[發明專利]無負阻LDMOS器件結構及其生產方法

有效

• 申請號: 200710191983.1
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101217161A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王佃利
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種降低硅LDMOS器件寄生雙極晶體管負阻效應，并適用于硅LDMOS器件的研制與生產的無負阻LDMOS器件結構，屬于半導體微電子設計制造技術領域。

背景技術

與硅雙極器件相比，硅LDMOS器件具有輸出功率大、線性好，失真小，熱穩定性好等顯著優點，因此大量應用于數字電視，醫療診斷器械，移動通訊等領域，特別是移動通訊領域，硅微波LDMOS功率器件是其基站所用微波功率器件的首選產品。一般認為LDMOS器件不向雙極器件那樣具有負阻效應，但實際上源區-溝道區-漏區會構成一寄生雙極晶體管，如果控制不好，這一寄生雙極晶體管同樣會在工作過程中出現負阻問題，從而導致LDMOS器件燒毀，常規的抑制寄生雙極晶體管負阻效應的方法是用高濃度硼將源區包圍起來，形成屏蔽源結構，降低寄生雙極晶體管發射極發射效率，這一方法一方面需要增加工藝步驟，另一方面需要嚴格控制屏蔽源的區域，否則會影響器件的其它性能，如閾值電壓等，因此工藝的實現有一定難度。

發明內容

本發明的目的是為了抑制硅LDMOS器件中寄生雙極晶體管的負阻效應，克服傳統的屏蔽源結構需要增加工藝步驟及工藝實現有一定難度的缺陷，提供

一種硅LDMOS器件結構及其生產方法。

本發明的技術解決方案：無負阻LDMOS器件結構，包括溝道區、漂移區、源漏區，在有源區邊界用一高濃度的濃硼區將LDMOS器件漂移區包圍起來，該濃硼區與漂移區在有源區邊界形成一個P⁺N^-二極管，該二極管擊穿電壓比器件有源區內部本征擊穿電壓略低。

無負阻LDMOS器件的生產方法，其特征是該方法的工藝步驟分為，

1).在電阻率(0.01～0.02)Ω·cm的P型硅襯底上外延(8～13)Ω·cm，厚度(5～10)μm的P型外延層；

2).利用高能高劑量離子注入加熱推進或者利用ICP刻蝕貫通外延層的深槽，進行側壁擴散加摻硼多晶硅填充的辦法形成形成包圍漂移區的高濃度硼摻雜區，同時形成表面源與背面襯底連接的高濃度硼連接區；

3).利用局部氧化技術進行場氧化，柵犧牲層氧化(300～700)與腐蝕、柵氧化，厚度(300～700)；

4).LPCVD淀積多晶硅，厚度(4000～6000)，光刻刻蝕多晶硅，形成多晶硅柵圖形；

5).以多晶硅作為自對準邊界，光刻溝道注入區，進行溝道注入(能量40Kev～60Kev，劑量3E13cm^-2～1E14cm^-2)和推進(溫度1050℃～1150℃，時間3h)，形成器件溝道區；

6).以多晶硅作為自對準邊界，光刻源漏注入區，進行源漏注入(能量80Kev～120Kev，劑量1E15cm^-2～3E15cm^-2)和推進(溫度900℃～1000℃，時間30min)，形成器件源區和漏區；

7).漂移區注入(能量80Kev～140Kev，劑量1E12cm^-2～4E12cm^-2)和退火(溫度900℃～1000℃，時間30min)，同時步驟2)形成的包圍漂移區的高濃度硼摻雜區與漂移區在有源區邊界形成一個P⁺N^-二極管；

8).用LPCVD工藝在硅片表面淀積SiO₂(厚度5000～8000)，光刻、刻蝕SiO₂開接觸窗口；

9).蒸發金屬膜(厚度3000～5000)，反刻形成金屬電極，即漏極D和柵極G；

10).背面磨片，將硅片減薄到60μm～110μm，蒸發Ti(500～1500)/Ni(3000～5000)/Au(3000～5000)形成下電極，即源極S。