[發明專利]柵極控制變容管結構及其生產方法

無效

• 申請號: 200810018719.2
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101221991A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 丁國華;周燁;賀潔;胡斌
• 申請（專利權）人: 無錫硅動力微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/93
• 分類號: H01L29/93;H01L21/329
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種變容管結構，具體地說是一種柵極控制變容管，可應用于需要外接或內置變容二極管的集成電路。

背景技術

目前市場上大量應用的變容管技術為P-N結型變容管，其技術方面的瓶頸有以下幾個方面：1、結構簡單，具有漏電流；2、頻率范圍寬度不夠；3、C-V曲線一般；4、寄生參數大。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種柵極控制變容管結構及其生產方法。該變容管結構比較完善，克服了漏電流現象；同時其頻率范圍寬、C-V曲線較好；而且寄生參數比較小，可大大提高使用該變容管的集成電路性能。

為解決上述問題，本發明采取以下方案：在埋層的上面有外延；在外延內的上部有P型阱區；在P型阱區的上部有P+離子注入，并且從P+離子注入需要引出的地方有合金引出，該合金引出作為基準電位的輸入端；在P型阱區的表面生長出柵氧化物和場氧化物，并且在柵氧化物和場氧化物的上面生長覆蓋物柵多晶；在對應于場氧化物正上方的柵多晶處形成合金引出，作為變容管電容的控制端；在對應于埋層邊緣處的外延內有深磷，并且深磷的下端與埋層相連；從深磷的上端需要引出的地方有合金引出，作為電源端；在柵多晶和合金引出以外的外延的上表面覆蓋有場氧化物。

本發明具有以下優點：

由于本發明提出的柵極控制變容管結構含有柵多晶、場氧化物、P型阱區、深磷、外延、柵氧化物、埋層、合金引出、P+離子注入。其中，P型阱區表面生長出柵氧化物和場氧化物，并且在柵氧化物和場氧化物的上方生長覆蓋物柵多晶，在場氧化物上方的柵多晶處作合金引出具有兩個優點：利用柵多晶做為變容管的上極板是不產生類似PN結型變容管的漏電流的；同時在場氧化物的柵多晶處作合金引出可以提高變容管電容控制端的耐高壓性能。利用柵多晶、柵氧化物和P型阱區形成的變容管，P型阱區與柵氧化物交界面會聚集電子，從而使交界處發生積累-耗盡-反型的過程，其耗盡區和反型區都具有變容效果，頻率范圍很寬；特別是其耗盡區具有很好的C-V特性曲線。采用埋層、深磷、外延、P型阱區、P離子注入，減小寄生串聯電阻材料，具有很小的寄生參數，防止變容管工作時，產生誤開啟和大量寄生效應，提高了變容管高頻性能，從而使整個柵極控制變容管振蕩的品質因素提高。因此，本發明的變容管具有無漏電流、頻率范圍寬、C-V曲線較好和寄生參數小的優點。

附圖說明

圖1是本發明柵極控制變容管結構示意圖。

具體實施方式

在埋層10的上面有外延8；在外延8內的上部有P型阱區6；在P型阱區6的上部有P+離子注入12，并且從P+離子注入12需要引出的地方有合金引出11’，該合金引出11’作為基準電位3的輸入端；在P型阱區6的表面生長出柵氧化物9和場氧化物5’，并且在柵氧化物9和場氧化物5’的上面生長覆蓋物柵多晶4；在對應于場氧化物5’正上方的柵多晶4處形成合金引出11”，作為變容管電容1的控制端；在對應于埋層10邊緣處的外延8內有深磷7，并且深磷7的下端與埋層10相連；從深磷7的上端需要引出的地方有合金引出11，作為電源端2；在柵多晶4和合金引出11、11’、11”以外的外延8的上表面覆蓋有場氧化物5。

在生產時，選取0.6um?Bicmos工藝平臺，采用P型阱區工藝。柵極控制變容管結構由柵多晶4、場氧化物5、P型阱區6、深磷7、外延8、柵氧化物9、埋層10、合金引出11、11’、11”、P+離子注入12構成；在埋層10生長完畢后，生長出外延8；在外延8中形成P型阱區6；在P型阱區6中形成P+離子注入12，并且從P+離子注入12需要引出的地方形成合金引出11’，作為基準電位3的輸入端；在P型阱區6的表面生長出柵氧化物9和場氧化物5’，并且在柵氧化物9和場氧化物5’的上方生長覆蓋物柵多晶4；在場氧化物5’正上方處的柵多晶4處形成合金引出11”，作為變容管電容1的控制端；埋層邊緣處的外延8內形成深磷7，并且深磷7與埋層10相連；從深磷7需要引出的地方形成合金引出11，作為電源端2；在柵多晶4和合金引出11、11’、11”以外的上表面覆蓋場氧化物5。

通過柵多晶4作為電容上極板，P型阱區6作為電容下極板，柵氧化物9作為中間介質層，來實現柵極控制變容管結構。

本發明采用柵電容上的電壓對電容具有控制作用的原理制造可用于實際應用的變容管。

所述柵極控制變容管的柵電容上合金引出端下方采用場氧工藝。

所述柵極控制變容管的結構中，在P型襯底的晶圓上采用埋層工藝。

所述柵極控制變容管的結構中，在P型襯底的晶圓上采用外延工藝。

所述柵極控制變容管的結構中，其電容下極板采用P型阱區工藝。