[实用新型]LDMOS块体FINFET器件和通信设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年6月4日提交的美国临时专利申请号62/007,832以及于2014年6月19日提交的美国专利申请号14/309,843的优先权的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本说明书总体涉及集成电路，且更具体地但非排他地涉及用于块体鳍式场效应晶体管(finFET)技术的横向双扩散MOS(LDMOS)器件和结构。

背景技术

传统的平面金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的缩放比例(scaling)面临着许多挑战。例如，阈值摆动劣化、大的漏致势垒降低(DIBL)、器件特征波动以及泄露是其中通过3D器件结构可解决的最常见的问题。鳍式场效应晶体管(FinFET)是可用于纳米尺度的互补金属氧化物半导体(CMOS)和高密度存储器应用中的3D器件结构。

FinFET器件被分为两种类型：块体finFET和绝缘体上硅(SOI)finFET。在14nm和/或16nm技术更为普遍的块体finFET器件中，可以在块体硅(例如，硅基板)上形成鳍片。可以通过低成本、低缺陷密度、到基板的高热量传递、以及良好工艺控制来制造块体finFET。大多数用在RF功率放大器的具有横向双扩散MOS(LDMOS)结构的块体finFET可以提供(例如，在漏极与源极端子之间的)高击穿电压。例如，通过穿过耗尽区的电荷载流子(例如，电子)流动路径实现高击穿电压。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于高压操作的横向双扩散金属氧化物半导体LDMOS块体finFET器件，所述器件包括：形成在基板材料(substratematerial，基体材料)上的第一阱区和两个或更多第二阱区以及包括基板材料的一个或多个非阱区，其中，所述一个或多个非阱区被配置为将所述两个或更多第二阱区中的阱区分开；源极结构，设置在被部分地形成在所述第一阱区上的第一鳍片上；漏极结构，设置在被形成在所述两个或更多第二阱区中的最后一个上的第二鳍片上；以及一个或多个虚设区，形成在所述一个或多个非阱区上，其中，所述虚设区被配置为提供包括用于电荷载流子的垂直流动路径的附加耗尽区流动路径以支持所述高压操作。

其中，所述LDMOS块体finFET器件包括NLDMOS块体finFET器件，所述基板材料包括p型硅，所述第一阱区包括p阱区，所述两个或更多第二阱区包括n阱区，并且所述电荷载流子包括电子。

其中，所述LDMOS块体finFET器件包括PLDMOS块体finFET器件，所述基板材料包括硅中的深n阱，所述第一阱区包括n阱区，所述两个或更多第二阱区包括p阱区，并且所述电荷载流子包括空穴。

其中，所述一个或多个虚设区中的每个包括形成在所述一个或多个非阱区中的一个上的虚设鳍片，其中，所述一个或多个虚设区中的每个能被配置为允许所述用于电荷载流子的垂直流动路径穿过所述虚设鳍片。

根据本实用新型的另一方面，提供一种通信设备，包括：发送器电路，包括射频RF功率放大器，其中，所述RF功率放大器使用用于高压操作的横向双扩散金属氧化物半导体LDMOS块体finFET器件来制造，每个LDMOS块体finFET器件包括：形成在基板材料上的第一阱区和两个或更多第二阱区以及包括基板材料的一个或多个非阱区，其中，所述一个或多个非阱区被配置为将所述两个或多个第二阱区中的阱区分开；源极结构，设置在被部分地形成在所述第一阱区上的第一鳍片上；漏极结构，设置在被形成在所述两个或更多第二阱区中的最后一个上的第二鳍片上；以及一个或多个虚设区，形成在所述一个或多个非阱区上，其中，所述虚设区被配置为提供包括用于电荷载流子的垂直流动路径的附加耗尽区流动路径以支持所述高压操作。

其中，所述一个或多个虚设区中的每个包括形成在所述一个或多个非阱区中的一个上的虚设鳍片，并且其中，所述一个或多个虚设区中的每个能被配置为允许所述用于电荷载流子的垂直流动路径穿过所述虚设鳍片。

附图说明

在所附权利要求书中记载了本技术的一些特征。然而，出于说明性之目的，下列图中示出了本技术的若干种实施方式。

图1A至图1C示出根据一个或多个实施例的用于高压操作的横向双扩散MOS(LDMOS)块体finFET器件的示例的横截面图和顶视图。

图2A和图2B示出根据一个或多个实施例的图1A的LDMOS块体finFET器件的高压操作模式的示例。