[发明专利]LDMOS晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及LDMOS晶体管。

背景技术

在用于个人通信系统(GSM、EDGE、W-CDMA)的基站中，RF功率放大器是关键器件。对于这些功率放大器，RF横向扩散金属氧化物半导体(一般简写为LDMOS)晶体管正成为一种优选的技术选择，这是由于它们突出的高功率容量、增益和线性度。为了能够符合由新的通信标准所提出的要求，正不断缩小尺寸的LDMOS晶体管的性能经历着不断的改进。

在WO2005/022645中公开一种LDMOS晶体管，它被布置在一种半导体衬底上，并且它包括通过沟道区相互连接的源区和漏区，以及用于影响沟道区内的电子分布的栅电极。漏区包括漏接触区和漏外延区，该漏外延区在半导体衬底中从漏接触区向沟道区延伸。在栅电极和漏外延区的一部分上的漏接触区之间布置了梯状结构的屏蔽层从而屏蔽栅电极的一部分和漏区。LDMOS晶体管的热载流子退化通过LDMOS晶体管的静态电流(I_dq)漂移来显示，也称为I_dq退化。当LDMOS晶体管的栅长减小，例如有利地降低LDMOS晶体管的面积时，可以发现LDMOS晶体管呈现出过高的I_dq退化。加速的I_dq退化会降低LDMOS晶体管的寿命。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有减弱的I_dq退化程度的LDMOS晶体管。根据本发明，这个目的可以通过提供如权利要求1中所述的LDMOS晶体管来实现。

根据本发明的LDMOS晶体管被布置在半导体衬底上，并且它包括通过沟道区相互连接的源区和漏区。栅电极延伸经过沟道区并且它能影响沟道区内的电子分布。漏区包括漏接触区和与沟道区毗邻的漏外延区。根据本发明的LDMOS晶体管还包括至少布置在所述沟道区的第一部分上的第一绝缘层和布置在毗邻所述第一绝缘层的第二绝缘层。所述第二绝缘层厚于所述第一绝缘层从而为抵制热载流子提供更好的保护，因此减弱了LDMOS晶体管的I_dq退化。

在根据本发明的LDMOS晶体管第一实施例中，第一绝缘层延伸经过所述沟道区和所述漏外延区的第一部分。第二绝缘层延伸经过所述漏外延区的第一部分，其中产生热载流子的电场具有局部最大值。该实施例降低了由电场的局部最大值引起的I_dq退化。

在根据本发明的LDMOS晶体管第二实施例中，第二绝缘层延伸经过沟道区的第二部分，其中第二部分将漏外延区和第一绝缘层所延伸覆盖的沟道区的第一部分相互连接起来。这样，在漏外延区和沟道区相接的区域产生了抵制热载流子的更好的保护。此外本实施例的一个优势是，LDMOS晶体管具有提高的线性效率，这也被定义为功率效率，是在三阶互调失真的特定值上除去DC功率以后的输出功率。

在根据本发明的LDMOS晶体管第三实施例中，第二绝缘层延伸经过漏外延区的一部分并且经过沟道区的第二部分，其中第二部分将漏外延区和第一绝缘层所延伸覆盖的沟道区的第一部分相互连接起来。这样，由于提供了能同时抵制两个热载流子产生源的改善的保护，I_dq退化进一步被减弱。本实施例的另一个好处就是LDMOS晶体管的提高的线性效率。

在第四实施例中，LDMOS晶体管包括位于所述栅电极和所述漏接触区之间的屏蔽层，其中所述屏蔽层延伸覆盖所述漏外延区的一部分。由于屏蔽层非常靠近栅电极和漏外延区，漏外延区的电场分布被屏蔽层影响进而影响I_dq。

I_dq退化甚至可以进一步地减弱。此外，屏蔽层的引进减小了栅电极和漏区之间的寄生反馈电容，而这对于LDMOS晶体管的RF性能很有好处。

在第五实施例中，LDMOS晶体管的漏外延区包括具有不同掺杂浓度的第一和第二子区域，从而影响漏外延区内的电场分布使得I_dq退化进一步减弱。当屏蔽层同样延伸过第一和第二子区域相接的区域时，I_dq退化进一步改善。

在第六实施例中，LDMOS晶体管包括具有梯状结构的屏蔽层，它将减弱I_dq退化的优势和提高LDMOS晶体管的导通阻抗和电流容量的优势结合了起来。