Ldmos塊體finfet器件和通信設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】LDMOS塊體FINFET器件和通信設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年6月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/007，832以及于2014年6月19日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/309,843的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本說(shuō)明書(shū)總體涉及集成電路，且更具體地但非排他地涉及用于塊體鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finFET)技術(shù)的橫向雙擴(kuò)散MOS (LDMOS)器件和結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)的平面金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的縮放比例(scaling)面臨著許多挑戰(zhàn)。例如，閾值擺動(dòng)劣化、大的漏致勢(shì)皇降低(DIBL)、器件特征波動(dòng)以及泄露是其中通過(guò)3D器件結(jié)構(gòu)可解決的最常見(jiàn)的問(wèn)題。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)是可用于納米尺度的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)和高密度存儲(chǔ)器應(yīng)用中的3D器件結(jié)構(gòu)。
[0005]FinFET器件被分為兩種類(lèi)型:塊體finFET和絕緣體上硅(SOI) finFET。在14nm和/或16nm技術(shù)更為普遍的塊體finFET器件中，可以在塊體娃(例如，娃基板)上形成鰭片?？梢酝ㄟ^(guò)低成本、低缺陷密度、到基板的高熱量傳遞、以及良好工藝控制來(lái)制造塊體finFET ο大多數(shù)用在RF功率放大器的具有橫向雙擴(kuò)散MOS(LDMOS)結(jié)構(gòu)的塊體finFET可以提供(例如，在漏極與源極端子之間的)高擊穿電壓。例如，通過(guò)穿過(guò)耗盡區(qū)的電荷載流子(例如，電子)流動(dòng)路徑實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種用于高壓操作的橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS塊體finFET器件，所述器件包括:形成在基板材料(substrate material，基體材料)上的第一阱區(qū)和兩個(gè)或更多第二阱區(qū)以及包括基板材料的一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)被配置為將所述兩個(gè)或更多第二阱區(qū)中的阱區(qū)分開(kāi)；源極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在被部分地形成在所述第一阱區(qū)上的第一鰭片上；漏極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在被形成在所述兩個(gè)或更多第二阱區(qū)中的最后一個(gè)上的第二鰭片上；以及一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)，形成在所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)上，其中，所述虛設(shè)區(qū)被配置為提供包括用于電荷載流子的垂直流動(dòng)路徑的附加耗盡區(qū)流動(dòng)路徑以支持所述高壓操作。
[0007]其中，所述LDMOS塊體finFET器件包括NLDMOS塊體finFET器件，所述基板材料包括P型硅，所述第一阱區(qū)包括P阱區(qū)，所述兩個(gè)或更多第二阱區(qū)包括η阱區(qū)，并且所述電荷載流子包括電子。
[0008]其中，所述LDMOS塊體finFET器件包括PLDMOS塊體finFET器件，所述基板材料包括硅中的深η阱，所述第一阱區(qū)包括η阱區(qū)，所述兩個(gè)或更多第二阱區(qū)包括P阱區(qū)，并且所述電荷載流子包括空穴。
[0009]其中，所述一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)中的每個(gè)包括形成在所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)中的一個(gè)上的虛設(shè)鰭片，其中，所述一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)中的每個(gè)能被配置為允許所述用于電荷載流子的垂直流動(dòng)路徑穿過(guò)所述虛設(shè)鰭片。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種通信設(shè)備，包括:發(fā)送器電路，包括射頻RF功率放大器，其中，所述RF功率放大器使用用于高壓操作的橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS塊體finFET器件來(lái)制造，每個(gè)LDMOS塊體finFET器件包括:形成在基板材料上的第一阱區(qū)和兩個(gè)或更多第二阱區(qū)以及包括基板材料的一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)被配置為將所述兩個(gè)或多個(gè)第二阱區(qū)中的阱區(qū)分開(kāi)；源極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在被部分地形成在所述第一阱區(qū)上的第一鰭片上；漏極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在被形成在所述兩個(gè)或更多第二阱區(qū)中的最后一個(gè)上的第二鰭片上；以及一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)，形成在所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)上，其中，所述虛設(shè)區(qū)被配置為提供包括用于電荷載流子的垂直流動(dòng)路徑的附加耗盡區(qū)流動(dòng)路徑以支持所述高壓操作。
[0011 ] 其中，所述一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)中的每個(gè)包括形成在所述一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)中的一個(gè)上的虛設(shè)鰭片，并且其中，所述一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)中的每個(gè)能被配置為允許所述用于電荷載流子的垂直流動(dòng)路徑穿過(guò)所述虛設(shè)鰭片。
【附圖說(shuō)明】
[0012]在所附權(quán)利要求書(shū)中記載了本技術(shù)的一些特征。然而，出于說(shuō)明性之目的，下列圖中示出了本技術(shù)的若干種實(shí)施方式。
[0013]圖1A至圖1C示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于高壓操作的橫向雙擴(kuò)散MOS(LDMOS)塊體finFET器件的示例的橫截面圖和頂視圖。
[0014]圖2A和圖2B示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1A的LDMOS塊體finFET器件的高壓操作模式的示例。
[0015]圖3A和圖3B示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1C的LDMOS塊體finFET器件的高壓操作模式的示例。
[0016]圖4示出了用于形成根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于高壓操作的LDMOS塊體finFET器件的方法的示例。
[0017]圖5示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面闡述的【具體實(shí)施方式】旨在作為對(duì)本技術(shù)的各種構(gòu)造的描述并且并不旨在表示其中可以實(shí)踐本技術(shù)的唯一構(gòu)造。附圖并入本文且構(gòu)成了【具體實(shí)施方式】的一部分?！揪唧w實(shí)施方式】包括特定細(xì)節(jié)，是出于提供對(duì)本技術(shù)徹底理解的目的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚且顯而易見(jiàn)的是，本技術(shù)并不限于本文中所闡述的具體細(xì)節(jié)且可使用一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例來(lái)實(shí)踐。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)例中，為了避免使本技術(shù)的概念晦澀，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和組件。
[0019]本技術(shù)可以提供一種用于提供用于高壓操作的具有橫向雙擴(kuò)散MOS(LDMOS)結(jié)構(gòu)的塊體finFET器件的方法和實(shí)施例。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本技術(shù)通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)附加的耗盡區(qū)中增加電荷載流子(例如，NLDMOS中的電子或者PLDMOS中的空穴)的流動(dòng)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的擊穿電壓。公開(kāi)的解決方案的有利特征包括與現(xiàn)有的基于finFET的CMOS器件制造工藝流程的兼容性(compatibility，相當(dāng))，而不需要任何附加的掩模。
[0020]圖1A至圖1C示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于高壓操作的橫向雙擴(kuò)散MOS(LDMOS)塊體finFET器件的示例的橫截面圖和頂視圖。如在橫截面圖100A中所示，LDMOS塊體finFET器件(在下文中“LDM0S器件”)包括形成在基板材料105上的第一阱區(qū)110和兩個(gè)或更多第二阱區(qū)，例如120-1和120-2。LDMOS器件進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)，諸如非阱區(qū)115。非阱區(qū)(例如，115)包括與基板材料105相同的材料，然而，第一阱區(qū)和第二阱區(qū)包括摻雜半導(dǎo)體材料(例如，硅)。非阱區(qū)(例如，115)使第二阱區(qū)的阱區(qū)(例如，120-1 和 120-2)分開(kāi)。
[0021]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如圖1A中所示，LDMOS器件是形成在由p型硅組成的基板材料(例如，105)上的NLDMOS器件。在這種情況下，第一阱區(qū)110是摻雜p型雜質(zhì)的p阱區(qū)，而第二阱區(qū)(例如，120-1和120-2)是摻雜η型雜質(zhì)的用于電荷載流子(其為電子)穿過(guò)的η型阱區(qū)。在一些實(shí)施例中，區(qū)域115可以是使η阱區(qū)分開(kāi)的P阱區(qū)。
[0022]在一些方面，LDMOS器件可以是在由硅中的深η阱組成的基板材料上制備的PLDMOS器件。第一阱區(qū)110可以是η阱區(qū)，而第二阱區(qū)(例如，120-1和120-2)可以是用于電荷載流子(例如，空穴)穿過(guò)的P阱區(qū)。在一些方面，對(duì)于PLDMOS器件，區(qū)域115可以是η阱、深η阱、或者η阱和深η阱的組合。
[0023]源極結(jié)構(gòu)130設(shè)置在部分形成在第一阱區(qū)110上的第一鰭片135上。漏極結(jié)構(gòu)150設(shè)置在形成在第二阱區(qū)的最后一個(gè)(例如，120-2)上的第二鰭片155上。一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)(例如，140)形成在一個(gè)或多個(gè)非阱區(qū)(例如，115)上。虛設(shè)區(qū)140可以提供包括用于電荷載流子的垂直流動(dòng)路徑的附加耗盡區(qū)流動(dòng)路徑以支持高壓操作。除了別的以外，LDMOS器件的高壓操作取決于通過(guò)耗盡區(qū)的電荷載流子(例如，電子)的路徑長(zhǎng)度。在沒(méi)有本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)虛設(shè)區(qū)的情況下，耗盡區(qū)將僅形成在不會(huì)被非阱區(qū)115分開(kāi)的第一阱區(qū)110 (例如，P阱)和一個(gè)或多個(gè)第二阱區(qū)120 (例如，一個(gè)或多個(gè)η阱)上。與如果虛設(shè)區(qū)140不存在(例如，現(xiàn)有技術(shù))相比，本技術(shù)在虛設(shè)區(qū)140提供附加的耗盡區(qū)，使電荷載流子穿過(guò)更長(zhǎng)的路徑160。附加的耗盡區(qū)形成在非阱區(qū)115 (例如，P型)和形成在虛設(shè)