專利名稱：電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
鎖相環(huán)在模擬電路和射頻電路中有著極其廣泛的應(yīng)用。而電壓控制變?nèi)萜魇擎i相環(huán)中的一個(gè)關(guān)鍵器件，其電容值可調(diào)節(jié)范圍對(duì)鎖相環(huán)的性能起著至關(guān)重要的影響。
現(xiàn)有技術(shù)中主要有兩種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)。一種是采用MOS電容，其中半導(dǎo)體襯底S(例如硅)經(jīng)過(guò)輕摻雜，在金屬/多晶硅柵和襯底間加上偏壓，襯底形成耗盡層，電壓調(diào)節(jié)耗盡寬度從而調(diào)節(jié)變?nèi)萜麟娙葜?。另一種是采用PN結(jié)結(jié)構(gòu)，通過(guò)其反向偏壓調(diào)節(jié)結(jié)耗盡區(qū)的寬度來(lái)調(diào)節(jié)變?nèi)萜鞯碾娙葜?。這兩種變?nèi)萜鞯恼{(diào)節(jié)范圍都能通過(guò)改變結(jié)構(gòu)來(lái)改善。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其具有較大的電容值可調(diào)范圍。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，為在所述變?nèi)萜鞯囊r底上至少具有一個(gè)溝槽，所述溝槽側(cè)壁和底部以及襯底表面覆蓋有氧化硅，所述溝槽內(nèi)和位于所述溝槽兩側(cè)的襯底上設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的“T”字結(jié)構(gòu)，所述襯底連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，所述多晶硅連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極，所述金屬盒所述襯底及所屬多晶硅之間由層間膜隔離開(kāi)來(lái)。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟
(1)光刻并刻蝕襯底，在所述襯底上至少形成一個(gè)溝槽。
(2)在所述襯底表面、溝槽側(cè)壁和底部形成氧化硅層。
(3)在襯底上淀積多晶硅，以填充溝槽，之后光刻并刻蝕所述多晶硅，使多晶硅在溝槽內(nèi)和溝槽兩側(cè)的襯底表面形成“T”字型結(jié)構(gòu)；
(4)淀積層間膜，之后光刻定義出襯底接觸孔和多晶硅接觸孔的位置，接著淀積通孔金屬形成襯底接觸和多晶硅接觸；
(5)淀積互連金屬，而后光刻刻蝕，通過(guò)金屬線分別與襯底接觸和多晶硅接觸形成所述變?nèi)萜鞯膬蓚€(gè)電極。
本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)中，因溝槽的設(shè)置使得兩電極間的氧化硅面積變大，故電容值調(diào)節(jié)范圍變大。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中電壓控制變?nèi)萜鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鞯闹苽淞鞒淌疽鈭D3為實(shí)施本發(fā)明的流程中多晶硅淀積后的結(jié)構(gòu)示意圖4為實(shí)施本發(fā)明的流程中刻蝕多晶硅后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為最終形成的電壓控制變?nèi)萜鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)，為在變?nèi)萜鞯囊r底上至少具有一個(gè)溝槽，溝槽側(cè)壁和底部以及襯底表面覆蓋有氧化硅，溝槽內(nèi)和位于溝槽兩側(cè)的襯底上設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的“T”字結(jié)構(gòu)，襯底連接金屬形成變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，多晶硅連接金屬形成變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極，所述金屬和襯底及多晶硅之間由層間膜隔離開(kāi)來(lái)。上述結(jié)構(gòu)中，溝槽的深度可為0. 1-50微米，寬度可為0. 1-50微米。多晶硅在襯底上表面之上的厚度可為0. 1-5微米。多晶硅的摻雜濃度為IO14-IO16原子/cm2，襯底的摻雜濃度為IO12-IO14原子/cm2。襯底通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，多晶硅同樣通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極。本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)的制備方法，可包括如下步驟(見(jiàn)圖2)(1)在輕摻雜的硅襯底上進(jìn)行光刻、干刻至少形成一個(gè)溝槽，最后去除光刻膠；溝槽的刻蝕一般采用干法刻蝕工藝。溝槽的大小和個(gè)數(shù)可通過(guò)所需要的變?nèi)萜麟妷赫{(diào)節(jié)范圍來(lái)設(shè)置。(2)在溝槽內(nèi)和襯底上形成氧化硅層。具體可采用熱氧氧化法，使溝槽側(cè)壁、底部和襯底表面的硅氧化生成氧化硅。(3)淀積多晶硅(見(jiàn)圖3)，以填充溝槽，并在襯底上有富余厚度，之后對(duì)多晶硅進(jìn)行光刻刻蝕，在溝槽內(nèi)和兩側(cè)的襯底上形成T字結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)。該多晶硅為重?fù)诫s的多晶硅層，可在淀積的同時(shí)進(jìn)行摻雜，也可為先淀積為未摻雜多晶硅，之后采用離子注入進(jìn)行摻雜。多晶硅的淀積一般采用化學(xué)氣相淀積法。(4)淀積層間膜(通常為氧化硅)，之后通過(guò)光刻和刻蝕在層間膜中形成接觸孔 (為襯底接觸孔和多晶硅接觸孔)，進(jìn)行接觸離子束入并熱退火；淀積接觸金屬，回刻或化學(xué)機(jī)械研磨接觸金屬至層間膜表面；淀積金屬，光刻及刻蝕金屬形成連接金屬線。至此，多晶硅通過(guò)歐姆接觸與金屬連接形成變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極(見(jiàn)圖幻，襯底通過(guò)歐姆接觸與金屬連接形成變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極(見(jiàn)圖1)。本發(fā)明的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)中，因溝槽的設(shè)置使得兩電極間的氧化硅面積變大，故電容值調(diào)節(jié)范圍變大。
權(quán)利要求
1.一種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于在所述變?nèi)萜鞯囊r底上至少具有一個(gè)溝槽，所述溝槽側(cè)壁和底部以及襯底表面覆蓋有氧化硅，所述溝槽內(nèi)和位于所述溝槽兩側(cè)的襯底上設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的“T”字結(jié)構(gòu)，所述襯底連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，所述多晶硅連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述多晶硅的摻雜濃度為 IO14-IO16 原子/cm2。
3.如權(quán)利要求1所述的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述襯底的摻雜濃度為 IO12-IOw 原子/cm2。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述溝槽的深度為0. 1-50微米，寬度為0. 1-50微米；所述多晶硅在襯底上表面之上的厚度為0. 1-5微米。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述襯底通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，所述多晶硅同樣通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極。
6.如權(quán)利要求4所述的電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述襯底通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，所述多晶硅同樣通過(guò)歐姆接觸和金屬連接形成變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極。
7.一種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)光刻并刻蝕襯底，在所述襯底上至少形成一個(gè)溝槽；(2)在所述襯底表面、溝槽側(cè)壁和底部形成氧化硅層；(3)在襯底上淀積多晶硅，以填充所述溝槽，之后光刻后刻蝕所述多晶硅，使多晶硅在所述溝槽內(nèi)和所述溝槽兩側(cè)的襯底表面形成“T”字型結(jié)構(gòu)；(4)淀積層間膜，之后光刻定義出襯底接觸孔和多晶硅接觸孔的位置，接著淀積通孔金屬形成襯底接觸和多晶硅接觸；(5)淀積互連金屬，而后光刻刻蝕，通過(guò)金屬線分別與襯底接觸和多晶硅接觸形成所述變?nèi)萜鞯膬蓚€(gè)電極。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述步驟O)中氧化硅層的形成采用熱氧氧化法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓控制變?nèi)萜鹘Y(jié)構(gòu)，其為在所述變?nèi)萜鞯囊r底上至少具有一個(gè)溝槽，所述溝槽側(cè)壁和底部以及襯底表面覆蓋有氧化硅，所述溝槽內(nèi)和位于所述溝槽兩側(cè)的襯底上設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的“T”字結(jié)構(gòu)，所述襯底連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯囊粋€(gè)電極，所述多晶硅連接金屬形成所述變?nèi)萜鞯牧硪粋€(gè)電極。
文檔編號(hào)H01L21/334GK102544121SQ20101059866
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張力, 王星杰, 金勤海 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司