專利名稱：一種無外延層的rf-ldmos器件結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，具體涉及一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
RF-LDMOS (lateral double-diffused metal-oxide semiconductor，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)能實(shí)現(xiàn)高增益和高的擊穿電壓，被廣泛的用于射頻、微波領(lǐng)域的功率放大器。RF-LDMOS的襯底通常作為導(dǎo)電層，源端通過襯底從背面的金屬背板引出。通常使用高摻雜的襯底，能夠?qū)崿F(xiàn)高的電導(dǎo)率，從而降低源端的連線電阻，提高器件增益。但同時(shí)高摻雜的襯底也會(huì)帶來相應(yīng)的問題，首先，高摻雜的襯底會(huì)降低RF-LDMOS的漏極和襯底的擊穿電壓；其次，高摻雜的襯底上面很難制作N阱；再次，對(duì)于RF-LDMOS功率器件，為了提供大功率，通常是很多叉指并聯(lián)，這樣需要非常寬和非常長(zhǎng)的金屬線把他們連在一起。采用傳統(tǒng)的高摻雜襯底，會(huì)帶來很大的寄生電容。因此現(xiàn)有技術(shù)中通常采取在高摻雜襯底2上沉積一層一定厚度的低摻雜的外延層3，如圖1所示，但是，引入外延層提高了 RF-LDMOS工藝的制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種沒有外延層的 RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，易于工藝實(shí)現(xiàn)，降低器件生產(chǎn)成本；同時(shí)可采用低摻雜高阻材料的襯底，提高器件的效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，包含源極、漏極，源極和漏極通過溝道連在一起， 溝道的上面設(shè)有柵，柵與溝道間隔著一層氧化層，氧化層和柵由絕緣層覆蓋，絕緣層外還設(shè)有場(chǎng)板，源極和漏極分別與源金屬引線和漏金屬引線連接，其特征在于，還包含一采用低摻雜的高阻半導(dǎo)體材料的襯底。襯底也可以采用絕緣材料，所述源極、漏極直接形成于所述襯底的一側(cè)。低摻雜高阻的半導(dǎo)體材料電阻率通常為10-100 Ω · cm，而高摻雜低阻的半導(dǎo)體材料電阻率通常為0. 005-0. 05 Ω · cm，摻雜濃度因不同的材料而不同。還包含一形成于所述襯底另一側(cè)的金屬背板。所述源極從所述金屬背板引出。所述襯底上設(shè)有通孔，所述源極穿過所述通孔與所述金屬背板連接。所述源極與金屬背板由重?fù)诫s的半導(dǎo)一材料或者金屬材料連接。所述金屬材料為鎢或其他高導(dǎo)電率金屬。所述源極作為一個(gè)單獨(dú)的引出端，通過所述襯底上面設(shè)的金屬連線引出。所述源極通過鍵合線或者倒裝焊從所述襯底上面引出。所述襯底上設(shè)有N阱或P阱。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
1、本發(fā)明的RF-LDMOS器件不需要使用外延層，減少了外延層這道工藝，降低了器件的成本。2、襯底不再是作為導(dǎo)電通路，因此可以使用低摻雜、高阻材料的襯底，高阻襯底能夠帶來如下好處首先，高阻襯底能夠減小漏極和襯底的反偏PN結(jié)的結(jié)電容，這是因?yàn)閾诫s濃度越低，耗盡區(qū)寬度越大，那么電容值越小。減小漏端的電容能夠提高RF-LDMOS的效率。其次，采用低摻雜的襯底能夠減小襯底的寄生電容，提高器件的效率。襯底的等效電路在小于IOGHz的情況下，可以認(rèn)為是一個(gè)R、C并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)襯底摻雜濃度高的時(shí)候，可以認(rèn)為是一個(gè)電阻。當(dāng)襯底摻雜濃度低的時(shí)候可以認(rèn)為是一個(gè)電容。兩個(gè)電容串聯(lián)，降低了金屬連線到襯底的寄生電容。再次，采用高阻襯底能夠降低因?yàn)闇u旋電流而造成的損耗，提高器件的效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)剖面示意圖2是本發(fā)明的無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖； 圖3是本發(fā)明的無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖； 圖中，
1、金屬背板，2、襯底，3、外延層，4、鎢，5、漂移區(qū)，6、漏極，7、源區(qū)，8、源極，9、溝道，10、 氧化層，11、場(chǎng)板，12、漏金屬引線，13、源金屬引線，14、柵極，15、N阱，16、絕緣層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
如圖2所示，本發(fā)明以N型的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行介紹，相應(yīng)的P型RF-LDMOS 器件結(jié)構(gòu)可以根據(jù)本實(shí)施例進(jìn)行推導(dǎo)而出。本發(fā)明的N型的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)包含直接形成于襯底2上的N型重?fù)诫s的源極8和N型重?fù)诫s的漏極6。源極8和漏極6通過溝道9連在一起。溝道9的上面設(shè)有柵 14，其中間隔著一層氧化層10。漏極6由漏的接觸孔和一段漂移區(qū)5組成。漏極6下面的襯底2上設(shè)有N阱15，N阱15能夠減小導(dǎo)通電阻。氧化層10和柵14由絕緣層16覆蓋。絕緣層16外還設(shè)有場(chǎng)板11，用來減小柵漏電容，由絕緣層16將柵14和場(chǎng)板11隔離。場(chǎng)板11通常與源極8接在一起。與源極8和漏極6連接的分別是源金屬引線13和漏金屬引線12。源金屬引線13下面的P型重?fù)诫s的源區(qū)7是用來與其形成良好的歐姆接觸。本實(shí)施例中源極8的引出方式采用將源極8和襯底背面金屬背板1連接，使源極 8由金屬背板1引出的方式，在襯底2上設(shè)有通孔，將源極8端穿過襯底2上的通孔與襯底 2背面的金屬背板1連接在一起，使源極8由金屬背板1引出，源極8和襯底2背面的金屬背板1由鎢4直接連接，在其他實(shí)施例中，鎢4也可采用其他重?fù)诫s的P型或者金屬形成。本實(shí)施例中襯底采用低摻雜的高阻材料。襯底2不再是作為導(dǎo)電材料，因此可以使用低摻雜的高阻材料作為襯底，避免了因?yàn)槭褂玫妥韪邠诫s襯底而需要額外的外延層。 同時(shí)高阻襯底的使用，能夠減少寄生電容和連線的損耗，提高器件的效率。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比同樣能夠?qū)崿F(xiàn)低的源端串聯(lián)電感和低的串聯(lián)電阻，這樣能夠在輸出大功率的時(shí)候同樣能夠保證高的增益和效率。該結(jié)構(gòu)非常適合于需要輸出大功率的應(yīng)用，如用于基站或雷達(dá)的功率放大器。實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)施例提供了另一種源極8的引出方式，與實(shí)施例1和圖2的源極8引出方式不同，源極8不再是通過襯底2背面的金屬背板1引出，而是將源極8作為一個(gè)單獨(dú)的引出端，通過鍵合線或者倒裝焊等方法，從硅片的上面引出，通過襯底2上面的源金屬引線13引出，取消了金屬背板1，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例中襯底2同樣采用低摻雜的高阻材料，避免了外延層的使用。襯底2不需要進(jìn)行減薄，或者可以使用較厚的襯底，這樣能夠提高成品率，降低成本。采用本實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)成本非常低，但是將源極8從襯底2上面引出通常會(huì)帶來較大的寄生電感，電感值通常在InH左右，采用多跟連線并聯(lián)的技術(shù)能夠降低串聯(lián)電感， 串聯(lián)電感值能夠降到0. 1-0. 5nH。當(dāng)gm L l的時(shí)候會(huì)嚴(yán)重降低增益，從而影響其效率。其中，8111是RF-LDMOS的跨導(dǎo)，ω=2 π f，f是器件工作的頻率，L是串聯(lián)的電感值。大的串聯(lián)電感，限制了 RF-LDMOS的跨導(dǎo)gm，從而限制了管子的尺寸。因此這種結(jié)構(gòu)非常適用于輸出較低功率的情況，如用于手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備上。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，包含源極、漏極，源極和漏極通過溝道連在一起，溝道的上面設(shè)有柵，柵與溝道間隔著一層氧化層，氧化層和柵由絕緣層覆蓋，絕緣層外還設(shè)有場(chǎng)板，源極和漏極分別與源金屬引線和漏金屬引線連接，其特征在于，還包含一采用低摻雜的高阻半導(dǎo)體材料的襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含一形成于所述襯底另一側(cè)的金屬背板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極從所述金屬背板引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底上設(shè)有通孔，所述源極穿過所述通孔與所述金屬背板連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極與金屬背板由重?fù)诫s的半導(dǎo)體材料或者金屬材料連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬材料為鎢或其他高導(dǎo)電率金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極作為一個(gè)單獨(dú)的引出端，通過所述襯底上面設(shè)的金屬連線引出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極通過鍵合線或者倒裝焊從所述襯底上面引出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底上設(shè)有N阱或P阱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無外延層的RF-LDMOS器件結(jié)構(gòu)，包含源極、漏極，源極和漏極通過溝道連在一起，溝道的上面設(shè)有柵，柵與溝道間隔著一層氧化層，氧化層和柵由絕緣層覆蓋，絕緣層外還設(shè)有場(chǎng)板，源極和漏極分別與源金屬引線和漏金屬引線連接，還包含一采用低摻雜的高阻半導(dǎo)體材料的襯底。本發(fā)明的RF-LDMOS器件不需要使用外延層，減少了外延層這道工藝，降低了器件的成本。襯底不再是作為導(dǎo)電通路，因此可以使用低摻雜、高阻材料的襯底，能夠減小漏極和襯底的反偏PN結(jié)的結(jié)電容，降低了金屬連線到襯底的寄生電容，降低因金屬連線中交變電流所引起的襯底的渦旋電流而造成的損耗，提高器件的效率。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102361035SQ20111032228
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者余庭, 張耀輝, 曾大杰, 趙一兵 申請(qǐng)人:昆山華太電子技術(shù)有限公司