專利名稱：具有場板的ldmos的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于射頻功率放大器的晶體管。
背景技術：
在例如用于全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的個人通信系統(tǒng)的基站中，增強數(shù)據(jù)率的 GSM方案(EDGE)、寬帶碼分多址(W-CDMA)、射頻(RF)功率放大器是其中的關鍵部件。對于 這些功率放大器，RF功率橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管是常用的技術。它們 表現(xiàn)出優(yōu)秀的高功率能力、增益和線性度。這些金屬氧化物半導體(M0Q晶體管不但用于 基站，而且用于雷達和廣播應用。如果在LDMOS的輸出端發(fā)生RF失配，將在所述LDMOS處 反射回功率，LDMOS必須能夠處理這種情況。因此，耐久性(即能夠在無損情況下吸收過多 能量的能力)對于RF功率LDMOS晶體管是重要的問題。對于低功率應用，通過增加具有 適當擊穿電壓的外部二極管可以改善耐久性。這種二極管將吸收電能，并且從而防止損壞 LDMOS0對于高頻應用的RF LDMOS晶體管，外部二極管將使RF性能退化，并且耐久性改善 將不充分。如果在電壓達到使寄生雙極性晶體管導通的電平、并且損壞LDMOS之前，所述漏 極-襯底二極管能夠吸收足夠的能量，明顯的是將電能通過漏極吸收到襯底二極管。然而， 擊穿通常在漏極的特定部分中局部開始，所述特定部分確定了較低的擊穿電壓，但是不會 給出較高的擊穿電流。因此，本發(fā)明的目的是按照以下方式改善用于射頻功率放大器的橫向擴散金屬氧 化物半導體電路，使得允許調節(jié)在較高的擊穿電流情況下發(fā)生擊穿的擊穿電壓。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于射頻功率放大器的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體 管，所述晶體管包括漏極指狀物，所述漏極指狀物包括一個或多個金屬互連層的疊層，其中 一個或多個金屬互連層的疊層的金屬互連層與所述襯底上的漏極區(qū)相連，其特征在于所述 漏極指狀物的尖端包括場板，所述場板適用于減小所述漏極和所述襯底之間電場的最大幅度。所述LDMOS晶體管可以包括襯底上的外延層。所述外延層可以是包括預摻雜硅的 襯底的最上層。所述LDMOS晶體管可以包括所述外延層內的源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū) 和漏極區(qū)可以通過溝道區(qū)相互連接。所述LDMOS晶體管還可以包括在所述外延層頂部上的 柵電極，用于影響所述溝道區(qū)中的電子分布。當沒有向柵電極施加電壓時，電流將不能通過 所述溝道區(qū)從源極區(qū)流到漏極區(qū)。所述柵電極可以通過氧化層與外延層隔離。所述漏極區(qū)可以包括漏極接觸區(qū)和從所述漏極接觸區(qū)延伸到所述溝道區(qū)的漏極 延伸區(qū)。所述漏極接觸區(qū)可以經(jīng)由漏極觸點與在漏極指狀物中所包括的一個或多個金屬互 連層的疊層電連接。所述漏極接觸區(qū)可以經(jīng)由沿所述漏極指狀物的長度方向延伸的任意個 數(shù)的漏極觸點與一個或多個金屬互連層的疊層電連接。金屬互連層是位于所述襯底上面、 并且與通過一個或多個氧化物層與所述襯底隔離的層，在金屬互連層中將金屬線用于連接包括所述LDMOS晶體管的集成電路(IC)的元件。所述漏極指狀物可以包括金屬互連層上 的伸長的金屬帶。所述漏極指狀物也可以包括多于一個伸長的金屬帶，每一個所述伸長的 金屬帶可以是在彼此頂部上和不同的金屬互連層上平行。所述漏極指狀物可以包括連接一 個或多個不同金屬互連層的通孔。所述漏極接觸區(qū)可以在所述漏極指狀物下面沿所述漏極 指狀物延伸。所述漏極指狀物可以只在所述漏極接觸區(qū)上而不在所述漏極延伸區(qū)上延伸。 應該理解的是當所述漏極指狀物在所述漏極接觸區(qū)上延伸時，所述外延層上的漏極指狀物 的凸起部分將覆蓋所述漏極接觸區(qū)。所述外延層包括所述漏極接觸區(qū)。所述柵電極可以包括所述外延層上的伸長的帶，所述伸長的帶通過氧化物與所述 外延層隔離并且與在所述漏極指狀物中所包括的帶平行。所述LDMOS晶體管還可以包括柵 極場板，所述柵極場板包括較厚的電介質層，并且與所述柵電極重疊。所述漏極指狀物的尖端可以是由漏極指狀物所包括的金屬互連層上的伸長帶的 末端。所述場板可以適用于在所述漏極和襯底之間產(chǎn)生更加均衡的電場分布。所述漏極可 以包括漏極指狀物和所述漏極區(qū)。所述電場的幅度可以是電場的絕對值。所述場板可以適 用于產(chǎn)生比沒有所述場板時在所述漏極和所述襯底之間電場的最高絕對值更低的所述漏 極和所述襯底之之間電場的最高絕對值的電場絕對值的較低絕對值。所述場板可以適用于 對于漏極和襯底之間的局部擊穿產(chǎn)生比沒有所述場板時對于漏極和襯底之間局部擊穿的 擊穿電壓更高的擊穿電壓。所述場板可以適用于在漏極和襯底之間產(chǎn)生這樣的擊穿電壓， 所述擊穿電壓引起所述漏極和襯底之間沿所述漏極指狀物長度方向的擊穿。因此，所述場 板適用于在不發(fā)生前述局部擊穿的情況下，通過確保在漏極和襯底之間沿所述漏極指狀物 的長度方向發(fā)生擊穿，改善LDMOS晶體管的耐久性。這具有以下技術效果當沿所述漏極指 狀物的長度方向發(fā)生漏極和襯底之間的擊穿時，將產(chǎn)生較大的電流，并且更多的電能吸納 通過所述漏極與襯底的結。在本發(fā)明的典型實施例中，所述場板包括平面金屬護罩。所述平面金屬護罩可以 在所述漏極延伸區(qū)上延伸。所述平面金屬護罩也可以不沿所述漏極指狀物的長度延伸。所 述平面金屬護罩可以形成于所述漏極指狀物的尖端處。讓所述場板包括平面金屬護罩具 有這樣的技術效果由所述平面金屬護罩和襯底成型的電容板的相對朝向優(yōu)選地進行了對 齊，以便減小在所述平面金屬護罩周圍的漏極指狀物處的局部擊穿的擊穿電壓。在本發(fā)明的典型實施例中，所述平面金屬護罩在所述漏極指狀物所包括的一個或 多個金屬互連層的疊層中的金屬互連層上。這具有以下的技術效果無需在LDMOS晶體管 的生產(chǎn)中引入附加的工藝步驟，就可以相對于硬擊穿電壓增加漏極指狀物的尖端處局部擊 穿的擊穿電壓。在本發(fā)明的典型實施例中，所述金屬互連層的疊層是金屬互連層的蘑菇狀疊層， 并且在所述漏極指狀物中所包括的一個或多個金屬互連層的疊層中所包括的最上面金屬 互連層在所述平面金屬護罩上延伸。金屬互連層的蘑菇狀疊層可以是金屬互連層的疊層， 其中在所述金屬互連層的疊層中所包括的最上面金屬互連層在所述金屬互連層的疊層中 所包括的下部金屬互連層上延伸。應該理解的是，當所述最上面金屬互連層在所述下部金 屬互連層上延伸時，在所述下部金屬互連層上的最上面金屬互連層的凸起部分將覆蓋每一 個金屬互連層。還應該理解的是，如果在所述漏極指狀物中所包括的一個或多個金屬互連 層的疊層中所包括的最上面金屬互連層在所述漏極接觸區(qū)上延伸，所述外延層上的漏極指狀物的凸起部分將覆蓋所述漏極接觸區(qū)。在本發(fā)明的典型實施例中，所述場板包括在所述漏極指狀物的尖端處的圓邊緣。 所述場板可以包括由漏極指狀物所包括的金屬互連層上的伸長金屬帶的末端。當從頂部觀 看時，由漏極指狀物所包括的金屬互連層中的伸長金屬帶的末端可以包括圓邊緣。相應地 當從頂部觀看時，所述漏極指狀物的尖端處的場板不包括鋒利的邊緣。這具有以下效果通 過避免傾向于在場板的鋒利邊緣周圍發(fā)生的過高電場值，降低了所述電場幅度的最大值。在本發(fā)明的典型實施例中，所述場板的尖端包括在所述漏極指狀物的尖端處的水 滴形水平凸起部分。所述場板的水平凸起部分可以是所述外延層上的場板的凸起部分。所 述場板的尖端可以包括在伸長金屬帶的尖端處的水滴形水平凸起部分。伸長金屬帶的尖端 處的水滴形水平凸起部分可以包括彎曲的尖端，所述彎曲的尖端在所述圓末端比在轉換為 伸長金屬帶的曲線轉換處更寬。讓場板的尖端包括所述漏極指狀物尖端處的水滴形水平凸 起部分具有以下效果通過在所述場板的周長周圍更加均勻地分布所述電場，提供了對于 所述場板尖端處電場幅度的最大值的近似最優(yōu)的降低。在本發(fā)明的典型實施例中，所述漏極指狀物的尖端包括第二場板，所述第二場板 適用于減小所述漏極和所述襯底之間的電場的最大值。所述第二場板可以通過四乙基原硅 酸酯(TE0Q場氧化物與所述外延層分離。所述第二場板可以包括鎢。具體地，所述第二場 板可以由鎢組成。所述第二場板也可以包括多晶硅或者另一種材料。在本發(fā)明的典型實施例中，所述第二場板與所述漏極指狀物的尖端附近的漏極區(qū) 域隔離。所述第二場板可以只形成于所述漏極指狀物的尖端附近。所述第二場板可以與在 一個或多個金屬互連層的疊層中所包括的金屬互連層相連。所述漏極指狀物的尖端附近可 以與最多至10個通孔的距離相對應，否則所述通孔將所述第二場板與所述漏極區(qū)域相連。 讓所述第二場板不與所述漏極指狀物的尖端附近的漏極區(qū)域相連具有以下技術效果在所 述第二場板和所述漏極區(qū)域之間產(chǎn)生附加的電場。在本發(fā)明的典型實施例中，所述第二場板包括第二平面金屬護罩。所述第二平面 金屬護罩可以在所述漏極延伸區(qū)上延伸。所述第二平面金屬護罩可以不沿所述漏極指狀物 的長度延伸。所述第二平面金屬護罩可以只形成于所述漏極指狀物的尖端處。所述第二平 面金屬護罩可以形成于所述漏極指狀物的尖端附近。讓所述第二場板包括第二平面金屬護 罩具有以下技術效果由所述第二平面金屬形成的附加電容板的相對朝向也最優(yōu)地進行了 對齊，用于減小在所述第二平面金屬護罩附近的漏極區(qū)域中局部擊穿的擊穿電壓。在本發(fā)明的典型實施例中，所述第二平面金屬護罩設置在所述漏極指狀物中所包 括的金屬互連層的疊層的最下面金屬互連層和所述外延層之間，并且通過氧化層與所述最 下面金屬互連層分離。所述第二平面金屬護罩也可以通過四乙基原硅酸酯(TEOS)層與所 述最下面金屬互連層分離。所述第二平面金屬護罩可以通過二氧化硅(SiO2)層與所述最 下面金屬互連層分離。


圖1是示出了包括根據(jù)現(xiàn)有技術的金屬互連層的疊層的漏極指狀物的頂視圖的 示意圖；圖2是沿漏極指狀物長度的示意性截面圖，示出了包括根據(jù)現(xiàn)有技術的金屬互連層的疊層和漏極接觸區(qū)的漏極指狀物；圖3是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的實際擊穿電壓和電流與所需擊穿電壓和電流的示 意圖；圖4是示出了包括根據(jù)本發(fā)明的金屬互連層的疊層的典型漏極指狀物的頂視圖 的示意圖；以及圖5是沿漏極指狀物長度的示意性截面圖，示出了包括根據(jù)本發(fā)明的金屬互連層 的疊層和漏極接觸區(qū)的典型漏極指狀物。
具體實施例方式圖1示出了包括根據(jù)現(xiàn)有技術的RF-LDMOS金屬互連層的疊層的漏極指狀物的頂 視圖。示出了包括具有帶5’、7’以及兩個柵電極1’、3’的金屬互連層的疊層的漏極指狀 物。所述金屬互連層的疊層包括在作為所述金屬互連層的疊層的下部金屬互連層的第一金 屬互連層上的第一帶5’以及作為所述金屬互連層的疊層的頂部金屬互連層的第二金屬互 連層上的第二帶7’。所述第一帶5’由所述第一金屬互連層上的金屬形成，而所述第二帶7’ 由所述第二金屬互連層上的金屬形成。所述第一帶5’(即，所述下部金屬互連層上的帶) 全部由所述第二帶V (即所述較高金屬互連層上的帶V )覆蓋。所述第一帶5’和所述第 二帶7’通過通孔(未示出)相連。通孔是不同金屬互連層之間的垂直電學連接。在所述 帶5’、7’下面也存在漏極區(qū)(也未示出)。所述襯底形成對于所述帶5’、7’和所述柵電極 1’、3’的外延層(也未示出)下面的襯墊層。所述襯底也自然地延伸至未被所述帶5’、7’ 和所述柵電極1’、3’覆蓋的那部分RF-LDM0S。在圖1中給出頂視圖的RF-LDMOS中，所述源 極與所述襯底電連接。因此，在所述襯底和所述漏極之間可以存在電勢差，并且進而在襯墊 襯底和所述帶5 ’、7 ’之間存在電勢差。因為所述帶5 ’、7 ’在其尖端都是與所述漏極指狀物 的尖端相對應的矩形形狀，所述電場可以在所述漏極指狀物的尖端的角處或其附近達到最 大幅度。因此，一旦達到局部擊穿電壓，在漏極襯底二極管中的擊穿可以在所述漏極指狀物 的尖端處局部地開始，該尖端與所述帶5’、7’的尖端相對應。所述局部擊穿電壓將比沿整 個漏極指狀物發(fā)生漏極襯底二極管擊穿時的電壓更低。所述漏極襯底二極管中的局部擊穿 將能夠吸納比沿整個漏極指狀物的擊穿更少的電流。圖2是示出了沿根據(jù)現(xiàn)有技術的漏極指狀物長度的RF-LDMOS的漏極指狀物的示 意性截面圖。所述示意性截面圖是所述漏極指狀物尖端附近的漏極指狀物的截面。在P型 硅襯底21’上的P型外延層23’之內的是η型漏極區(qū)25’。在所述外延層23’之內還存在 所述漏極區(qū)25’周圍的η型漏極延伸區(qū)27’。所述漏極延伸區(qū)27’具有比漏極區(qū)25’更低 較低的摻雜水平(η型摻雜水平)，并且針對所示RF-LDMOS晶體管的最大輸出功率進行了 優(yōu)化。此外，在所述外延層23’之內存在超出所述漏極指狀物尖端的溝道停止區(qū)31’。在 所述溝道停止區(qū)之上存在硅局部氧化(L0C0Q區(qū)烈’。在所述外延層23’之上是第一 TEOS 層 33，和第二 TEOS 層；35，。在所述第二 TEOS層35，之上存在第一金屬饋電條63，。所述第一金屬饋電條63， 可以包括在如圖1所示的第一金屬互連層上的第一帶5’中。所述第一金屬饋電條63’通 過第一組通孔57，與所述漏極區(qū)25’相連。在所述第二 TEOS層35’之上也存在第三TEOS 層 37，。
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在所述第三TEOS層37，之上存在第二金屬饋電條61，。所述第二金屬饋電條61， 通過第二組通孔55’與所述第一金屬饋電條63’相連。在所述第二氧化層37’之上也存在 第四TEOS層39，。在所述第四TEOS層39’之上存在第三金屬饋電條59’。所述第三金屬饋電條59 通過第三組通孔53’與所述第二金屬饋電條61’相連。在所述第四TEOS層39’之上也存 在第五TEOS層44，。在所述第五TEOS層41’之上存在第四金屬饋電條49’。所述第四金屬饋電條63’ 可以包括在如圖1所示的第二金屬互連層上的第二帶7’中。所述第四金屬饋電條49’通 過第四組通孔51’與所述第三金屬饋電條59’相連。在所述第五TEOS層41’之上存在氮 化物層43，。當在根據(jù)現(xiàn)有技術的漏極指狀物處發(fā)生擊穿時，這種擊穿可以是對于在一方面通 過漏極區(qū)25’和漏極延伸區(qū)27’另一方面通過外延層23’和襯底21’形成的p-η結的漏 極指狀物而言局部的漏極襯底擊穿。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的RF-LDM0S，當在所述漏極 和所述源極之間存在電勢差時，這將導致在所述漏極和所述襯底時間的電勢差，所述電場 將集中于剛好集中于漏極區(qū)25’下面的區(qū)域，具體地，集中于與金屬饋電條63’、61’、59’和 49’的尖端相對應的漏極區(qū)域25’的尖端下面和附近。這將是進一步遠離漏極區(qū)域25’的 尖端的顯著降低的電場，例如在更靠近LOCOS區(qū)域四’的區(qū)域中。圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的RF-LDMOS晶體管的實際擊穿電壓和電流與RF-LDMOS 晶體管的所需擊穿電壓和電流。第一曲線83給出了通過第一 RF-LSMOS晶體管襯底的漏極源極電流作為漏極源極 電壓的函數(shù)。第二曲線85給出了通過第二 RF-LDMOS晶體管襯底的漏極源極電流作為漏極 源極電壓的函數(shù)。第一 RF-LDMOS晶體管和第二 RF-LDMOS晶體管兩者都與圖1和圖2所示 的RF-LDMOS晶體管結構類似，不同之處在于所述第二 RF-LDMOS晶體管具有更長的漏極指 狀物長度。根據(jù)第一曲線83和第二曲線85兩者，所述第一 RF-LDMOS晶體管和所述第二 RF-LDMOS晶體管兩者的擊穿均發(fā)生在第一電壓91處。在位置87，第一曲線83和第二曲線 85兩者的斜率均增加。因此在位置87，例如在漏極指狀物的尖端處，局部擊穿對于所述第 一 RF-LDMOS和所述第二 RF-LDMOS晶體管均開始。對于所述第一 RF-LDMOS晶體管和所述第二 RF-LDMOS晶體管兩者，硬擊穿開始于 第一曲線83和第二曲線85的位置89，位置89與第二電壓93相對應。因此在位置89，可 以理解為沿所述漏極指狀物的長度的大部分或全部發(fā)生擊穿。因為在所述硬擊穿期間所述 電流比所述電壓增加的更快，器件在所述硬擊穿器件可能吸納明顯更多的能量。然而，第三 電壓95是破壞性電壓電平，在所述破壞性電壓電平由于導通了寄生雙極結型二極管，損壞 了器件。需要降低發(fā)生硬擊穿時的電壓，使得在達到破壞性的第三電壓95之前，吸納更多 的電流、進而吸納更多的能量。這將改進RF-LDMOS晶體管的耐久性。與此同時，必須仔細 考慮在第四電壓97以下將不會發(fā)生擊穿。各個RF-LDMOS晶體管規(guī)范的一部分是不允許在 這種第四電壓97以下發(fā)生擊穿。因為擊穿電壓依賴于外延層的厚度，通過降低外延層的厚度，可以將曲線83、85 的位置89移動到更低的電壓，例如移動到電壓91。然而，因為發(fā)生與位置87相對應的局部擊穿的電壓按照相同的方式依賴于所述外延層的厚度，這也將曲線83、85的位置87立即移 動到較低的電壓。然后，這種較低的電壓可以下降到小于第四電壓97，結果是導致與正在討 論的RF-LDMOS晶體管的規(guī)范相反的局部擊穿電壓。因此，需要防止局部擊穿，使得在硬擊穿之前不會發(fā)生局部擊穿。通過調節(jié)所述外 延層的厚度，可以調節(jié)發(fā)生硬擊穿的位置89。例如，可以將所述位置89移動到電壓91，利 用對于硬擊穿的較低電壓獲得了所需曲線81，并且在開始硬擊穿之前沒有局部擊穿。按照 這樣方式，在仍然遵循所述器件規(guī)范的同時改進了器件的耐久性。圖4和圖5示出了實現(xiàn)這些優(yōu)勢的本發(fā)明的典型實施例。圖4是示出了包括根據(jù)本發(fā)明典型實施例的金屬互連層的疊層的漏極指狀物的 頂視圖的示意圖。描述了具有帶5、101的金屬互連層的疊層的漏極指狀物和兩個柵電極1、 3。所述金屬互連層的疊層包括在作為所述金屬互連層的疊層的下部金屬互連層的第一金 屬互連層上的第一帶5。所述第一帶包括其尖端處的水滴形場板103。所述金屬互連層的 疊層還包括作為所述金屬互連層的疊層的頂部金屬互連層的第二金屬互連層上的第二帶 101。所述第一帶5和所述水滴形場板103由所述第一金屬互連層上的金屬形成。而所述 第二帶101由所述第二金屬互連層上的金屬形成。對所述第二帶101整形以便完全覆蓋所 述第一帶5以及所述第一帶5的水滴形場板103。所述第一帶5和所述場板103、所述第二 帶101通過通孔(未示出)相連。在所述帶5、101下面也存在漏極區(qū)(也未示出)。所述 襯底形成用于所述帶5、101和所述柵電極1、3的外延層(也未示出)下面的襯墊層。所述 襯底也自然地延伸至未被所述帶5、101和所述柵電極1、3覆蓋的那部分RF-LDM0S。在圖4 中給出頂視圖的RF-LDMOS中，所述源極與所述襯底電連接。因此，在所述襯底和所述漏極 之間可以存在電勢差，并且進而在襯墊襯底和所述帶5、101之間存在電勢差，自然地在所 述場板103和沉淀襯底之間存在電勢差。因為所述帶5的場板103是水滴形的，與圖1所示的RF-LDMOS晶體管的相應電場 的最大幅度相反地減小了所述場板103和所述帶5的周長周圍的電場的最大幅度，因為所 述尖端是在其中可以期待電場最大幅度的帶5的區(qū)域。圖4中的所述帶101的錐形尖端增 強了這種效果。因為擊穿的發(fā)生依賴于所述電場幅度的最大值的發(fā)生，所述場板103可以 整形以便確保所述漏極指狀物尖端處的擊穿只在與沿整個漏極指狀物的擊穿時相同的電 壓才發(fā)生。因此，可以實現(xiàn)在沒有發(fā)生前次局部擊穿的情況下開始擊穿的如圖3所示的效果。圖5示出了沿包括根據(jù)本方面典型實施例的RF-LDMOS的漏極指狀物長度的示意 性截面圖。所述示意性橫截面是所述漏極指狀物尖端附近的漏極指狀物的橫截面。所述示 意性橫截面可以是如圖4所示的漏極指狀物的橫截面。在ρ型硅襯底21上的ρ型外延層 23之內的是η型漏極區(qū)25。在所述外延層23內，在所述漏極區(qū)域25周圍還存在η型漏極 延伸區(qū)27。所述漏極延伸區(qū)27具有比所述漏極區(qū)25較低的摻雜水平，這種摻雜水平是η 型摻雜水平，并且針對所示RF-LDMOS晶體管的最大輸出功率進行了優(yōu)化。此外，在所述外 延層23之內存在超過所述漏極指狀物尖端的溝道停止區(qū)31。在所述溝道停止區(qū)上面存在 LOCOS區(qū)。在所述外延層23上面是第一 TEOS層33和第二 TEOS層；35。在所述第二 TEOS層35內存在另外的鎢護罩121，覆蓋一部分漏極區(qū)25以及一部 分周圍的漏極延伸區(qū)27。
所述第二 TEOS層35上面存在形成第一金屬護罩123的第一金屬饋電條。所述第 一金屬護罩123可以包括在如圖4所示的第一金屬互連層上的場板103中。所述第一金屬 護罩123通過第一組通孔57與漏極區(qū)域25和鎢護罩121相連。所述通孔57沿所述漏極 指狀物的長度并且因此沿所述第一金屬護罩123的長度延伸。從在所述第一金屬護罩123 下面形成鎢護罩121的觀點來看，所述通孔57只將第一金屬護罩123與鎢護罩121相連。 因此，所述漏極區(qū)域25尖端的緊鄰附近中的通孔57將第一金屬護罩123與鎢護罩121相 連，但是沒有將這兩個實體與漏極區(qū)域25相連。因此，在所述鎢護罩121和漏極區(qū)域25與 所述漏極指狀物的尖端附近的漏極區(qū)27之間的區(qū)域中產(chǎn)生電場，在所述漏極區(qū)域27中鎢 護罩121沒有通過通孔57與漏極區(qū)域25相連。因為所述電場在較大的體積上分布，所述電 場的產(chǎn)生減小了在所述漏極指狀物的尖端附近發(fā)生的電場的最大幅度。所述金屬護罩123 覆蓋所述漏極25和漏極延伸區(qū)27。在所述第二 TEOS層35上也存在第三TEOS層37。在 所述第三TEOS層37上存在第二金屬饋電條61。所述第二金屬饋電條61通過第二組通孔 55與所述第一金屬饋電條63相連。在所述第三TEOS層37上也存在第四TEOS層39。在所述第四TEOS層39上存在第三金屬饋電條59。所述第三金屬饋電條59通過 第三組通孔53與所述第二金屬饋電條61相連。在所述第四TEOS層39上也存在第五TEOS 層41。在所述第五TEOS層41上存在第二金屬護罩125。所述第二金屬護罩125可以包 括在如圖4所示的第二金屬互連層上的第二帶101中。所述第二金屬護罩125通過第四組 通孔51與所述第三金屬饋電條59相連。在所述第二金屬護罩125上存在氮化物層43。與圖2所示的現(xiàn)有技術相反，所述鎢護罩121、所述第一金屬護罩123和所述第二 金屬護罩125導致電場在漏極和襯底之間分布，由于所有金屬饋電條49、59、61、63不具有 如圖2所示的彼此對齊的邊緣，這不會導致峰值。在所述金屬護罩123、125和鎢護罩121 之間、以及在所述金屬護罩與襯底區(qū)域之間產(chǎn)生的電場結果是在較大的范圍內分布所述電 場，從而減小了最大幅度。因此對于漏極和源極之間任意給定的電勢差，當與圖2所示的情 況比較時，減小了在漏極和源極之間發(fā)生的電場的幅度的最大值。因為如已經(jīng)描述的，擊穿 的發(fā)生依賴于電場幅度所發(fā)生的最大值，可以設置鎢護罩121、第一金屬護罩123和第二金 屬護罩125，以便確保在所述漏極指狀物尖端的擊穿只按照與沿整個漏極指狀物的擊穿相 同的電壓發(fā)生。因此可以實現(xiàn)圖3所示的所需效果，在沒有前次局部擊穿的情況下開始擊 穿。
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權利要求
1.一種橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，用于射頻功率放大器的，包括漏極指狀物， 所述漏極指狀物包括一個或多個金屬互連層的疊層，其中一個或多個金屬互連層的疊層中 的金屬互連層與所述襯底上的漏極區(qū)相連，其特征在于所述漏極指狀物的尖端包括場板， 所述場板適用于減小所述漏極和所述襯底之間電場的最大幅度。
2.根據(jù)權利要求1所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述場板包括平面 金屬護罩。
3.根據(jù)權利要求2所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述平面金屬護罩 位于在所述漏極指狀物中所包括的一個或多個金屬互連層的疊層中所包括的金屬互連層 上。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述一個或多 個金屬互連層的所述疊層是兩個或多個金屬互連層的蘑菇狀疊層，并且在所述漏極指狀物 中所包括的兩個或多個金屬互連層的疊層中所包括的最上面金屬互連層在所述平面金屬 護罩上延伸。
5.根據(jù)任一前述權利要求所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述場板包 括在所述漏極指狀物的尖端處的圓邊緣。
6.根據(jù)權利要求5所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述場板的尖端包 括在所述漏極指狀物的尖端處的水滴形水平凸起部分。
7.根據(jù)任一前述權利要求所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，所述漏極指狀 物的尖端包括第二場板，所述第二場板適用于減小所述漏極和所述襯底之間的電場的最大 值。
8.根據(jù)權利要求7所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述第二場板與所 述漏極指狀物的尖端附近的漏極區(qū)相隔離。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述第二場板包括第二平面金屬。
10.根據(jù)權利要求9所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所述第二平面金 屬護罩設置在所述漏極指狀物中所包括的金屬互連層的疊層的最下面金屬互連層和外延 層之間，并且通過氧化層與所述最下面金屬互連層分離。
11.根據(jù)權利要求7至10中任一項所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，其中所 述第二場板包含鎢。
12.—種功率放大器，包括根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的橫向擴散金屬氧化物半 導體晶體管。
13.—種基站，用于個人通信系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、或者廣播系統(tǒng)，包括根據(jù)權利要求1-11 中任一項所述的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管。
全文摘要
一種用于射頻功率放大器的橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，包括漏極指狀物(25，27)，所述漏極指狀物與一個或多個金屬互連層的疊層(123、61、59、125)相連，其中所述疊層的金屬互連層(123)與所述襯底上的漏極區(qū)(25)相連，其中所述疊層包括場板(123、125、121)，所述場板適用于減小所述漏極和所述襯底之間并且位于所述漏極指狀物尖端上面的電場的最大幅度。
文檔編號H01L29/78GK102099920SQ200980128532
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權日2008年7月22日
發(fā)明者亨克·J·普舍爾, 保羅·布朗, 斯蒂芬·J·C·H·首文, 約翰內斯·A·M·德波特 申請人:Nxp股份有限公司