[发明专利]栅极控制变容管结构及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变容管结构，具体地说是一种栅极控制变容管，可应用于需要外接或内置变容二极管的集成电路。

背景技术

目前市场上大量应用的变容管技术为P-N结型变容管，其技术方面的瓶颈有以下几个方面：1、结构简单，具有漏电流；2、频率范围宽度不够；3、C-V曲线一般；4、寄生参数大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种栅极控制变容管结构及其生产方法。该变容管结构比较完善，克服了漏电流现象；同时其频率范围宽、C-V曲线较好；而且寄生参数比较小，可大大提高使用该变容管的集成电路性能。

为解决上述问题，本发明采取以下方案：在埋层的上面有外延；在外延内的上部有P型阱区；在P型阱区的上部有P+离子注入，并且从P+离子注入需要引出的地方有合金引出，该合金引出作为基准电位的输入端；在P型阱区的表面生长出栅氧化物和场氧化物，并且在栅氧化物和场氧化物的上面生长覆盖物栅多晶；在对应于场氧化物正上方的栅多晶处形成合金引出，作为变容管电容的控制端；在对应于埋层边缘处的外延内有深磷，并且深磷的下端与埋层相连；从深磷的上端需要引出的地方有合金引出，作为电源端；在栅多晶和合金引出以外的外延的上表面覆盖有场氧化物。

本发明具有以下优点：

由于本发明提出的栅极控制变容管结构含有栅多晶、场氧化物、P型阱区、深磷、外延、栅氧化物、埋层、合金引出、P+离子注入。其中，P型阱区表面生长出栅氧化物和场氧化物，并且在栅氧化物和场氧化物的上方生长覆盖物栅多晶，在场氧化物上方的栅多晶处作合金引出具有两个优点：利用栅多晶做为变容管的上极板是不产生类似PN结型变容管的漏电流的；同时在场氧化物的栅多晶处作合金引出可以提高变容管电容控制端的耐高压性能。利用栅多晶、栅氧化物和P型阱区形成的变容管，P型阱区与栅氧化物交界面会聚集电子，从而使交界处发生积累-耗尽-反型的过程，其耗尽区和反型区都具有变容效果，频率范围很宽；特别是其耗尽区具有很好的C-V特性曲线。采用埋层、深磷、外延、P型阱区、P离子注入，减小寄生串联电阻材料，具有很小的寄生参数，防止变容管工作时，产生误开启和大量寄生效应，提高了变容管高频性能，从而使整个栅极控制变容管振荡的品质因素提高。因此，本发明的变容管具有无漏电流、频率范围宽、C-V曲线较好和寄生参数小的优点。

附图说明

图1是本发明栅极控制变容管结构示意图。

具体实施方式

在埋层10的上面有外延8；在外延8内的上部有P型阱区6；在P型阱区6的上部有P+离子注入12，并且从P+离子注入12需要引出的地方有合金引出11’，该合金引出11’作为基准电位3的输入端；在P型阱区6的表面生长出栅氧化物9和场氧化物5’，并且在栅氧化物9和场氧化物5’的上面生长覆盖物栅多晶4；在对应于场氧化物5’正上方的栅多晶4处形成合金引出11”，作为变容管电容1的控制端；在对应于埋层10边缘处的外延8内有深磷7，并且深磷7的下端与埋层10相连；从深磷7的上端需要引出的地方有合金引出11，作为电源端2；在栅多晶4和合金引出11、11’、11”以外的外延8的上表面覆盖有场氧化物5。

在生产时，选取0.6um Bicmos工艺平台，采用P型阱区工艺。栅极控制变容管结构由栅多晶4、场氧化物5、P型阱区6、深磷7、外延8、栅氧化物9、埋层10、合金引出11、11’、11”、P+离子注入12构成；在埋层10生长完毕后，生长出外延8；在外延8中形成P型阱区6；在P型阱区6中形成P+离子注入12，并且从P+离子注入12需要引出的地方形成合金引出11’，作为基准电位3的输入端；在P型阱区6的表面生长出栅氧化物9和场氧化物5’，并且在栅氧化物9和场氧化物5’的上方生长覆盖物栅多晶4；在场氧化物5’正上方处的栅多晶4处形成合金引出11”，作为变容管电容1的控制端；埋层边缘处的外延8内形成深磷7，并且深磷7与埋层10相连；从深磷7需要引出的地方形成合金引出11，作为电源端2；在栅多晶4和合金引出11、11’、11”以外的上表面覆盖场氧化物5。

通过栅多晶4作为电容上极板，P型阱区6作为电容下极板，栅氧化物9作为中间介质层，来实现栅极控制变容管结构。

本发明采用栅电容上的电压对电容具有控制作用的原理制造可用于实际应用的变容管。

所述栅极控制变容管的栅电容上合金引出端下方采用场氧工艺。

所述栅极控制变容管的结构中，在P型衬底的晶圆上采用埋层工艺。

所述栅极控制变容管的结构中，在P型衬底的晶圆上采用外延工艺。

所述栅极控制变容管的结构中，其电容下极板采用P型阱区工艺。