[發明專利]減小襯底中的高頻信號損失

有效

• 申請號: 200910136622.6
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101771037A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 周淳樸;陳和祥
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L29/06;H01L29/861;H01L29/872;H01L29/78
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所 11306
• 代理人: 梁永;馬鐵良

技術領域

本發明一般涉及集成電路，并且特別涉及高頻集成電路裝置，尤其是 減小襯底中信號損失的結構和方法。

背景技術

高頻電路被廣泛使用于現代應用中，如無線通信應用。設計者面對的 普遍問題是位于高頻電路下面的襯底中的信號損失，部分信號損失由形成 在高頻電路和下面的襯底之間的寄生電容導致。通常，隨著信號頻率的增 大，損失也增大。這大大限制了高頻電路的設計。

圖1說明了形成在半導體襯底2之上的傳統射頻(RF)變壓器4。電 介質層8將射頻變壓器4與半導體襯底2分隔開。射頻變壓器4和半導體 襯底2一起形成寄生電容6。不希望產生的寄生電容6將射頻變壓器4的 工作頻率限制在10G赫茲左右和更低的頻率。當頻率進一步增大，半導體 襯底2中的信號損失大大增大。

當其它集成電路裝置工作在高頻下時，這些裝置也發生信號損失。例 如，圖2說明了形成于P+擴散區14和N型阱區16之間的結型二極管12。 P+擴散區14和N型阱區16都形成在襯底18內。同樣，在P+擴散區14， N型阱區16和襯底18之間，在襯底18和連接到結型二極管12的金屬線 之間和其他類似區域形成寄生電容20。寄生電容20導致結型二極管12攜 帶的信號中的極大信號損失，這個損失可能嚴重到大約4到5分貝。類似 地，其他二極管如鰭式場效應晶體管二極管和肖特基二極管也遭受類似的 問題。

而且，信號損失問題可能隨著集成電路尺寸的不斷縮小而加劇，集成 電路尺寸的縮小導致高頻裝置和各自的底層襯底之間的距離越來越小。減 小的距離導致寄生電容的增加。因此，需要方案解決上述問題。

發明內容

根據本發明的一個方面，一種集成電路結構包括：第一導電類型的半 導體襯底；和在半導體襯底中的耗盡區。深阱區基本上被耗盡區包圍，并 且深阱區是與第一導電類型相反的第二導電類型。耗盡區包括直接位于深 阱區之上的第一部分和直接位于深阱區下的第二部分。集成電路裝置直接 位于耗盡區之上。也公開了其他實施例。

實施例的優勢特征包括減少了高頻裝置的信號損失。另外，實施例可 能與現有的制造工藝相結合，不要求額外工藝步驟和光刻掩模。

附圖說明

為了更全面地理解本發明和其優點，參考下述的附圖描述，其中：

圖1說明了形成在半導體襯底之上的傳統射頻變壓器；

圖2說明了形成在半導體襯底之上的傳統二極管；

圖3A和3B分別說明了本發明的變壓器實施例的透視圖和俯視圖；

圖4，5和6分別說明了結型二極管實施例，鰭式場效應晶體管二極管 實施例和肖特基二極管實施例的橫截面圖；

圖7和8顯示了從傳統二極管和本發明的二極管實施例獲得的仿真結 果的比較。

具體實施方式

下面詳細討論實施例的制造和使用。然而，應該意識到，實施例提供 了很多可以廣泛體現在各種不同的具體情況中的的應用發明概念。討論的 具體實施例只是說明發明的制造和使用的具體方法，不限制發明范圍。

本發明提出了一種新的襯底-損失減少的結構和方法。討論本發明的制 造實施例的中間步驟。也討論了不同實施例。在本發明的不同視圖和說明 性實施例中，使用相似的參考數字標記相似的元件。

圖3A說明本發明的一個實施例的透視圖，其中包括襯底30。襯底30 可能包含硅，鍺，砷化鎵，和/或其它普遍使用的半導體材料。襯底30可 能是體材料襯底，或者具有絕緣底半導體結構。實施例中，襯底30輕摻雜 p型雜質，例如，濃度低于10¹¹/cm³，因此，以下被稱為P型襯底。或者， 襯底30可能輕摻雜n型雜質。射頻變壓器32形成在襯底30之上。射頻變 壓器32和襯底30之間的間隔34可能包括電介質層，如層間電介質(ILD)， 在其中形成晶體管的柵電極(未顯示)和接觸栓塞48的，和金屬間電介質 層(IMD)，在其中形成金屬線和通孔(未顯示)的。

變壓器32可能有四個端子，命名為X1A，X1B，X2A和X2B。端子 X1A和X2A通過金屬線和通孔互連。端子X1B和X2B通過金屬線和通孔 互連。因此，變壓器32包括兩個電感，一個連接在端子X1A和X2A之間， 另一個連接在端子X1B和X2B之間。