低噪声放大器及其制备方法与流程

本申请涉及半导体制造，具体涉及一种低噪声放大器及其制备方法。

背景技术：

1、低噪声放大器(low noise amplifier，lna)的核心性能包括：截止频率ft、跨导与增益gm&gain、最小噪声系数nfmin等参数。其中，由最小噪声系数nfmin的计算公式：可知，最小噪声系数nfmin与栅极电阻rg成正比，其中，ω为晶体管振动频率，t为温度，γint为热噪声，gds0为vds＝0时的电导。进一步的，栅极电阻rg通常为多晶硅栅极的电阻和金属硅化物导通电阻的并联电阻，其中阻值较小的多晶硅栅极的电阻占主导。

2、降低低噪声放大器lna单管的栅极电阻rg对减小最小噪声系数nfmin进而提升lna的性能十分有利。

3、当前一种传统的降低lna单管的栅极电阻rg的方法是：通过刻蚀多晶硅栅极侧的一定厚度的侧墙(spacer)从而将多晶硅栅极顶端暴露出来，使得后续自对准硅化物工艺制备的多晶硅栅极顶部的金属硅化物层偏厚，从而适当降低电阻rg，但是此方法对刻蚀工艺要求较高，多晶硅栅极暴露出的顶端形貌难控制，且易损伤有源区。

技术实现思路

1、本申请提供了一种低噪声放大器及其制备方法，可以解决噪声放大器lna的栅极电阻rg偏大影响lna的性能的问题。

2、一方面，本申请实施例提供了一种低噪声放大器的制备方法，包括：

3、提供一半导体结构，所述半导体结构至少包括：衬底、阱区、源区、漏区、第一多晶硅栅极和侧墙结构，所述阱区位于所述衬底中，所述源区和所述漏区间隔设置于所述阱区中，所述第一多晶硅栅极位于所述源区和所述漏区之间的衬底上，所述侧墙结构位于所述第一多晶硅栅极的两侧；

4、形成硬掩膜层，所述硬掩膜层覆盖所述衬底表面、所述侧墙结构和所述第一多晶硅栅极；

5、刻蚀所述第一多晶硅栅极上的所述硬掩膜层，露出所述第一多晶硅栅极；

6、通过选择性外延工艺，在所述第一多晶硅栅极上淀积第二多晶硅栅极，所述第二多晶硅栅极的上表面超出所述侧墙结构顶端一定的高度；

7、刻蚀所述衬底上的所述硬掩膜层；以及

8、通过自对准硅化物工艺，在所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面形成金属硅化物层，其中，所述第一多晶硅栅极上的金属硅化物层的厚度大于所述源区和所述漏区上的金属硅化物层的厚度。

9、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，通过自对准硅化物工艺，在所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面形成金属硅化物层的步骤包括：

10、通过金属材料淀积在所述第二多晶硅栅极表面、所述源区表面和所述漏区表面，金属材料分别和第二多晶硅栅极、源区、漏区反应；

11、对淀积金属材料之后的半导体结构执行高温退火工艺。

12、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，在形成所述金属硅化物层的过程中，消耗一定厚度的所述第二多晶硅栅极。

13、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，所述金属硅化物层的厚度为

14、

15、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，在通过选择性外延工艺，在所述第一多晶硅栅极上淀积第二多晶硅栅极的过程中，通入的硅源气体的流量为10sccm～100sccm，工艺温度为500℃～1200℃。

16、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，所述第二多晶硅栅极的厚度为

17、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，所述第一多晶硅栅极的上表面与所述侧墙结构顶端齐平。

18、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，在刻蚀所述衬底上的所述硬掩膜层之后，以及在通过自对准硅化物工艺，在所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面形成金属硅化物层之前，所述低噪声放大器的制备方法还包括：

19、通过湿法清洗工艺，对刻蚀所述衬底上的所述硬掩膜层之后的半导体结构进行预清洁处理。

20、可选的，在所述低噪声放大器的制备方法中，形成硬掩膜层的步骤包括：

21、形成氧化硅层，所述氧化硅层覆盖所述衬底表面、所述侧墙结构和所述第一多晶硅栅极；

22、形成氮化硅层，所述氮化硅层覆盖所述氧化硅层。

23、另一方面，本申请实施例还提供了一种低噪声放大器，包括：

24、衬底、阱区、源区、漏区、第一多晶硅栅极和侧墙结构，所述阱区位于所述衬底中，所述源区和所述漏区间隔设置于所述阱区中，所述第一多晶硅栅极位于所述源区和所述漏区之间的衬底上，所述侧墙结构位于所述第一多晶硅栅极的两侧；

25、金属硅化物层，所述金属硅化物层位于所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面上，其中，位于所述第一多晶硅栅极上的金属硅化物层超出所述侧墙结构顶端一定的高度，所述第一多晶硅栅极上的金属硅化物层的厚度大于所述源区和所述漏区上的金属硅化物层的厚度。

26、本申请技术方案，至少包括如下优点：

27、本申请在制备第一多晶硅栅极之后，通过选择性外延工艺在第一多晶硅栅极上继续制备第二多晶硅栅极，使第二多晶硅栅极高于侧墙结构，将更多的多晶硅栅极(第二多晶硅栅极)材料暴露出来，使得后续通过自对准硅化物工艺在第一多晶硅栅极顶端制备较厚的金属硅化物层，增加金属硅化物的导通电阻以及减小多晶硅栅极的电阻，从而降低低噪声放大器的栅极电阻，提升低噪声放大器的性能。

28、进一步的，本申请通过选择性外延工艺制备第二多晶硅栅极使其高于侧墙结构，将更多的多晶硅栅极材料暴露出来，在后续自对准硅化物工艺中，只会增厚第一多晶硅栅极顶端的金属硅化物层，并不会增厚源区和漏区表面的金属硅化物层，即，只会减小器件的栅极电阻,不影响有源区的导通电阻,避免了源区和漏区表面的金属硅化物层穿透pn结而造成漏电增大的情况，保证了器件的可靠性。

技术特征：

1.一种低噪声放大器的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，通过自对准硅化物工艺，在所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面形成金属硅化物层的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，在形成所述金属硅化物层的过程中，消耗一定厚度的所述第二多晶硅栅极。

4.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，所述金属硅化物层的厚度为

5.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，在通过选择性外延工艺，在所述第一多晶硅栅极上淀积第二多晶硅栅极的过程中，通入的硅源气体的流量为10sccm～100sccm，工艺温度为500℃～1200℃。

6.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，所述第二多晶硅栅极的厚度为

7.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，所述第一多晶硅栅极的上表面与所述侧墙结构顶端齐平。

8.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，在刻蚀所述衬底上的所述硬掩膜层之后，以及在通过自对准硅化物工艺，在所述第一多晶硅栅极上、所述源区表面和所述漏区表面形成金属硅化物层之前，所述低噪声放大器的制备方法还包括：

9.根据权利要求1所述的低噪声放大器的制备方法，其特征在于，形成硬掩膜层的步骤包括：

10.一种低噪声放大器，其特征在于，包括：

技术总结本申请提供一种低噪声放大器及其制备方法，其中制备方法中，在制备第一多晶硅栅极之后，通过选择性外延工艺在第一多晶硅栅极上继续制备第二多晶硅栅极，使第二多晶硅栅极高于侧墙结构，将更多的多晶硅栅极材料暴露出来，使得后续通过自对准硅化物工艺在第一多晶硅栅极顶端制备较厚的金属硅化物层，增加金属硅化物的导通电阻以及减小多晶硅栅极的电阻，从而降低低噪声放大器的栅极电阻，提升低噪声放大器的性能。技术研发人员：马小艳受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18