以锗硅bicmos技术在模拟/射频功率ed-cmos中建立栅极屏蔽的方法_2

文档序号:9378089阅读:来源:国知局
具有使用现有技术的栅极屏蔽(1)的LDMOS晶体管、具有使用根据本发 明的一个实施例的金属屏蔽的栅极屏蔽(2)的LDMOS晶体管和具有使用HBT基极屏蔽的栅 极屏蔽⑶的LDMOS晶体管的栅极-漏极电容Cgd的比较。
[0025] 在附图中,相似的附图标记常常用于表示类似的结构元件。还应当理解,附图中的 表述是示意性的,并未按比例绘制。
【具体实施方式】
[0026] 本发明将参考附图描述。附图未按比例绘制,其被提供以仅用来解释本发明。下 文将参考用于示例说明的示例性应用描述本发明的若干方面。应当理解,阐述若干具体细 节、关系和方法以提供本发明的理解。然而,相关领域的技术人员将容易理解,在没有一个 或更多具体细节或使用其他方法的情况下,能够实现本发明。在其他情况中,已知结构或操 作未详细示出以避免模糊本发明。本发明并不受限于所示的行为或事件的顺序,因为一些 行为可以以不同的顺序发生和/或与其他行为或事件同时发生。此外,不是所有示出的行 为或事件都需要用于实现根据本发明的方法。
[0027] 本发明包括一种以SiGe BICMOS技术制造的、具有栅极屏蔽的横向扩散金属氧化 物半导体LDMOS。SiGe BICMOS晶片能够在SOI衬底上制造,如图1和图2所示,或在块状 娃衬底上制造,如图3和图4所不。所公开的本发明的实施例使用块状娃衬底和SOI衬底 两者。应当理解,仅通过示例而非限制的方式提出各个实施例。在未偏离本发明的精神或 范围的情况下,能够根据本发明对所公开的实施例进行若干变化。因此,本发明的广度和范 围不应当被下述实施例的任何一个限制。相反,本发明的范围应当根据下述权利要求和它 们的等同体限定。
[0028] 根据本发明的一个实施例,将参考一种横向扩散金属氧化物半导体LDMOS晶体管 阐述SiGe BICMOS技术中的MOSFET晶体管的结构,但应当理解,本发明适用于其他MOSFET 晶体管,包括漏极延伸的MOSFET晶体管和纵向DMOS晶体管。图1是根据本发明的一个实 施例的LDMOS晶体管的剖视图,并且图IA是图1的屏蔽结构的分解图。在图1和图IA中, 器件包括硅衬底101、形成在其上的掩埋氧化层(BOX) 102。有源器件区103形成在BOX表 面上,其中深沟槽隔离沟道104限定LDMOS晶体管区域。深沟槽隔离沟道从晶片的顶部向 下延伸至BOX并与其耦合。基体阱108形成在有源器件区103内。横向漏极阱109也形成 在有源器件区103内,其中基体阱108和横向漏极阱109彼此隔开且不接触。光刻胶层用 来遮罩源极/漏极区域,之后源极105和漏极106通过注入掺杂物形成。源极105和漏极 106形成在LDMOS晶体管区域内,且它们之间具有横向间距,其中栅极结构形成在基体108 上,其位于源极105和有源器件区103之间的空间上。栅极结构包括应用在源极105和有 源器件区103之间的基体阱108上的栅极氧化层107,其中栅极电极116形成在栅极氧化层 的表面上。
[0029] 栅极屏蔽112形成在栅极电极116和漏极106之间的MOSFET器件的表面上,其中, 屏蔽110与栅极触点122由基极屏蔽间隔棒120分离。屏蔽112与栅极107还由栅极多晶 间隔棒119和屏蔽电介质118分离。屏蔽112优选是BICMOS技术的P掺杂硅化物双极基 极结构,并且还用于下述双极晶体管结构中。在其他实施例中,屏蔽112还能够是BICMOS 技术的N掺杂硅化物双极基极结构。
[0030] 然后,电介质111形成在LDMOS结构上。光刻胶层用于遮罩电介质,并且接着应用 湿式蚀刻或干式刻蚀工艺以从源极触点、漏极触点、栅极触点和基体触点移除层111。刻蚀 步骤在源极触点、漏极触点、栅极触点、栅极屏蔽触点和基体触点处停止。
[0031] 最后,金属沉积以及金属掩膜和刻蚀用于形成栅极电极113、基体电极和源极电极 114、栅极屏蔽电极110以及漏极电极115。在此实施例中,屏蔽112紧靠但不重叠栅极107, 但被限制到栅极116和横向漏极阱109的一部分之间的有限区域。
[0032] 根据本发明的另一个实施例,将参考横向扩散金属氧化物半导体LDMOS晶体管 描述SiGe BICMOS技术中的另一个MOSFET晶体管结构,但应当理解,本发明适用于其他 MOSFET晶体管,包括漏极延伸的MOSFET晶体管和纵向DMOS晶体管。图2是根据本发明的 另一个实施例的LDMOS晶体管的剖视图,并且图2A是图2的屏蔽结构的分解图。在图2和 图2A中,器件包括硅衬底101、形成在其上的掩埋氧化层(BOX) 102。有源器件区103形成 在BOX表面上,其中深沟槽隔离沟道104限定LDMOS晶体管区域。深沟槽隔离沟道从晶片的 顶部向下延伸至BOX并与其耦合。基体阱108形成在有源器件区103内。横向漏极阱109 也形成在有源器件区103内,其中基体阱108和横向漏极阱109彼此接触。浅沟槽隔离区 117包含在横向漏极阱109内,且从漏极106向外横向延伸但不接触横向漏极阱109的边 缘。光刻胶层用于遮罩源极/漏极区域,并且之后源极105和漏极106通过注入掺杂物形 成。源极105和漏极106形成在LDMOS晶体管区域内,且它们之间具有横向间距,其中栅极 结构形成在位于源极105和横向漏极区109之间的基体阱108上的空间上。栅极结构包括 应用在源极105和横向漏极区域109之间的基体区上的栅极氧化层107,其中栅极电极116 形成在栅极氧化层的表面上。
[0033] 栅极屏蔽112形成在栅极电极116和横向漏极区109之间的MOSFET器件的表面 上,其靠近栅极116和横向漏极区域109表面二者,但没有将它们短接。屏蔽112优选是 BICMOS技术的P掺杂硅化物双极基极结构。在另一个实施例中,屏蔽112能够是BICMOS技 术的N掺杂硅化物双极基极结构。
[0034] 接着,电介质111形成在LDMOS结构上。光刻胶层用于遮罩电介质,且接着应用 湿式蚀刻或干式刻蚀工艺以从源极触点、漏极触点、栅极触点、屏蔽触点和基体触点移除层 111。刻蚀步骤在源极触点、漏极触点、栅极触点、屏蔽触点和基体触点处停止。
[0035] 最后,金属沉积以及金属掩膜和刻蚀用于形成基体电极114、栅电极113、源极电 极114、栅极屏蔽电极110和漏极电极115。在此实施例中,屏蔽112紧靠但不重叠栅极116, 但重叠栅极116和横向漏极区109之间的有限区域,包括浅沟槽隔离区117的一部分。
[0036] 根据本发明的第三实施例,将参考横向扩散金属氧化物半导体LDMOS晶体管描述 SiGe BICMOS技术中的MOSFET晶体管结构,但应当理解,本发明适用于其他MOSFET晶体管, 包括漏极延伸的MOSFET晶体管和纵向DMOS晶体管。图3是根据本发明的一个实施例的示 出LDMOS晶体管的剖视图,以及图3A是图3的屏蔽结构的分解图。在图3和图3A中,器件 包括块状硅衬底101和形成在块状衬底101顶表面上的有源器件区103,其中深沟槽隔离 沟道104限定LDMOS晶体管区域。基体阱108形成在有源器件区103内。横向漏极阱109 也形成在有源器件区103内,其中基体阱108和横向漏极阱109彼此隔开且不接触。光刻 胶层用于遮罩源极/漏极区域,并且之后源极105和漏极106通过注入掺杂物形成。源极 105和漏极106形成在LDMOS晶体管区域内,它们之间具有横向间距,其中栅极结构形成在 基体108上,位于源极105和有源器件区103之间的空间上。栅极结构包括应用在源极105 和有源器件区103之间的基体阱108上的栅极氧化层107,其中栅极电极116形成在栅极氧 化层的表面上。
[0037] 栅极屏蔽112形成在栅极电极116和漏极106之间的MOSFET器件的表面上,其中, 屏蔽110与栅极触点122由基极屏蔽间隔棒120分离。屏蔽112与栅极107还被栅极多晶 间隔棒119和屏蔽电介质118分离。屏蔽112优选是BICMOS技术的P掺杂硅化物双极基 极结构,且还用于下述双极晶体管结构中。在其他实施例中,屏蔽112还能够是BICMOS技 术的N掺杂硅化物双极基极结构。
[0038] 接着,电介质111形成在LDMOS结构上。光刻胶层用于遮罩电介质,且接着应用湿 式蚀刻或干式刻蚀工艺以从源极触点、漏极触点、栅极触点和基体触点移除层111。刻蚀步 骤在源极触点、漏极触点、栅极触点、栅极屏蔽触点和基体触点处停止。
[0039] 最后,金属沉积以及金属掩膜和刻蚀用于形成栅极电极113、基体电极和源极电极 114、栅极屏蔽电极110以及漏极电极115。在此实施例中,屏蔽112紧靠但不重叠栅极107, 但被限制到栅极116和横向漏极阱109的一部分之间的有限区域。
[0040] 根据本发明的第四实施例,将参考横向扩散金属氧化物半导体LDMOS晶体管描述 SiGe BICMOS技术中的另一个MOSFET晶体管结构,但应当理解,本发明适用于其他MOSFET 晶体管,包括漏极延伸的MOSFET晶体管和纵向DMOS晶体管。图4是根据本发明的另一个 实施例的LDMOS晶体管的剖视图,并且图4A是图4的屏蔽结构
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