[发明专利]一种无外延层的RF-LDMOS器件结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种RF-LDMOS器件结构，具体涉及一种无外延层的RF-LDMOS器件结构, 属于半导体技术领域。

背景技术

RF-LDMOS（lateral double-diffused metal-oxide semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体）能实现高增益和高的击穿电压，被广泛的用于射频、微波领域的功率放大器。RF-LDMOS的衬底通常作为导电层，源端通过衬底从背面的金属背板引出。通常使用高掺杂的衬底，能够实现高的电导率，从而降低源端的连线电阻，提高器件增益。但同时高掺杂的衬底也会带来相应的问题，首先，高掺杂的衬底会降低RF-LDMOS的漏极和衬底的击穿电压；其次，高掺杂的衬底上面很难制作N阱；再次，对于RF-LDMOS功率器件，为了提供大功率，通常是很多叉指并联，这样需要非常宽和非常长的金属线把他们连在一起。采用传统的高掺杂衬底，会带来很大的寄生电容。因此现有技术中通常采取在高掺杂衬底2上沉积一层一定厚度的低掺杂的外延层3，如图1所示，但是，引入外延层提高了RF-LDMOS工艺的制作成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种没有外延层的RF-LDMOS器件结构，易于工艺实现，降低器件生产成本；同时可采用低掺杂高阻材料的衬底，提高器件的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种无外延层的RF-LDMOS器件结构，包含源极、漏极，源极和漏极通过沟道连在一起，沟道的上面设有栅，栅与沟道间隔着一层氧化层，氧化层和栅由绝缘层覆盖，绝缘层外还设有场板，源极和漏极分别与源金属引线和漏金属引线连接，其特征在于，还包含一采用低掺杂的高阻半导体材料的衬底。衬底也可以采用绝缘材料，所述源极、漏极直接形成于所述衬底的一侧。 

低掺杂高阻的半导体材料电阻率通常为10-100Ω·cm，而高掺杂低阻的半导体材料电阻率通常为0.005-0.05Ω·cm，掺杂浓度因不同的材料而不同。

还包含一形成于所述衬底另一侧的金属背板。

所述源极从所述金属背板引出。

所述衬底上设有通孔，所述源极穿过所述通孔与所述金属背板连接。

所述源极与金属背板由重掺杂的半导一材料或者金属材料连接。

所述金属材料为钨或其他高导电率金属。

所述源极作为一个单独的引出端，通过所述衬底上面设的金属连线引出。

所述源极通过键合线或者倒装焊从所述衬底上面引出。

所述衬底上设有N阱或P阱。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明的RF-LDMOS器件不需要使用外延层，减少了外延层这道工艺，降低了器件的成本。

2、衬底不再是作为导电通路，因此可以使用低掺杂、高阻材料的衬底，高阻衬底能够带来如下好处：首先，高阻衬底能够减小漏极和衬底的反偏PN结的结电容，这是因为掺杂浓度越低，耗尽区宽度越大，那么电容值越小。减小漏端的电容能够提高RF-LDMOS的效率。其次，采用低掺杂的衬底能够减小衬底的寄生电容，提高器件的效率。衬底的等效电路在小于10GHz的情况下，可以认为是一个R、C并联网络。当衬底掺杂浓度高的时候，可以认为是一个电阻。当衬底掺杂浓度低的时候可以认为是一个电容。两个电容串联，降低了金属连线到衬底的寄生电容。再次，采用高阻衬底能够降低因为涡旋电流而造成的损耗，提高器件的效率。

附图说明

图1是现有技术RF-LDMOS器件结构剖面示意图；

图2是本发明的无外延层的RF-LDMOS器件结构的一个优选实施例的剖面示意图；

图3是本发明的无外延层的RF-LDMOS器件结构的另一个优选实施例的剖面示意图；

图中，

1、金属背板，2、衬底，3、外延层，4、钨，5、漂移区，6、漏极，7、源区，8、源极，9、沟道，10、氧化层，11、场板，12、漏金属引线，13、源金属引线，14、栅极，15、N阱，16、绝缘层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图2所示，本发明以N型的RF-LDMOS器件结构为例进行介绍，相应的P型RF-LDMOS器件结构可以根据本实施例进行推导而出。