本發(fā)明涉及晶體管技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種高頻晶體管。
背景技術(shù):
隨著射頻和無線通信技術(shù)的發(fā)展,高頻晶體管被越來越多的使用。廣義的高頻晶體管包括高頻雙極型晶體管和高頻場效應(yīng)晶體管等類型,狹義的高頻晶體管特指高頻雙極型晶體管(RF Bipolar,下文所述“高頻晶體管”都特指高頻雙極型晶體管)。
衡量高頻晶體管性能的最重要參數(shù)即其截止頻率(FT),截止頻率越高,表示其可穩(wěn)定工作的最大工作頻率也就越高;為了提升高頻晶體管的截止頻率(FT),在實踐工藝中都將高頻晶體管設(shè)計為線寬較小的梳狀條形結(jié)構(gòu),排列成多發(fā)射極晶體管結(jié)構(gòu),而且其發(fā)射極采用多晶硅制作。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的高頻晶體管的平面結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是圖1沿A-A向的剖面示意圖,圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口的平面示意圖。圖1至圖3中附圖標記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
1N型擴散區(qū),2濃基區(qū),3基區(qū),4接觸孔,5基極金屬,6發(fā)射區(qū)窗口,7多晶硅發(fā)射極,8發(fā)射極金屬,9N型襯底。
如圖1和圖2所示,現(xiàn)有技術(shù)中的濃基區(qū)2和發(fā)射區(qū)窗口6都是梳狀排列,并且二者互為交錯排列(即互為間隔)。圖2所示,N型襯底9為高頻晶體管的集電極,基區(qū)3通過濃基區(qū)2、接觸孔4、基極金屬5從正面引出,多晶硅發(fā)射極7位于發(fā)射區(qū)窗口6之中并通過其上表面的發(fā)射極金屬8從正面引出,N型擴散區(qū)1是多晶硅發(fā)射極7中的摻雜元素(磷或者砷)在高溫環(huán)境下熱擴散至基區(qū)3的表層之中形成的。
圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口6的平面示意圖(也即發(fā)射區(qū)窗口光刻采用的掩模版上的圖形的示意圖),以如3中的A、B、C、D、E這5個相互平行的線寬相同的條形發(fā)射區(qū)窗口為例,說明現(xiàn) 有技術(shù)中的高頻晶體管的缺陷:
在采取光刻工藝將掩模版上的發(fā)射區(qū)窗口圖形復(fù)制到晶圓的過程中,由于光的衍射和干涉作用,B、C、D這三個發(fā)射區(qū)窗口與A、E這兩個發(fā)射區(qū)窗口實際接受的工藝條件是不完全相同的,這就導(dǎo)致最終復(fù)制到晶圓上的B、C、D這三個發(fā)射區(qū)窗口的線寬L2與A、E這兩個發(fā)射區(qū)窗口的線寬L1不相等。
由高頻晶體管的微觀機理可知,發(fā)射區(qū)窗口的尺寸直接影響了其特征頻率,因此,L1不等于L2就意味著多發(fā)射極高頻晶體管中的發(fā)射區(qū)窗口的在晶圓上的實際線寬不同,這會導(dǎo)致高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極產(chǎn)生的高頻特性不一致,從而產(chǎn)生較大噪聲。
因此,如何確保線寬相同的相互平行的高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口在復(fù)制到晶圓后,多發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音,成為亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明正是基于上述問題,提出了一種新的技術(shù)方案,可以確保線寬相同的相互平行的高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口在復(fù)制到晶圓后,多發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音。
有鑒于此,本發(fā)明的一方面提出了一種高頻晶體管,包括:多個并行的發(fā)射區(qū)窗口;多個并行的發(fā)射極金屬,多個所述發(fā)射極金屬中的每個所述發(fā)射極金屬均覆蓋在多個所述發(fā)射區(qū)窗口中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口的上方,其中,多個所述發(fā)射極金屬中的第一個發(fā)射極金屬和最后一個發(fā)射極金屬獨立于其他發(fā)射極金屬,且所述其他發(fā)射極金屬均并行相連,其中,所述其他發(fā)射極金屬為多個所述發(fā)射極金屬中除所述第一個發(fā)射極金屬和所述最后一個發(fā)射極金屬之外的發(fā)射極金屬。
在該技術(shù)方案中,通過使多個發(fā)射極金屬中的第一個發(fā)射極金屬和最后一個發(fā)射極金屬獨立于其他發(fā)射極金屬,不與其他發(fā)射極金屬相連接,而只使其他發(fā)射極金屬并行相連,可以使這兩個發(fā)射區(qū)窗口(第一個發(fā)射 極金屬和最后一個發(fā)射極金屬所覆蓋的發(fā)射極窗口)上方的多晶硅發(fā)射極與其它(N-2)個多晶硅發(fā)射極不發(fā)生電連接(即只有這N-2個多晶硅發(fā)射極并聯(lián)),這樣,第1個、第N個(最后一個)多晶硅發(fā)射極就會不產(chǎn)生電特性,這樣,即便線寬相同的相互平行的高頻晶體管的N個發(fā)射區(qū)窗口被復(fù)制至晶圓后,第一個和最后一個多晶硅發(fā)射窗口的實際線寬與其他N-2個發(fā)射區(qū)窗口的實際線寬不同,也會因為第1個、第N個(最后一個)多晶硅發(fā)射極沒有電特性,而不會導(dǎo)致高頻晶體管的高頻特性不一致,進而可以確保高頻晶體管具有抑制的高頻特性,噪聲很小,其中,“線寬”都特指設(shè)計線寬,并且都是指在發(fā)射區(qū)窗口排列方向的尺寸(即垂直于多個平行發(fā)射區(qū)窗口的方向)。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:每個覆蓋在所述每個發(fā)射區(qū)窗口上的所述發(fā)射極金屬的線寬均大于所述每個發(fā)射區(qū)窗口的線寬。
在該技術(shù)方案中,由于光刻發(fā)射區(qū)窗口時,發(fā)射區(qū)窗口的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致發(fā)射區(qū)窗口被刻偏,所以,通過使每個覆蓋在發(fā)射區(qū)窗口上的發(fā)射極金屬的線寬均大于該每個發(fā)射區(qū)窗口的線寬,可以防止發(fā)射區(qū)窗口被刻偏而偏出發(fā)射極金屬,進而防止影響高頻晶體管的高頻特性。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的多晶硅發(fā)射極,其中,多個所述多晶硅發(fā)射極中的每個所述多晶硅發(fā)射極均覆蓋在多個所述發(fā)射區(qū)窗口中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口的上方,每個所述多晶硅發(fā)射極的上方均覆蓋有每個所述發(fā)射極金屬,且每個覆蓋在所述每個發(fā)射區(qū)窗口的所述多晶硅發(fā)射極的線寬均大于所述每個發(fā)射區(qū)窗口的線寬,每個所述發(fā)射極金屬的線寬均大于每個所述多晶硅發(fā)射極的線寬。
在該技術(shù)方案中,通過在高頻晶體管中設(shè)計多個相互平行的多晶硅發(fā)射極,可以形成高頻晶體管的多個發(fā)射極;同樣地,由于光刻多晶硅發(fā)射極時,多晶硅發(fā)射極的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致多晶硅發(fā)射極被刻偏,所以,通過使每個覆蓋在多晶硅發(fā)射極上的發(fā)射極金屬的線寬均大于該每個多晶硅發(fā)射極的線寬,可以防止多晶硅發(fā)射極被刻偏而偏出發(fā)射極金屬,進而防止影響高頻晶體管的高頻特性,另外,通過在第1個、第N個發(fā)射區(qū)窗口區(qū)域仍布置多晶硅發(fā)射極和發(fā)射極金屬,一方面可避免在形成 多晶硅發(fā)射極、發(fā)射極金屬的過程中產(chǎn)生對第1個、第N個發(fā)射區(qū)窗口區(qū)域的工藝損傷,另一方面可避免多晶硅發(fā)射極光刻、發(fā)射極金屬光刻及相關(guān)工藝出現(xiàn)一致性問題。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,多個所述發(fā)射區(qū)窗口中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口的線寬均相等,且多個所述發(fā)射區(qū)窗口等間隔分布在所述高頻晶體管上。
在該技術(shù)方案中,通過使每個發(fā)射區(qū)窗口的線寬均相等以及發(fā)射區(qū)窗口之間等間隔分布,可以確保發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,每個所述發(fā)射區(qū)窗口的線寬的取值范圍均為:0.1微米至1.5微米。
在該技術(shù)方案中,每個發(fā)射區(qū)窗口的線寬優(yōu)選0.1微米至1.5微米,且發(fā)射區(qū)窗口的線寬越小,高頻晶體管的截止頻率越大,該高頻晶體管的可穩(wěn)定工作的最大工作頻率也就越高。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的濃基區(qū),多個所述濃基區(qū)的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口的數(shù)目大1,其中,多個所述濃基區(qū)與多個所述發(fā)射區(qū)窗口相互平行交錯分布在所述高頻晶體管上。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個所述濃基區(qū)中的任意兩個相鄰的濃基區(qū)之間的距離均等于預(yù)設(shè)間隔距離。
在該技術(shù)方案中,通過任意兩個相鄰的濃基區(qū)之間的距離相等可以確保發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的接觸孔,多個所述接觸孔的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口的數(shù)目大1,且多個所述接觸孔中的每個所述接觸孔的線寬均小于每個所述濃基區(qū)的線寬。
在該技術(shù)方案中,由于接觸孔時,接觸孔的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致接觸孔被刻偏,所以,通過使每個接觸孔的線寬均小于該濃基區(qū)的線寬,可以防止接觸孔被刻偏而偏出濃基區(qū),進而防止影響高頻晶體管的高頻特性。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的基極金屬,多個所 述基極金屬的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口的數(shù)目大1,多個所述基極金屬中的每個所述基極金屬均覆蓋在多個所述接觸孔中的每個所述接觸孔的上方,其中,多個所述基極金屬并行相連,且每個覆蓋在所述每個接觸孔上的所述基極金屬的線寬均大于所述每個接觸孔的線寬。
在該技術(shù)方案中,多個基極金屬相互并行連接,可以形成高頻晶體管的多個基極。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,多個所述發(fā)射區(qū)窗口的數(shù)目大于或等于3。
在該技術(shù)方案中,發(fā)射區(qū)窗口越多,高頻晶體管的發(fā)射極就越多,就可以形成高頻特性較好的高頻晶體管。
通過本發(fā)明的技術(shù)方案,可以確保線寬相同的相互平行的高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口在復(fù)制到晶圓后,多發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音。
附圖說明
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的高頻晶體管的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1沿A-A向的剖面示意圖;
圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口的平面示意圖;
圖4示出了本發(fā)明的一個實施例的高頻晶體管的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4中附圖標記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
10高頻晶體管,101發(fā)射區(qū)窗口,102發(fā)射極金屬,103多晶硅發(fā)射極,104濃基區(qū),105接觸孔,106基極金屬。
具體實施方式
為了可以更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點,下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是,本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施,因此,本發(fā)明 的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
圖4示出了本發(fā)明的一個實施例的高頻晶體管的平面結(jié)構(gòu)示意圖
如圖4所示,示出了本發(fā)明的一個實施例的高頻晶體管10,多個并行的發(fā)射區(qū)窗口101;多個并行的發(fā)射極金屬102,多個所述發(fā)射極金屬102中的每個所述發(fā)射極金屬102均覆蓋在多個所述發(fā)射區(qū)窗口101中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口101的上方,其中,多個所述發(fā)射極金屬102中的第一個發(fā)射極金屬102和最后一個發(fā)射極金屬102獨立于其他發(fā)射極金屬102,且所述其他發(fā)射極金屬102均并行相連,其中,所述其他發(fā)射極金屬102為多個所述發(fā)射極金屬102中除所述第一個發(fā)射極金屬102和所述最后一個發(fā)射極金屬102之外的發(fā)射極金屬102。
在該技術(shù)方案中,通過使多個發(fā)射極金屬102中的第一個發(fā)射極金屬102和最后一個發(fā)射極金屬102獨立于其他發(fā)射極金屬102,不與其他發(fā)射極金屬102相連接,而只使其他發(fā)射極金屬102并行相連,可以使這兩個發(fā)射區(qū)窗口101(第一個發(fā)射極金屬102和最后一個發(fā)射極金屬102所覆蓋的發(fā)射極窗口)上方的多晶硅發(fā)射極103與其它(N-2)個多晶硅發(fā)射極103不發(fā)生電連接(即只有這N-2個多晶硅發(fā)射極103并聯(lián)),這樣,第1個、第N個(最后一個)多晶硅發(fā)射極103就會不產(chǎn)生電特性,這樣,即便線寬相同的相互平行的高頻晶體管10的N個發(fā)射區(qū)窗口101被復(fù)制至晶圓后,第一個和最后一個多晶硅發(fā)射窗口的實際線寬與其他N-2個發(fā)射區(qū)窗口101的實際線寬不同,也會因為第1個、第N個(最后一個)多晶硅發(fā)射極103沒有電特性,而不會導(dǎo)致高頻晶體管10的高頻特性不一致,進而可以確保高頻晶體管10具有抑制的高頻特性,噪聲很小,其中,“線寬”都特指設(shè)計線寬,并且都是指在發(fā)射區(qū)窗口101排列方向的尺寸(即垂直于多個平行發(fā)射區(qū)窗口101的方向)。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:每個覆蓋在所述每個發(fā)射區(qū)窗口101上的所述發(fā)射極金屬102的線寬均大于所述每個發(fā)射區(qū)窗口101的線寬。
在該技術(shù)方案中,由于光刻發(fā)射區(qū)窗口101時,發(fā)射區(qū)窗口101的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致發(fā)射區(qū)窗口101被刻偏,所以,通過使每個覆蓋 在發(fā)射區(qū)窗口101上的發(fā)射極金屬102的線寬均大于該每個發(fā)射區(qū)窗口101的線寬,可以防止發(fā)射區(qū)窗口101被刻偏而偏出發(fā)射極金屬102,進而防止影響高頻晶體管10的高頻特性。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的多晶硅發(fā)射極103,其中,多個所述多晶硅發(fā)射極103中的每個所述多晶硅發(fā)射極103均覆蓋在多個所述發(fā)射區(qū)窗口101中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口101的上方,每個所述多晶硅發(fā)射極103的上方均覆蓋有每個所述發(fā)射極金屬102,且每個覆蓋在所述每個發(fā)射區(qū)窗口101的所述多晶硅發(fā)射極103的線寬均大于所述每個發(fā)射區(qū)窗口101的線寬,每個所述發(fā)射極金屬102的線寬均大于每個所述多晶硅發(fā)射極103的線寬。
在該技術(shù)方案中,通過在高頻晶體管10中設(shè)計多個相互平行的多晶硅發(fā)射極103,可以形成高頻晶體管10的多個發(fā)射極;同樣地,由于光刻多晶硅發(fā)射極103時,多晶硅發(fā)射極103的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致多晶硅發(fā)射極103被刻偏,所以,通過使每個覆蓋在多晶硅發(fā)射極103上的發(fā)射極金屬102的線寬均大于該每個多晶硅發(fā)射極103的線寬,可以防止多晶硅發(fā)射極103被刻偏而偏出發(fā)射極金屬102,進而防止影響高頻晶體管10的高頻特性,另外,通過在第1個、第N個發(fā)射區(qū)窗口101區(qū)域仍布置多晶硅發(fā)射極103和發(fā)射極金屬102,一方面可避免在形成多晶硅發(fā)射極103、發(fā)射極金屬102的過程中產(chǎn)生對第1個、第N個發(fā)射區(qū)窗口101區(qū)域的工藝損傷,另一方面可避免多晶硅發(fā)射極103光刻、發(fā)射極金屬102光刻及相關(guān)工藝出現(xiàn)一致性問題。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,多個所述發(fā)射區(qū)窗口101中的每個所述發(fā)射區(qū)窗口101的線寬均相等,且多個所述發(fā)射區(qū)窗口101等間隔分布在所述高頻晶體管10上。
在該技術(shù)方案中,通過使每個發(fā)射區(qū)窗口101的線寬均相等以及發(fā)射區(qū)窗口101之間等間隔分布,可以確保發(fā)射極高頻晶體管10內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管10產(chǎn)生較大噪音。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,每個所述發(fā)射區(qū)窗口101的線寬的取值 范圍均為:0.1微米至1.5微米。
在該技術(shù)方案中,每個發(fā)射區(qū)窗口101的線寬優(yōu)選0.1微米至1.5微米,且發(fā)射區(qū)窗口101的線寬越小,高頻晶體管10的截止頻率越大,該高頻晶體管10的可穩(wěn)定工作的最大工作頻率也就越高。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的濃基區(qū)104,多個所述濃基區(qū)104的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口101的數(shù)目大1,其中,多個所述濃基區(qū)104與多個所述發(fā)射區(qū)窗口101相互平行交錯分布在所述高頻晶體管10上。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個所述濃基區(qū)104中的任意兩個相鄰的濃基區(qū)104之間的距離均等于預(yù)設(shè)間隔距離。
在該技術(shù)方案中,通過任意兩個相鄰的濃基區(qū)104之間的距離相等可以確保發(fā)射極高頻晶體管10內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管10產(chǎn)生較大噪音。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的接觸孔105,多個所述接觸孔105的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口101的數(shù)目大1,且多個所述接觸孔105中的每個所述接觸孔105的線寬均小于每個所述濃基區(qū)104的線寬。
在該技術(shù)方案中,由于接觸孔105時,接觸孔105的對準度可能會有誤差,導(dǎo)致接觸孔105被刻偏,所以,通過使每個接觸孔105的線寬均小于該濃基區(qū)104的線寬,可以防止接觸孔105被刻偏而偏出濃基區(qū)104,進而防止影響高頻晶體管10的高頻特性。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,還包括:多個并行的基極金屬106,多個所述基極金屬106的數(shù)目比多個所述發(fā)射區(qū)窗口101的數(shù)目大1,多個所述基極金屬106中的每個所述基極金屬106均覆蓋在多個所述接觸孔105中的每個所述接觸孔105的上方,其中,多個所述基極金屬106并行相連,且每個覆蓋在所述每個接觸孔105上的所述基極金屬106的線寬均大于所述每個接觸孔105的線寬。
在該技術(shù)方案中,多個基極金屬106相互并行連接,可以形成高頻晶體管10的多個基極。
在上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,多個所述發(fā)射區(qū)窗口101的數(shù)目大于或 等于3。
在該技術(shù)方案中,發(fā)射區(qū)窗口101越多,高頻晶體管10的發(fā)射極就越多,就可以形成高頻特性較好的高頻晶體管10。
以上結(jié)合附圖詳細說明了本發(fā)明的技術(shù)方案,可以確保線寬相同的相互平行的高頻晶體管的發(fā)射區(qū)窗口在復(fù)制到晶圓后,多發(fā)射極高頻晶體管內(nèi)部不同位置的發(fā)射極可以產(chǎn)生一致的高頻特性,以避免使多發(fā)射極高頻晶體管產(chǎn)生較大噪音。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。