[發明專利]射頻金屬-氧化物-半導體場效應晶體管

無效

• 申請號: 201010113496.5
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN102169895A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 廖英豪;傅春曉;程玉華
• 申請（專利權）人: 上海北京大學微電子研究院
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于集成電路領域，尤其涉及射頻金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor?Field?Effect?Transistor)。

背景技術

隨著CMOS技術在射頻(RF)領域的應用日益廣泛，射頻MOS管的高頻性能日益受到關注。高頻情況下，射頻MOS管的寄生電阻及寄生電容通常對射頻電路的性能有不利影響，例如寄生電阻越高，射頻電路的噪聲通常越大；寄生電容越高，射頻MOS管的截止頻率越低，射頻電路的工作速度就越低。

圖1為現有技術中一種射頻MOS管的部分版圖(未包含襯底部分)結構示意圖，圖中網格區域表示第二層金屬，斜線區域表示第一層金屬，結合該圖可知：

該射頻MOS管的柵極包括多個子柵11，及連接子柵11的左側柵120和右側柵121，左側柵120上設置有柵第一金屬層，柵第一金屬層上設置有柵第二金屬層，左側柵120與柵第一金屬層之間及柵第一金屬層與柵第二金屬層之間用通孔連接，左側柵120用作柵極輸入端，所述柵第一金屬層由第一層金屬形成，柵第二金屬層由第二層金屬形成。

該射頻MOS管的漏極13(Drain)上設置有漏金屬層，漏金屬層延伸出子漏極13，連接至漏端14；所述漏金屬層由第一層金屬形成，漏端14由相互連接的漏第一金屬層及漏第二金屬層構成，其中漏第一金屬層由第一層金屬形成，與漏金屬層連接；漏第二金屬層由第二層金屬形成。

該射頻MOS管的源極15(Source)上設置有源金屬層，所述源金屬層由單獨覆蓋于子源極15上的子源金屬層及覆蓋于漏金屬層、子柵11和子源金屬層上的主源金屬層構成，其中子源金屬層分別與子源極15與主源金屬層通過通孔連接，子源金屬層由第一層金屬形成，主源金屬層由第二層金屬形成，圖中源金屬層用作源極輸入端。

本申請發明人通過分析得出，上述結構的射頻MOS管中，主源金屬層覆蓋所有子柵11和漏極13，一方面增大源漏極間及柵源極間交疊區域的面積，而交疊區域的面積越大，射頻MOS管的寄生電容越大，所以上述結構的射頻MOS管寄生電容較大，進而降低射頻MOS管的工作速度；另一方面由于通常情況下柵極是高頻信號輸入端，因此源極信號在源金屬層傳遞時，必然與其覆蓋下的各子柵11中高頻信號有干擾效應，降低射頻MOS管的可靠性。

發明內容

本發明提供射頻MOS管版圖結構，以提高射頻MOS管的工作速度及降低源金屬層的源極信號與柵極中高頻信號間交叉耦合引起的干擾效應，提高射頻MOS管的可靠性。

本發明提供的射頻MOS管包括源極、漏極和柵極以及陳底，所述柵極由子柵和連接子柵的側柵構成，還包括連接源極及源端的源金屬層、連接漏極及漏端的漏金屬層和連接側柵及柵輸入端的側柵金屬層，其中源金屬層覆蓋并延伸出源極，其在有源區的投影與漏極和子柵無交疊；漏金屬層覆蓋并延伸出漏極，其在有源區的投影與源極和子柵無交疊；側柵金屬層覆蓋并延伸出側柵，其在有源區的投影與源極和漏極無交疊；以及源金屬層、漏金屬層及柵金屬層中，由相同層金屬形成的部分無交叉。

可選的，所述源金屬層的結構為：覆蓋于源極上的源金屬層由第一層金屬及第二層金屬連接形成，延伸出源極的源金屬層由第二層金屬形成；以及所述漏金屬層的結構為：覆蓋于漏極上的漏金屬層由第一層金屬及第二層金屬連接形成，延伸出漏極的漏金屬層為第二層金屬形成。柵輸入端由相互連接的柵第一金屬層和柵第二金屬層構成，其中柵第一金屬層由第一層金屬形成，柵第二金屬層由第二層金屬形成，且柵第一金屬層連接至側柵金屬層；及源端和漏端均由第二金屬層形成。

可選的，所述側柵有兩條，其中一條側柵上覆蓋有側柵金屬層，另一條側柵未覆蓋側柵金屬層。

可選的，源金屬層向側柵金屬層的方位，漏金屬層向未覆蓋側柵金屬層的側柵的方位延伸；以及源金屬層的結構為：覆蓋于源極上的部分由第一層金屬及第二層金屬連接形成，延伸出源極的部分由第二層金屬形成；源端由第二層金屬形成；漏金屬層由第一層金屬形成；漏端由第一層金屬及第二層金屬連接形成，其中漏端的第一層金屬與漏金屬層連接。

可選的，漏金屬層向側柵金屬層的方位，源金屬層向未覆蓋側柵金屬層的側柵的方位延伸；以及漏金屬層的結構為：覆蓋于漏極上的部分由第一層金屬及第二層金屬連接形成，延伸出漏極的部分由第二層金屬形成；漏端由第二層金屬形成；源金屬層由第一層金屬形成；源端由第一層金屬及第二層金屬連接形成，其中源端的第一層金屬與源金屬層連接。

可選的，所述側柵有兩條；以及各個側柵上均有側柵金屬層；且所有側柵金屬層均連接至柵輸入端。