[發(fā)明專(zhuān)利]包括LDMOS晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法和LDMOS晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710480244.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107546204B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫爾穆特·布雷赫;阿爾貝特·比爾納;米夏埃拉·布朗恩;揚(yáng)·羅波爾;馬西亞斯·齊格爾德魯姆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/48
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/48;H01L27/088;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

公開(kāi)了一種包括LDMOS晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法，以及LDMOS晶體管。在一個(gè)實(shí)施方式中，該半導(dǎo)體器件包括：具有前表面的半導(dǎo)體襯底；在前表面中的LDMOS晶體管；以及被布置在前表面上的金屬化結(jié)構(gòu)。金屬化結(jié)構(gòu)包括被布置在至少一個(gè)電介質(zhì)層中的至少一個(gè)腔。

技術(shù)領(lǐng)域

各種實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件、LDMOS晶體管以及半導(dǎo)體器件制造方法。

背景技術(shù)

持續(xù)需要適合在包括微波頻率的越來(lái)越高的頻率下工作的固態(tài)電路。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“微波”旨在表示等于或高于約200兆赫茲的頻率，例如在300MHz至3GHz的范圍內(nèi)。已經(jīng)創(chuàng)建了能夠在這樣的頻率范圍內(nèi)提供增益的各種晶體管結(jié)構(gòu)。LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管是這種晶體管結(jié)構(gòu)的示例。

在高頻下，晶體管結(jié)構(gòu)的金屬化結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電部之間的寄生耦合會(huì)限制性能。降低寄生耦合的一種方法是通過(guò)在金屬化結(jié)構(gòu)的一個(gè)或更多個(gè)層內(nèi)使用具有較低介電常數(shù)的電介質(zhì)材料。這種電介質(zhì)材料可以稱(chēng)為低k電介質(zhì)，并且通常具有2.5至4.1范圍內(nèi)的介電常數(shù)k。然而，這種低k電介質(zhì)材料可能是機(jī)械敏感的并且較難以加工。

因此，期望進(jìn)一步改進(jìn)以減少在較高頻率下使用的半導(dǎo)體器件中的寄生耦合。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件包括：具有前表面的半導(dǎo)體襯底；在前表面中的LDMOS晶體管；以及布置在前表面上的金屬化結(jié)構(gòu)。金屬化結(jié)構(gòu)包括布置在至少一個(gè)電介質(zhì)層中的至少一個(gè)腔。

在一個(gè)實(shí)施方式中，LDMOS晶體管包括：包括前表面的半導(dǎo)體襯底；布置在前表面中的摻雜的源極區(qū)、柵極、摻雜的漏極區(qū)、摻雜的溝道區(qū)、摻雜的漏極漂移區(qū)以及摻雜的本體接觸區(qū)；布置在前表面上的金屬化結(jié)構(gòu)，金屬化結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或更多個(gè)電介質(zhì)層、布置在一個(gè)或更多個(gè)電介質(zhì)層之間的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)電的再分布層以及延伸穿過(guò)一個(gè)或更多個(gè)電介質(zhì)層的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)電通孔；以及由電介質(zhì)材料限定的至少一個(gè)腔，所述腔的介電常數(shù)低于限定腔的電介質(zhì)材料的介電常數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一種方法包括：向包括LDMOS晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底的前表面施加電介質(zhì)層；在至少一個(gè)電介質(zhì)層中形成開(kāi)口；以及用另一電介質(zhì)層覆蓋開(kāi)口以密封腔。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一種方法包括：將介電常數(shù)小于布置在LDMOS晶體管上的金屬化結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)材料的介電常數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)腔定位在使得減小以下中的一個(gè)或更多個(gè)的位置處：在這些位置處的金屬化結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)；漏極與柵極之間的電容耦合；源極與柵極之間的電容耦合；以及源極與漏極之間的電容耦合。

通過(guò)閱讀以下詳細(xì)描述并且查看附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

附圖中的元素不一定相對(duì)于彼此成比例。相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的相似部件?？梢越M合各種所示實(shí)施方式的特征，除非它們彼此排斥。示例性實(shí)施方式在附圖中示出，并且在下面的描述中詳細(xì)描述。

圖1a示出了包括LDMOS晶體管和金屬化結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件；

圖1b示出了包括LDMOS晶體管和金屬化結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件；

圖2a示出了形成在金屬化結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層中的腔；

圖2b示出了形成在金屬化結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層中的腔；

圖2c示出了形成在金屬化結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層中的腔；

圖3a示出了包括LDMOS晶體管和金屬化結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖3b示出了圖3a的半導(dǎo)體器件的平面圖；

圖4示出了包括LDMOS晶體管和多級(jí)金屬化結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件；

圖5a示出了用于在LDMOS晶體管的金屬化結(jié)構(gòu)中形成腔的方法的流程圖；