[发明专利]具有场板的LDMOS

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于射频功率放大器的晶体管。

背景技术

在例如用于全球移动通信系统(GSM)的个人通信系统的基站中，增强数据率的GSM方案(EDGE)、宽带码分多址(W-CDMA)、射频(RF)功率放大器是其中的关键部件。对于这些功率放大器，RF功率横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管是常用的技术。它们表现出优秀的高功率能力、增益和线性度。这些金属氧化物半导体(MOS)晶体管不但用于基站，而且用于雷达和广播应用。如果在LDMOS的输出端发生RF失配，将在所述LDMOS处反射回功率，LDMOS必须能够处理这种情况。因此，耐久性(即能够在无损情况下吸收过多能量的能力)对于RF功率LDMOS晶体管是重要的问题。对于低功率应用，通过增加具有适当击穿电压的外部二极管可以改善耐久性。这种二极管将吸收电能，并且从而防止损坏LDMOS。对于高频应用的RF LDMOS晶体管，外部二极管将使RF性能退化，并且耐久性改善将不充分。如果在电压达到使寄生双极性晶体管导通的电平、并且损坏LDMOS之前，所述漏极-衬底二极管能够吸收足够的能量，明显的是将电能通过漏极吸收到衬底二极管。然而，击穿通常在漏极的特定部分中局部开始，所述特定部分确定了较低的击穿电压，但是不会给出较高的击穿电流。

因此，本发明的目的是按照以下方式改善用于射频功率放大器的横向扩散金属氧化物半导体电路，使得允许调节在较高的击穿电流情况下发生击穿的击穿电压。

发明内容

根据本发明，提出了一种用于射频功率放大器的横向扩散金属氧化物半导体晶体管，所述晶体管包括漏极指状物，所述漏极指状物包括一个或多个金属互连层的叠层，其中一个或多个金属互连层的叠层的金属互连层与所述衬底上的漏极区相连，其特征在于所述漏极指状物的尖端包括场板，所述场板适用于减小所述漏极和所述衬底之间电场的最大幅度。

所述LDMOS晶体管可以包括衬底上的外延层。所述外延层可以是包括预掺杂硅的衬底的最上层。所述LDMOS晶体管可以包括所述外延层内的源极区和漏极区，所述源极区和漏极区可以通过沟道区相互连接。所述LDMOS晶体管还可以包括在所述外延层顶部上的栅电极，用于影响所述沟道区中的电子分布。当没有向栅电极施加电压时，电流将不能通过所述沟道区从源极区流到漏极区。所述栅电极可以通过氧化层与外延层隔离。

所述漏极区可以包括漏极接触区和从所述漏极接触区延伸到所述沟道区的漏极延伸区。所述漏极接触区可以经由漏极触点与在漏极指状物中所包括的一个或多个金属互连层的叠层电连接。所述漏极接触区可以经由沿所述漏极指状物的长度方向延伸的任意个数的漏极触点与一个或多个金属互连层的叠层电连接。金属互连层是位于所述衬底上面、并且与通过一个或多个氧化物层与所述衬底隔离的层，在金属互连层中将金属线用于连接包括所述LDMOS晶体管的集成电路(IC)的元件。所述漏极指状物可以包括金属互连层上的伸长的金属带。所述漏极指状物也可以包括多于一个伸长的金属带，每一个所述伸长的金属带可以是在彼此顶部上和不同的金属互连层上平行。所述漏极指状物可以包括连接一个或多个不同金属互连层的通孔。所述漏极接触区可以在所述漏极指状物下面沿所述漏极指状物延伸。所述漏极指状物可以只在所述漏极接触区上而不在所述漏极延伸区上延伸。应该理解的是当所述漏极指状物在所述漏极接触区上延伸时，所述外延层上的漏极指状物的凸起部分将覆盖所述漏极接触区。所述外延层包括所述漏极接触区。

所述栅电极可以包括所述外延层上的伸长的带，所述伸长的带通过氧化物与所述外延层隔离并且与在所述漏极指状物中所包括的带平行。所述LDMOS晶体管还可以包括栅极场板，所述栅极场板包括较厚的电介质层，并且与所述栅电极重叠。