[发明专利]DMOS及CMOS半导体装置的增强集成

说明书

本发明揭示一种制造功率半导体装置的方法，其包含：形成具有包含第一金属硅化物材料的第一完全硅化栅极的至少一个横向扩散金属氧化物半导体LDMOS结构；及形成与所述LDMOS结构集成于相同衬底上的至少一个互补金属氧化物半导体CMOS结构，所述CMOS结构具有包含第二金属硅化物材料的第二完全硅化栅极。所述第一金属硅化物材料优选地包含硅化钨，且所述第二金属硅化物材料包含除硅化钨以外的材料。

相关申请案的交叉参考

本专利申请案主张2015年5月21日申请的名称为“集成CMOS-DMOS装置的架构(Architectures for Integrated CMOS-DMOS Devices)”的序列号62/165,094的美国临时专利申请案的权益，所述美国专利申请案的全部揭示内容出于所有目的以全文引用的方式明确并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及集成电路(IC)结构，且更特定来说，本发明涉及用于将高速互补金属氧化物半导体(CMOS)装置与高速双扩散金属氧化物半导体(DMOS)装置集成的半导体结构及方法。

背景技术

射频功率放大器(RF PA)是用于移动装置(例如(但不限于)智能电话、移动计算装置(例如平板计算机))及其它应用中的基本组件。现代趋势是使RF PA具有较高效率、较小形状因子及较低制造成本。

基于标准CMOS技术的RF PA通常展现不良性能(其至少部分归因于低效率、低击穿电压及不良线性度、以及其它因素)，因此限制其应用。用于改进基于CMOS的RF PA的性能的已知技术基本上是不成功的。举例来说，在尝试增强基于CMOS的RF PA的电压能力时，已采用级联技术，其大体上涉及将多个N沟道金属氧化物半导体(NMOS)设备堆叠在一起以借此将供应电压分配于所述多个装置之间。然而，同时控制这些堆叠装置的多个栅极需要复杂栅极偏置网络，其通常对装置经受的过程、电压及/或温度(PVT)条件的变化极为敏感。此外，堆叠NMOS装置可引起沟道电阻增大及跨导减小，这是非所要的。可使用大面积装置来补偿级联NMOS装置布置的较低跨导。然而，此付出的代价为结电容增大，其劣化RF PA的高频能力。

发明内容

本发明的一或多个实施例提供用于将CMOS装置及DMOS装置集成于相同衬底上的改进技术。本发明的方面针对基于DMOS的装置的优异高电压能力而有益地开拓其用途，且通过新颖工艺技术及/或结构而实现高频性能以及其它优点，这使此类DMOS装置能够与基于CMOS的流行逻辑控制装置集成以实现无法由制造于不同硅裸片上的离散DMOS装置及CMOS电路比拟的优异高频性能及控制功能的组合。更特定来说，本发明的实施例促进展现高击穿电压、低质量因数(FOM)、低漏极-源极导通电阻(R_DS,on)及高漏极电流(I_Dlin)的高速(例如数个GHz及其以上)DMOS装置的制造。根据本发明的实施例的新颖DMOS工艺与标准CMOS工艺技术兼容，借此使CMOS控制电路及其类似物能够容易地与相同硅衬底上的此类DMOS装置集成以进一步实现优于离散DMOS组件及CMOS组件的性能(例如，通过减小寄生阻抗，例如，驱动环路电感及电阻)，且无需改变CMOS装置结构或制造过程。

根据一个实施例，一种制造功率半导体装置的方法包含：形成具有包含第一金属硅化物材料的第一完全硅化栅极的至少一个横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)结构；且形成与所述LDMOS结构集成于相同衬底上的至少一个CMOS结构，所述CMOS结构具有包含第二金属硅化物材料的第二完全硅化栅极。在一或多个实施例中，所述LDMOS结构的所述第一栅极包含硅化钨。

根据另一实施例，一种功率半导体装置包含：至少一个LDMOS结构，其具有包含第一金属硅化物材料的第一完全硅化栅极；及至少一个CMOS结构，其与所述LDMOS结构集成于相同衬底上，所述CMOS结构具有包含第二金属硅化物材料的第二完全硅化栅极。在一或多个实施例中，所述LDMOS结构的所述第一栅极包含硅化钨。