[发明专利]包括LDMOS晶体管的半导体器件及其制造方法和LDMOS晶体管

说明书

公开了一种包括LDMOS晶体管的半导体器件及其制造方法，以及LDMOS晶体管。在一个实施方式中，该半导体器件包括：具有前表面的半导体衬底；在前表面中的LDMOS晶体管；以及被布置在前表面上的金属化结构。金属化结构包括被布置在至少一个电介质层中的至少一个腔。

技术领域

各种实施方式涉及半导体器件、LDMOS晶体管以及半导体器件制造方法。

背景技术

持续需要适合在包括微波频率的越来越高的频率下工作的固态电路。如本文所使用的，术语“微波”旨在表示等于或高于约200兆赫兹的频率，例如在300MHz至3GHz的范围内。已经创建了能够在这样的频率范围内提供增益的各种晶体管结构。LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)晶体管是这种晶体管结构的示例。

在高频下，晶体管结构的金属化结构的导电部之间的寄生耦合会限制性能。降低寄生耦合的一种方法是通过在金属化结构的一个或更多个层内使用具有较低介电常数的电介质材料。这种电介质材料可以称为低k电介质，并且通常具有2.5至4.1范围内的介电常数k。然而，这种低k电介质材料可能是机械敏感的并且较难以加工。

因此，期望进一步改进以减少在较高频率下使用的半导体器件中的寄生耦合。

发明内容

在一个实施方式中，半导体器件包括：具有前表面的半导体衬底；在前表面中的LDMOS晶体管；以及布置在前表面上的金属化结构。金属化结构包括布置在至少一个电介质层中的至少一个腔。

在一个实施方式中，LDMOS晶体管包括：包括前表面的半导体衬底；布置在前表面中的掺杂的源极区、栅极、掺杂的漏极区、掺杂的沟道区、掺杂的漏极漂移区以及掺杂的本体接触区；布置在前表面上的金属化结构，金属化结构包括一个或更多个电介质层、布置在一个或更多个电介质层之间的一个或更多个导电的再分布层以及延伸穿过一个或更多个电介质层的一个或更多个导电通孔；以及由电介质材料限定的至少一个腔，所述腔的介电常数低于限定腔的电介质材料的介电常数。

在一个实施方式中，一种方法包括：向包括LDMOS晶体管结构的半导体衬底的前表面施加电介质层；在至少一个电介质层中形成开口；以及用另一电介质层覆盖开口以密封腔。

在一个实施方式中，一种方法包括：将介电常数小于布置在LDMOS晶体管上的金属化结构的电介质材料的介电常数的一个或更多个腔定位在使得减小以下中的一个或更多个的位置处：在这些位置处的金属化结构中的电场；漏极与栅极之间的电容耦合；源极与栅极之间的电容耦合；以及源极与漏极之间的电容耦合。

通过阅读以下详细描述并且查看附图，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图中的元素不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记表示相应的相似部件。可以组合各种所示实施方式的特征，除非它们彼此排斥。示例性实施方式在附图中示出，并且在下面的描述中详细描述。

图1a示出了包括LDMOS晶体管和金属化结构的半导体器件；

图1b示出了包括LDMOS晶体管和金属化结构的半导体器件；

图2a示出了形成在金属化结构的电介质层中的腔；

图2b示出了形成在金属化结构的电介质层中的腔；

图2c示出了形成在金属化结构的电介质层中的腔；

图3a示出了包括LDMOS晶体管和金属化结构的半导体器件的截面图；

图3b示出了图3a的半导体器件的平面图；

图4示出了包括LDMOS晶体管和多级金属化结构的半导体器件；

图5a示出了用于在LDMOS晶体管的金属化结构中形成腔的方法的流程图；