0018]如圖1所示，本實施例所描述一種具有異質埋層的RF LDMOS器件，它包括RFLDMOS基本結構I，RF LDMOS基本結構I包括最下層的重摻雜襯底2、設於重摻雜襯底2上的外延層3以及設於外延層3上方的柵15，外延層3內設置有重摻雜源區8、重摻雜漏區10，重摻雜源區8和重摻雜漏區10分別位於柵15的兩側,在外延層3內，位於重摻雜源區8和重摻雜漏區10之間依次設有溝道區6和漏漂移區9，漏漂移區9與重摻雜漏區10相接觸，重摻雜源區8在一側與溝道區6相接觸，在另一側與重摻雜區7相接觸，溝道區6下方與阱區5相接觸，柵15被氧化層12包圍，重摻雜源區8和重摻雜漏區10上方分別設有源端金屬引線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8、重摻雜區7和導電溝槽4相接觸，漏端金屬引線13與氧化層12和重摻雜漏區10相接觸，導電溝槽4為連接源端金屬引線14和重摻雜襯底2的導電通道，導電溝槽4為重摻雜的半導體材料或者金屬材料，導電溝槽4與源端金屬引線14、重摻雜區7、溝道區6、阱區5、外延層3和重摻雜襯底2相接觸，在柵15頂部設有場板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之間設有異質埋層16，異質埋層16摻雜類型與重摻雜襯底2和外延層3相反，異質埋層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在導電溝槽4和異質埋層16的共同作用下形成三維耗盡。重摻雜襯底2由於異質埋層16的耗盡作用使得其性質接近材料的本徵特性，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，導電溝槽4、源端金屬引線14和重摻雜源區8為等電位，因此擊穿電壓依靠漏漂移區9和外延層3承受，由於異質埋層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，異質埋層為兩層結構，分別為第一異質埋層16和第二異質埋層17，第一異質埋層16和第二異質埋層17的厚度可以一致也可以不一致，第一異質埋層16和第二異質埋層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，第一異質埋層16的摻雜濃度比第二異質埋層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構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人是能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。凡根據本實用新型精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有異質埋層的RF LDMOS器件，包括RF LDMOS基本結構(I )，所述RF LDMOS基本結構(I)包括最下層的重摻雜襯底(2)、設於重摻雜襯底(2)上的外延層(3)以及設於外延層(3)上方的柵(15)，所述的外延層(3)內設置有重摻雜源區(8)、重摻雜漏區(10)，所述的重摻雜源區(8)和重摻雜漏區(10)分別位於柵(15)的兩側，在所述的外延層(3)內位於所述的重摻雜源區(8)和重摻雜漏區(10)之間設有溝道區(6)和漏漂移區(9)，所述的漏漂移區(9)與重摻雜漏區(10)相接觸，所述的重摻雜源區(8)在一側與溝道區(6)相接觸，在另一側與重摻雜區(7)相接觸，所述的溝道區(6)下方與阱區(5)相接觸，所述的柵(15)被氧化層(12)包圍，其頂部設有場板(11)，所述的重摻雜源區(8)和重摻雜漏區(10)上方兩側分別設有源端金屬引線(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(8)、重摻雜區(7)和導電溝槽(4)相接觸，所述的漏端金屬引線與氧化層(12)和重摻雜漏區(10)相接觸，所述的導電溝槽(4)為連接源端金屬引線(14)和重摻雜襯底(2)的導電通道，所述的導電溝槽(4)與源端金屬引線(14)、重摻雜區(7)、溝道區(6)、阱區(5)、外延層(3)和重摻雜襯底(2)相接觸，其特徵在於，所述的重摻雜襯底(2)與外延層(3)之間設有異質埋層(16)。
2.根據權利要求1所述的具有異質埋層的RFLDMOS器件，其特徵在於，所述異質埋層(16)的摻雜類型與重摻雜襯底(2)和外延層(3)相反。
3.根據權利要求1所述的具有異質埋層的RFLDMOS器件，其特徵在於，所述異質埋層(16)的厚度遠小於外延層(3)的厚度,但摻雜濃度更大。
4.根據權利要求1所述的具有異質埋層的RFLDMOS器件，其特徵在於，所述異質埋層(16)有兩層，每一層的異質埋層(16)的摻雜類型相同，與重摻雜襯底(2)接觸的第一異質埋層(16)的摻雜濃度比與外延層(3)接觸的第二異質埋層(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 優先權日:2014年7月28日
【發明者】劉正東, 曾大傑, 張耀輝 申請人:崑山華太電子技術有限公司