[发明专利]射频金属氧化物半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种射频金属氧化物半导体器件及其制造方法。

背景技术

硅基射频金属氧化物半导体器件现在已经被广泛被应用于无线通信领域。随着制造技术的不断进步，器件尺寸越来越小，对器件阻抗匹配、高频增益及射频噪声系数等指标也提出了更高的要求。由于持续工作，器件不断老化，功能慢慢衰退，稳定性变差，增益及最小射频噪声系数等指标也会随着工作频率增高而变差。特别是现在的超宽带(Ultra-wide band)无线通信技术中需要很高的工作频率，工作在其中的射频器件性能衰退的现象越来越不能忽视。

现有技术中的射频金属氧化物半导体器件的如图1A所示，半导体衬底100上有复数个共用源极110和漏极120的晶体管器件，其中组成晶体管器件的源极110和漏极120交叉排布，在源极110和与其相邻的漏极120之间的衬底上形成有栅极130，栅极130的俯视图如图1B所示，多个栅极相互平行并通过金属线180相连。在图1A中，通过接触孔155中的金属导线，将源极110与第一金属层160相连，第二金属层170通过接触孔165中的金属与漏极120相连。沟槽140中填充有绝缘物质。现有技术中的这种半导体器件，其关键尺寸及栅极尺寸可以做到0.18um甚至更小，当其应用于高频电路中时，由于器件本身的寄生效应以及器件上层的互连金属中高频电流产生的交变磁场在器件中耦合产生的噪声电流，使得器件的最小射频噪声系数及增益变差。同时对器件的性能的检测也不得不采用复杂的互联抖动反嵌(de-embedding)程序，不但浪费时间也增加成本。

专利号为US7015545 B2的美国专利公开了一种射频晶体管器件能够减小器件本身寄生效应产生的噪声。如图2A所示，在衬底100上形成有复数个MOS管，其中120为漏极，源极110中间形成有隔离区111。在所述源极110和漏极120之间的衬底上形成有栅极130，所述栅极130如图2B所示平行分布，每两个栅极130被所述隔离区111隔离。如图2A所示，每个栅极130都有与其相应的源极110，每两个栅极130有一个公共的漏极120。所述源极110与漏极120分别通过其各自的接触孔与相应的金属层相连(这里没有画出)。所述射频晶体管器件应用于射频电路中，由于隔离区存使每一MOS器件的寄生电阻减小，使得该射频晶体管输出噪声减小，有较高的输出增益。但是，上层互连金属层中高频电流产生的交变磁场在MOS器件中耦合而产生的噪声仍然没有解除，该噪声仍然会降低器件的性能如增益、最低噪声系数等。对该器件的检测也需采用复杂的互连抖动反嵌程序。

发明内容

本发明提供一种射频金属氧化物半导体器件及其制造方法，本发明能够有效消除各互连层产生的电磁辐射对器件层产生噪声干扰。

本发明提供的射频金属氧化物半导体器件，包括：

半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的器件层；和

在所述器件层上形成的屏蔽层；以及

在所述屏蔽层上形成的互连层。

所述器件层为复数栅射频金属氧化物半导体晶体管。

所述屏蔽层材料是铝或铜。

所述屏蔽层与器件层之间形成有绝缘层。

所述绝缘层材料是氧化硅。

所述屏蔽层接地。

所述复数栅射频金属氧化物半导体晶体管栅极相互平行排布。

所述绝缘层和屏蔽层中形成有连接孔。

所述复数栅金属氧化物半导体晶体管栅极之间的衬底上依次形成有源极和漏极。

所述复数栅射频金属氧化物半导体晶体管的栅氧厚度为1.0nm～4.0nm。

所述复数栅射频金属氧化物半导体晶体管栅极宽度为65nm～350nm。

所述器件层通过绝缘层和屏蔽层上的连接孔与互连层相连。

相应的，本发明提供一种射频金属氧化物半导体器件的制造方法，包括：

提供一半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成器件层；

在所述器件层上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成屏蔽层；

在所述屏蔽层和绝缘层上形成连接孔；

在所述屏蔽层上形成互连层。

所述器件层为复数栅射频金属氧化物半导体晶体管。

所述屏蔽层材料是铝或铜。

所述绝缘层材料是氧化硅。

所述互连层通过连接孔与器件层电连接。