[實(shí)用新型]一種基于高K材料的LDMOS器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220352534.7
• 申請(qǐng)日: 2012-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202772140U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾大杰;余庭;趙一兵;張耀輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆山華太電子技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/78
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/78;H01L29/51
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種擊穿電壓可以調(diào)整RF-LDMOS器件。

背景技術(shù)

LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件與晶體管相比，在關(guān)鍵的器件特性方面，如增益、線性度、開(kāi)關(guān)性能、散熱性能以及減少級(jí)數(shù)等方面優(yōu)勢(shì)很明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)高的增益和高的擊穿電壓，因此其被廣泛的用于DC-DC轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)管和射頻功率放大器上面。LDMOS的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果減少LDMOS的柵長(zhǎng)，可以提高LDMOS的截止頻率，從而能夠讓LDMOS工作在更高的頻率。同樣，較小的柵長(zhǎng)能夠減小LDMOS的尺寸，提高比導(dǎo)通電阻。但是，減小柵長(zhǎng)需要克服由此帶來(lái)的LDMOS的短溝效應(yīng)；此外，減小柵長(zhǎng)，柵氧的厚度也需要隨之減小，這帶來(lái)了很大的漏電流，這些因素限制了LDMOS器件柵長(zhǎng)的縮小。如何克服減小柵長(zhǎng)帶來(lái)的不利因素影響，盡可能減小柵長(zhǎng)是本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種解決上述問(wèn)題的方案，提供一種可以有效減小減小柵長(zhǎng)同時(shí)又不會(huì)增加漏電流的RF-LDMOS器件。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種基于高K材料的LDMOS器件，其包括襯底，所述襯底上設(shè)置有源極和漏極，所述源極和漏極之間通過(guò)溝道連接在一起，所述溝道上設(shè)置有柵極，所述柵極和所述溝道之間設(shè)置有絕緣層其特征在于：所述絕緣層包括一個(gè)由高K材料組成的高K層。高K材料，即高介電常數(shù)材料，是介電常數(shù)大于SiO₂（K＝3.9）的介電材料的泛稱(chēng)，所述絕緣層依次包括以下三層：SiO₂層、高K層和SiO₂層，當(dāng)然所述絕緣層也可以僅由兩層構(gòu)成：第一層是SiO2，第二層是高K材料組成的高K層。

優(yōu)選的，構(gòu)成所述高K層的材料為：Si₃N₄、HfO₂或ZrO₂。

優(yōu)選的，所述襯底為SOI襯底。

優(yōu)選的，所述柵極是由金屬柵或多晶硅構(gòu)成的。

優(yōu)選的，其還包括連接所述源極和所述襯底的連接層，所述連接層由P型重?fù)诫s或金屬構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述絕緣層靠近所述漏極一側(cè)的厚度大于其靠近所述源極一側(cè)的厚度。

優(yōu)選的，其采用厚度大于所述漂移區(qū)的N阱層取代所述漂移區(qū)，所述N阱層中靠近所述源極的一側(cè)設(shè)置有STI（sallow?trench?isolation）。

優(yōu)選的，其采用厚度大于所述漂移區(qū)的N阱層取代所述漂移區(qū)，所述N阱層上方設(shè)置有一層由LOCOS工藝形成的第二SiO2層，所述第二SiO2層一端設(shè)置在所述絕緣層與所述N阱層之間。LOCOS工藝即硅的選擇氧化工藝，是目前常見(jiàn)的一種工藝方法。

優(yōu)選的，所述漂移區(qū)上設(shè)置有場(chǎng)板，所述場(chǎng)板與所述漂移區(qū)之間設(shè)置有第二絕緣層。

優(yōu)選的，所述第二絕緣層依次包括以下三層：SiO₂層、高K層和SiO₂層。

本實(shí)用新型的一種基于高K材料的LDMOS器件和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，不需要增加額外的光刻板，不會(huì)顯著增加成本。此外本實(shí)用新型仍然是采用傳統(tǒng)的SiO₂和Si的接觸，跟直接采用高K材料和Si接觸的結(jié)構(gòu)相比，界面缺陷態(tài)密度仍然很低，降低了界面散射，提高了載流子的遷移率，提高了飽和電流。此外，采用高K材料的絕緣層結(jié)構(gòu)，能夠在相同的絕緣層厚度的情況下，提高C_OX，能夠帶來(lái)高的飽和電流，提高柵的控制能力，這樣可以減小DIBL等短溝效應(yīng)；也能夠在相同C_OX的情況下，增加絕緣層的厚度，減小漏電流。傳統(tǒng)的LDMOS器件，希望具有更高的截止頻率，需要減小柵長(zhǎng)，但是為了保證柵的控制能力，C_OX需要保證不變，這是以減小絕緣層厚度，增加?xùn)诺穆╇娏鳛榇鷥r(jià)的，但是采用本結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)尋找具有更高介電常數(shù)的材料來(lái)維持相同的絕緣層厚度，而不會(huì)增加?xùn)诺穆╇娏鳌?/p>

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型第一最佳實(shí)施例的一種基于高K材料的LDMOS器件的第一種結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型第二最佳實(shí)施例的一種基于高K材料的LDMOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型第三最佳實(shí)施例的一種基于高K材料的LDMOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型第四最佳實(shí)施例的一種基于高K材料的LDMOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；