КОНСТРУКЦИЯ ДИСКРЕТНОГО СВЧ LDMOS-ТРАНЗИСТОРНОГО КРИСТАЛЛА С УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ЭКРАНИРУЮЩЕЙ ШИНОЙ ИСТОКА Российский патент 2024 года по МПК H01L29/772 H01L29/78 

Область техники, к которой относится изобретение:

Изобретение относится к области микроэлектронной техники и применяется при изготовлении мощных СВЧ LDMOS (Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor) транзисторов.

Уровень техники:

Известна конструкция СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла запатентованная фирмой NXP и выбранная в качестве аналога [1]. Данная конструкция включает в себя полупроводниковую структуру с электрическими контактами стока, истока и затвора и систему металлизации. Система металлизации состоит из металлизации стока, металлизации затвора и экранирующих шин. Металлизация стока состоит из совокупности металлических шин, расположенных параллельно элементарным транзисторным структурам, электрический контакт между которыми создается широкой стоковой соединительной шиной, расположенной поперечно элементарным транзисторным структурам на краю транзисторного кристалла. Конструкция металлизации затвора аналогична конструкции металлизации стока, за исключением того, что затворная соединительная шина, расположенная поперечно элементарным транзисторным структурам, располагается на противоположном краю транзисторного кристалла относительно стоковой соединительной шины. Параллельные шины стока создаются в верхнем слое металла (как правило, пятом) и электрически соединяются с контактом стока каждой элементарной транзисторной структуры через единые шины либо разделенные сегменты, создаваемые в нижележащих слоях металла (как правило, в первом, втором, третьем и четвертом слоях металла), расположенные вертикально друг под другом и разделенные диэлектрическими слоями определенной толщины, и ряды межслойных переходных контактных окон, заполненных проводящим материалом, как правило, на основе вольфрама. Параллельные шины затвора создаются в пятом либо четвертом слое металла и электрически соединяются с поликремниевыми затворами каждой элементарной транзисторной структуры через ответвления затвора и переходные элементы, создаваемые в нижележащих слоях металла, расположенные поперечно элементарным транзисторным структурам, и межслойные переходные контактные окна, заполненные проводящим материалом на основе вольфрама. Параллельные шины стока и затвора располагаются параллельно друг другу на небольшом расстоянии. Между шинами затвора и стока расположены экранирующие шины, которые экранируют шины затвора от электрического поля стока, что позволяет снизить паразитные межэлектродные емкости между контактами стока и затвора.

Основным недостатком данного аналога является рост межэлектродной емкости между контактами стока и истока, так как экранирующие шины, расположенные между шинами затвора и стока, электрически соединены с истоком. При этом снижение емкости между контактами стока и затвора оказывается не столь существенным из-за того, что ответвления затвора, которые электрически соединяются с шинами затворами и расположенные в непосредственной близости от шин стока, закрыты экранирующими шинами от металлизации стока только сверху и спереди, но не с боковых направлений.

В качестве прототипа выбрана усовершенствованная конструкция СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла, также запатентованная фирмой NXP [2]. Подобно описанному выше аналогу данная конструкция СВЧ LDMOS-транзисторных кристаллов также включает в себя полупроводниковую структуру с электрическими контактами стока, истока и затвора и систему металлизации, состоящую из металлизации стока, металлизации затвора и экранирующих шин. Конструкция металлизации стока и затвора, включающая в себя множество металлических шин, расположенных параллельно элементарным транзисторным структурам, и широкие соединительные шины, расположенные поперечно элементарным транзисторным структурам на противоположных краях транзисторного кристалла, аналогична описанной в способе [11. Шины затвора и стока также располагаются параллельно друг другу на небольшом расстоянии, а между ними располагаются экранирующие шины, электрически соединенные с истоком. Основным усовершенствованием конструкции транзисторного кристалла [2] относительно [1] является изменение конструкции экранирующих шин. Экранирующая шина состоит из топологического элемента U-образной формы (или близкой к ней геометрии), сформированного в слое электропроводящего материала (в описываемом в [2] примере - во втором слое металла), электропроводящих межслойных переходных контактных окон, проходящих через слой диэлектрического материала и соединяющихся с нижележащим слоем электропроводящего материала (в описываемом в [2] примере - с первым слоем металла), и электропроводящих межслойных переходных контактных окон, проходящих через еще один слой диэлектрического материала и соединяющихся с вышележащей (в описываемом в [2] примере - в третьем слое металла) шиной, расположенной параллельно элементарным транзисторным структурам. Элементы U-образной геометрии экранирующей шины располагаются частично над ответвлениями затвора, частично над самим поликремниевым затвором. Расположенная над данными элементами шина перекрывает места электрических соединений ответвлений затвора с затворными шинами. Такая конструкция позволяет достичь экранирования всей металлизации затвора от электрического поля стока, что позволяет существенно снизить паразитные межэлектродные емкости между контактами стока и затвора. Снижение данной емкости позволяет достичь более высокого значения коэффициента усиления по мощности СВЧ LDMOS-транзистора при работе на частотах выше 1,0-1,5 ГГц, который является одним из основных электрических параметров СВЧ транзисторов.

Недостатком прототипа выступает высокая электрическая емкость между металлизацией стока и экранирующими шинами, которая приводит к увеличению выходной емкости транзисторного кристалла. Увеличение выходной емкости приводит к уменьшению коэффициента полезного действия стока СВЧ транзисторов, уменьшению максимальной выходной мощности СВЧ транзисторов при работе на высокой частоте, увеличению рассеиваемой мощности, что сокращает область безопасной работы прибора, снижает его наработку на отказ и надежность.

Раскрытие сущности изобретения:

Технический результат настоящего изобретения - создание конструкции дискретного СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла с усовершенствованной экранирующей шиной истока, позволяющей уменьшить емкость между контактами стока и затвора и емкость между контактами стока и истока, а следовательно проходную емкость и выходную емкость транзистора. Снижение проходной и выходной емкостей позволяет добиться высоких значений коэффициента усиления по мощности и коэффициента полезного действия стока СВЧ транзистора.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла, включающем выращивание р^--эпитаксиального слоя (01) на кремниевой р⁺-подложке (02) с кристаллографической ориентацией (100), создание канавки в p-p^--эпитаксиальном слое (03) глубиной 200-500 нм, создание глубокой р⁺-области истока (04), создание слаболегированной дрейфовой n-области (05), состоящей из нескольких подобластей, выращивание жертвенного диэлектрического слоя толщиной 300-600 формирование нодзатворной ступеньки методом жидкостного травления жертвенного диэлектрического слоя, выращивание подзатворного диэлектрического слоя (06) толщиной 150-300 нанесение на подзатворный диэлектрический слой слоя поликремния толщиной 200-500 нм, легирование слоя поликремния фосфором, формирование из слоя поликремния затворов элементарных транзисторных структур (07) и поликремниевых затворных отводов (08) методом плазмохимического травления, создание р-области методом самосовмещенного легирования, нанесение диэлектрического слоя для формирования спейсеров на боковых гранях затворов, формирование спейсеров методом плазмохимического травления, создание высоколегированных n⁺-областей стока (09) и истока, формирование контактов стока, истока и затвора элементарных транзисторных структур при помощи создания силицида кобальта, осаждение толстого защитного диэлектрического слоя (10), формирование трехслойного полевого электрода (11) из трех слоев тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана, вскрытие в толстом защитном диэлектрическом слое контактных окон - стоковых (12), истоковых (13) и затворных (14), заполнение контактных окон проводящим материалом на основе вольфрама, формирование системы металлизации, состоящей из пяти слоев металла на основе алюминия, четырех диэлектрических слоев и расположенных в них межслойных переходных контактных окон, заполненных проводником на основе вольфрама, ответвления затвора (15) формируются не в первом слое металла, а в третьем слое тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана, используемом для создания полевого электрода (11), в то время как единственными элементами металлизации затвора, формируемыми в первом слое металла, являются перемычки (16), электрически соединяющие затворные контактные окна (14), расположенные на поликремниевых затворных отводах (08) и ответвлениях затвора (15), и переходные элементы (17), электрически соединяющие ответвления затвора (15) с параллельными шинами затвора (фиг. 1), кроме того, создается система электрически соединенных с истоком экранирующих шин особой конструкции (фиг. 2-7). Конструкция каждой экранирующей шины истока включает в себя: два или более ряда первых межслойных переходных контактных окон истока (18), заполненных проводящим материалом, расположенных в диэлектрическом слое между слоем первого металла и слоем второго металла (19), шину истока, сформированную во втором слое металла (20), расположенную параллельно элементарным транзисторным структурам, накрывающие шины (21), сформированные во втором слое металла, расположенные над ответвлениями затвора, два или более ряда вторых межслойных переходных контактных окон истока (22), заполненных проводящим материалом, расположенных в диэлектрическом слое между слоем второго металла и слоем третьего металла (23), шину истока, сформированную в третьем слое металла (24), расположенную параллельно элементарным транзисторным структурам, два или более ряда третьих межслойных переходных контактных окон истока (25), заполненных проводящим материалом, расположенных в диэлектрическом слое между слоем третьего металла и слоем четвертого металла (26), шину истока, сформированную в четвертом слое металла (27), расположенную параллельно элементарным транзисторным структурам, два или более ряда четвертых межслойных переходных контактных окон истока (28), заполненных проводящим материалом, расположенных в диэлектрическом слое между слоем четвертого металла и слоем пятого металла (29), шину истока, сформированную в пятом слое металла (30), расположенную параллельно элементарным транзисторным структурам. Причем расстояние между переходными контактными окнами рядов первых межслойных переходных контактных окон истока (31), рядов вторых межслойных переходных контактных окон истока (32), рядов третьих межслойных переходных контактных окон истока (33) и рядов четвертых межслойных переходных контактных окон истока (34) точно соответствует размеру самого переходного контактного окна, а сами ряды сдвинуты друг относительно друга на это же расстояние, благодаря чему формируется так называемый шахматный порядок следования переходных контактных окон (фиг. 3-6). Также накрывающие шины (21) через ряды ограждающих межслойных переходных контактных окон (35), расположенных в диэлектрическом слое между слоем первого металла и слоем второго металла (19), соединены с металлизация истока, сформированной в первом слое металла (36), образуя структуру «клетки» вокруг ответвлений затвора (15) (фиг. 8).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая конструкция дискретного СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла отличается технологией создания и конструкцией ответвлений затвора и экранирующей шины истока: ответвления затвора создаются не в первом слое металла, а в третьем слое тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана, используемого для создания полевого электрода; накрывающая шина, являющаяся элементом экранирующей шины истока, закрывает ответвления затвора на уровне слоя второго металла и экранирует их не только от сегментов металлизации стока, расположенных в верхних слоях металла, но и от продольно удаленных сег ментов металлизации стока в нижних слоях металла благодаря рядам ограждающих межслойных переходных контактных окон. Таким образом, заявляемая конструкция дискретного СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла с усовершенствованной экранирующей шиной истока отвечает критерию изобретения «новизна».

В предлагаемом изобретении создание ответвлений затвора в третьем слое тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана и создание накрывающих шин, закрывающих ответвления затвора, на уровне слоя второго металла позволяет уменьшить электрическую емкость, возникающую между экранирующими шинами и металлизацией стока, вносящую значительный вклад общую емкость между контактами стока и истока транзисторного кристалла.

Формирование в предлагаемом изобретении рядов ограждающих межслойных переходных контактных окон в диэлектрическом слое между слоем первого металла и слоем второго металла, электрически соединенных с накрывающими шинами, позволяет полностью экранировать ответвления затвора от электрического поля стока, что ведет к значительному снижению паразитной емкости между контактами стока и затвора транзисторного кристалла.

Шахматный порядок следования рядов межслойных переходных контактных окон истока в предлагаемом изобретении позволяет эффективно экранировать шины затвора от электрического поля стока, благодаря чему снижается паразитная емкость между контактами стока и затвора транзисторного кристалла.

В совокупности перечисленные факторы позволяют существенно снизить емкость между контактами стока и затвора и емкость между контактами стока и истока транзисторного кристалла, а следовательно проходную емкость и выходную емкость транзистора, что позволяет добиться высоких значений коэффициента усиления по мощности и коэффициента полезного действия стока СВЧ транзистора. Таким образом, достигается улучшение радиочастотных параметров СВЧ транзистора, то есть проявляет новое техническое свойство. Следовательно, заявляемая конструкция СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла соответствует критерию «изобретательский уровень».

Описание чертежей:

На фиг. 1 изображена схематическая кросс-секция вдоль ответвления затвора LDMOS-транзисторного кристалла. Для наглядности контурной линией показаны элементы экранирующей шины истока, расположенные в другой плоскости. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальным транзисторным кристаллом.

На фиг. 2 изображена конструкция ответвления затвора до этапа формирования первого слоя металла. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 3 изображена конструкция ответвления затвора и экранирующей шины истока до этапа формирования второго слоя металла. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 4 изображена конструкция ответвления затвора и экранирующей шины истока до этапа формирования третьего слоя металла. Для наглядности элементы экранирующей шины истока, перекрывающие ответвление затвора, показаны полупрозрачными. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 5 изображена конструкция ответвления затвора и экранирующей шины истока до этапа формирования четвертого слоя металла. Для наглядности элементы экранирующей шины истока, перекрывающие ответвление затвора, показаны полупрозрачными. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 6 изображена конструкция ответвления затвора и экранирующей шины истока до этапа формирования пятого слоя металла. Для наглядности элементы экранирующей шины истока, перекрывающие ответвление затвора, показаны полупрозрачными. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 7 изображена конструкция ответвления затвора и экранирующей шины истока на завершающем этапе формирования. Для наглядности элементы экранирующей шипы истока, перекрывающие ответвление затвора, показаны полупрозрачными. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальной топологией транзисторного кристалла.

На фиг. 8 изображена трехмерная модель фрагмента ответвления затвора и экранирующей шины истока. Данное изображение носит схематический характер, взаимное расположение и относительные размеры изображенных на нем элементов не соотносятся с реальным транзисторным кристаллом.

На перечисленных фигурах введены следующие обозначения:

01 -р^--эпитаксиальный слой;

02 - кремниевая р+-подложка;

03 - канавка в р^--эпитаксиальном слое;

04 - глубокая р⁺ -область истока;

05 - слаболегированная дрейфовая n^--область;

06 - подзатворный диэлектрический слой;

07 - затвор элементарной транзисторной структуры;

08 - поликремниевый затворный отвод, примыкающий к ответвлению затвора и служащий для электрического контакта с ним;

09 - n⁺-область стока;

10 - толстый защитный диэлектрический слой;

11 - полевой электрод;

12 - стоковые контактные окна;

13 - истоковые контактные окна;

14 - затворные контактные окна;

15 - ответвление затвора, служащее для электрического соединения поликремниевого затвора с затворной шиной, сформированное в том же проводящем слое, что и полевого электрода;

16 - перемычка, электрически соединяющая затворные контактные окна, расположенные на поликремниевом затворном отводе и ответвлении затвора, сформированная в первом слое металла;

17- переходной элемент металлизации затвора, сформированный в первом слое металла;

18 - первые межслойные переходные контактные окна истока;

19 - диэлектрический слой между слоем первого металла и слоем второго металла;

20 - шина истока, сформированная во втором слое металла;

21 - накрывающая шина, сформированная во втором слое металла;

22 - вторые межслойные переходные контактные окна истока;

23 - диэлектрический слой между слоем второго металла и слоем третьего металла;

24 - шина истока, сформированная в третьем слое металла;

25 - третьи межслойные переходные контактные окна истока;

26 - диэлектрический слой между слоем третьего металла и слоем четвертого металла;

27 - шина истока, сформированная в четвертом слое металла;

28 - четверные межслойные контактные отверстия истока;

29 - диэлектрический слой между слоем четвертого металла и слоем пятого металла;

30 - шина истока, сформированная в пятом слое металла;

31 - ряды первых межслойных переходных контактных окон истока;

32 - ряды вторых межслойных переходных контактных окон истока;

33 - ряды третьих межслойных переходных контактных окон истока;

34 - ряды четвертых межслойных переходных контактных окон истока;

35 - ряд ограждающих межслойных переходных контактных окон;

36 - металлизация истока, сформированная в первом слое металла;

37 - сегменты металлизации стока, сформированные в первом слое металла;

38 - первые межслойные переходные контактные окна стока;

39 - первые межслойные переходные контактные окна затвора;

40 - переходной элемент металлизации затвора, сформированный во втором слое металла;

41 - сегменты металлизации стока, сформированные во втором слое металла;

42 - вторые межслойные переходные контактные окна стока;

43 - вторые межслойные переходные контактные окна затвора;

44 - переходной элемент металлизации затвора, сформированный в третьем слое металла;

45 - сегменты металлизации стока, сформированные в третьем слое металла;

46 - третьи межслойные переходные контактные окна с тока;

47 - третьи межслойные переходные контактные окна затвора;

48 - переходной элемент металлизации затвора, сформированный в четвертом слое металла;

49 - шина стока, сформированная в четвертом слое ме талла;

50 - четвертые межслойные переходные контактные окна стока;

51 - четвертые межслойные переходные контактные окна затвора;

52 - шина стока, сформированная в пятом слое металла;

53 - шина затвора, сформированная в пятом слое металла;

54 - пассивирующий диэлектрический слой. Осуществление изобретения:

Изобретение осуществляется следующим образом.

1. Создается полупроводниковая структура но известному способу изготовления СВЧ LDMOS-транзисторных кристаллов, включающая выращивание р^--эпитаксиального слоя (01) на кремниевой р⁺-подложке (02) с кристаллографической ориентацией (100), создание канавки в p^--эпитаксиальном слое (03) глубиной 200-500 им, создание глубокой р⁺-области истока (04), создание слаболегировашюй дрейфовой n^--области (05), состоящей из нескольких подобластей, выращивание жертвенного диэлектрического слоя толщиной 300-600 формирование подзатворной ступеньки методом жидкостного травления жертвенного диэлектрического слоя, выращивание подзатворного диэлектрического слоя (06) толщиной 150-300 нанесение на подзатворный диэлектрический слой слоя поликремния толщиной 200-500 нм, легирование слоя поликремния фосфором, формирование из слоя поликремния затворов элементарных транзисторных структур (07) и поликремниевых затворных отводов (08) методом плазмохимического травления, создание р -области методом самосовмещенного легирования, нанесение диэлектрического слоя для формирование спейсеров на боковых гранях затворов, формирование спейсеров методом плазмохимического травления, создание высоколегированных n⁺-областей стока (09) и истока, формирование контактов стока, истока и затвора элементарных транзисторных структур при помощи создания силицида кобальта, осаждение толстого защитного диэлектрического слоя (10) - фиг. 1.

2. Осаждением слоя тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске слоя проводника на основе нитрида титана формируется полевой электрод (11) над слаболегированной дрейфовой n⁺-областью (05), а также ответвления затвора (15), расположенные поперечно элементарным транзисторным структурам в непосредственной близости от поликремниевых затворных отводов (08); осаждением диэлектрического слоя, химико-механической полировкой осажденного слоя, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске диэлектрического слоя, запылеиием вытравленных контактных окон вольфрамом, химико-механической полировкой слоя вольфрама формируются электрические контакты к областям стока, истока и затвора - фиг. 2.

3. Нанесением слоя проводящего материала на основе алюминия, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске проводящего слоя создается слой первого металла, используемый для формирования системы металлизации, включая перемычки (16), электрически соединяющая затворные контактные окна (14), расположенные на поликремниевом затворном отводе (08) и ответвлении затвора (15), переходные элементы металлизации затвора (17), металлизацию истока (36) и элементы металлизации стока (37); осаждением диэлектрического слоя, химико-механической полировкой осажденного слоя, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением но полученной фоторезистивной маске диэлектрического слоя, запылением вытравленных контактных окон вольфрамом, химико-механической полировкой слоя вольфрама создаются первые межслойные переходные контактные окна истока (18), стока (38) и затвора (39) - фиг. 3.

4. Нанесением слоя проводящего материала на основе алюминия, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске проводящего слоя создается слой второго металла, используемый для формирования шин истока (20), накрывающих шин (21), переходных элементов металлизации затвора (40), элементов металлизации стока (41); осаждением диэлектрического слоя, химико-механической полировкой осажденного слоя, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске диэлектрического слоя, запылением вытравленных контактных окон вольфрамом, химико-механической полировкой слоя вольфрама создаются вторые межслойные переходные контактные окна истока (22), стока (42) и затвора (43) - фиг. 4.

5. Нанесением слоя проводящего материала на основе алюминия, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске проводящего слоя создается слой третьего металла, используемый для формирования шин истока (24), переходных элементов металлизации затвора (44), элементов металлизации стока (45); осаждением диэлектрического слоя, химико-механической полировкой осажденного слоя, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске диэлектрического слоя, запылением вытравленных контактных окон вольфрамом, химико-механической полировкой слоя вольфрама создаются третьи межслойные переходные контактные окна истока (25), стока (46) и затвора (47) - фиг. 5.

6. Нанесением слоя проводящего материала на основе алюминия, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске проводящего слоя создается слой четвертого металла, используемый для формирования шин истока (27), переходных элементов металлизации затвора (48), шин стока (49); осаждением диэлектрического слоя, химико-механической полировкой осажденного слоя, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске диэлектрического слоя, запылением вытравленных контактных окон вольфрамом, химико-механической полировкой слоя вольфрама создаются четвертые межслойные переходные контактные окна истока (28), стока (50) и затвора (51)- фиг. 6.

7. Нанесением слоя проводящего материала на основе алюминия, нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске проводящего слоя создается слой пятого металла, используемый для формирования шин истока (30), шин стока (51) и шин затвора (53) - фиг. 7.

8. Осаждением пассивирующего диэлектрического слоя (54), нанесением слоя фоторезиста, формированием в слое фоторезиста методом фотолитографии необходимого топологического рисунка, плазмохимическим травлением по полученной фоторезистивной маске пассивирующего диэлектрического слоя создаются контактные площадки транзисторного кристалла.

Источники информации:

1. Патент США US9653410 (B1) «Transistor with shield structure, packaged device, and method of manufacture)), опубликован 16.05.2017 г. (аналог).

2. Патент США US11177207 (В2) «Compact transistor utilizing shield structure arrangement)), опубликован 16.11.2021 г. (прототип).

Изобретение относится к области микроэлектроиной техники. Изобретение представляет собой конструкцию дискретного СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла, в которой ответвления затвора формируются в слое материала, используемого для создания полевого электрода, и перекрываются экранирующими шинами истока на уровне слоя второго металла, соединенными через межслойные переходные контактные окна с истоковой металлизацией на уровне первого металла, формируя структуру клетки вокруг ответвлений затвора. Кроме того, межслойные переходные контактные окна, соединяющие элементы экранирующих шин, расположенные в разных слоях металла, расположены в шахматном порядке. Изобретение позволяет снизить проходную емкость и выходную емкость СВЧ LDMOS-траизистора, что позволяет добиться высоких значений коэффициента усиления по мощности и коэффициента полезного действия стока СВЧ транзистора. 8 ил.

Конструкция дискретного СВЧ LDMOS-транзисторного кристалла с усовершенствованной экранирующей шиной истока, состоящая из: монокристаллической кремниевой p⁺-подложки с кристаллографической ориентацией (100), p^--эпитаксиального слоя, канавки в p^--эпитаксиальном слое, глубокой p⁺-области истока, расположенной у края затвора p^--области истока, слаболегированной дрейфовой n^--области, состоящей из нескольких подобластей, подзатворного диэлектрического слоя, высоколегированного слоя поликремния, служащего в качестве затвора, высоколегированных n⁺-областей стока и истока, трехслойного полевого электрода, системы металлизации, состоящей из пяти слоев металла и пассивирующего слоя, отличающаяся тем, что ответвления затвора формируются не в первом слое металла, а в слое тугоплавкого электропроводящего материала на основе нитрида титана, используемого для создания полевого электрода, и перекрываются накрывающими шинами, являющимися элементами экранирующих шин истока, на уровне слоя второго металла, соединенными через межслойные переходные контактные окна с истоковой металлизацией на уровне первого металла, формируя структуру клетки вокруг ответвлений затвора, а элементы экранирующих шин истока, расположенные в разных слоях металла, соединяются между собой через несколько рядов межслойных переходных контактных окон, расположенных в шахматном порядке.