[实用新型]一种基于高K材料的LDMOS器件

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种击穿电压可以调整RF-LDMOS器件。

背景技术

LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)器件与晶体管相比，在关键的器件特性方面，如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等方面优势很明显，能够实现高的增益和高的击穿电压，因此其被广泛的用于DC-DC转换的开关管和射频功率放大器上面。LDMOS的结构设计中，如果减少LDMOS的栅长，可以提高LDMOS的截止频率，从而能够让LDMOS工作在更高的频率。同样，较小的栅长能够减小LDMOS的尺寸，提高比导通电阻。但是，减小栅长需要克服由此带来的LDMOS的短沟效应；此外，减小栅长，栅氧的厚度也需要随之减小，这带来了很大的漏电流，这些因素限制了LDMOS器件栅长的缩小。如何克服减小栅长带来的不利因素影响，尽可能减小栅长是本实用新型要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种解决上述问题的方案，提供一种可以有效减小减小栅长同时又不会增加漏电流的RF-LDMOS器件。

本实用新型的技术方案是提供一种基于高K材料的LDMOS器件，其包括衬底，所述衬底上设置有源极和漏极，所述源极和漏极之间通过沟道连接在一起，所述沟道上设置有栅极，所述栅极和所述沟道之间设置有绝缘层其特征在于：所述绝缘层包括一个由高K材料组成的高K层。高K材料，即高介电常数材料，是介电常数大于SiO₂（K＝3.9）的介电材料的泛称，所述绝缘层依次包括以下三层：SiO₂层、高K层和SiO₂层，当然所述绝缘层也可以仅由两层构成：第一层是SiO2，第二层是高K材料组成的高K层。

优选的，构成所述高K层的材料为：Si₃N₄、HfO₂或ZrO₂。

优选的，所述衬底为SOI衬底。

优选的，所述栅极是由金属栅或多晶硅构成的。

优选的，其还包括连接所述源极和所述衬底的连接层，所述连接层由P型重掺杂或金属构成。

优选的，所述绝缘层靠近所述漏极一侧的厚度大于其靠近所述源极一侧的厚度。

优选的，其采用厚度大于所述漂移区的N阱层取代所述漂移区，所述N阱层中靠近所述源极的一侧设置有STI（sallow trench isolation）。

优选的，其采用厚度大于所述漂移区的N阱层取代所述漂移区，所述N阱层上方设置有一层由LOCOS工艺形成的第二SiO2层，所述第二SiO2层一端设置在所述绝缘层与所述N阱层之间。LOCOS工艺即硅的选择氧化工艺，是目前常见的一种工艺方法。

优选的，所述漂移区上设置有场板，所述场板与所述漂移区之间设置有第二绝缘层。

优选的，所述第二绝缘层依次包括以下三层：SiO₂层、高K层和SiO₂层。

本实用新型的一种基于高K材料的LDMOS器件和传统结构相比，不需要增加额外的光刻板，不会显著增加成本。此外本实用新型仍然是采用传统的SiO₂和Si的接触，跟直接采用高K材料和Si接触的结构相比，界面缺陷态密度仍然很低，降低了界面散射，提高了载流子的迁移率，提高了饱和电流。此外，采用高K材料的绝缘层结构，能够在相同的绝缘层厚度的情况下，提高C_OX，能够带来高的饱和电流，提高栅的控制能力，这样可以减小DIBL等短沟效应；也能够在相同C_OX的情况下，增加绝缘层的厚度，减小漏电流。传统的LDMOS器件，希望具有更高的截止频率，需要减小栅长，但是为了保证栅的控制能力，C_OX需要保证不变，这是以减小绝缘层厚度，增加栅的漏电流为代价的，但是采用本结构，可以通过寻找具有更高介电常数的材料来维持相同的绝缘层厚度，而不会增加栅的漏电流。

附图说明

图1是本实用新型第一最佳实施例的一种基于高K材料的LDMOS器件的第一种结构的剖面结构示意图；

图2是本实用新型第二最佳实施例的一种基于高K材料的LDMOS器件的剖面结构示意图；

图3是本实用新型第三最佳实施例的一种基于高K材料的LDMOS器件的剖面结构示意图；

图4是本实用新型第四最佳实施例的一种基于高K材料的LDMOS器件的剖面结构示意图；