[發明專利]一種自對準亞微米柵結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201010138226.X
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101807597A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 傅義珠
• 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: H01L29/49
• 分類號: H01L29/49;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種適用于微波功率VDMOS和LDMOS研制生產的自對準 亞微米柵結構及其制作方法，屬于半導體微電子設計制造技術領域。

背景技術

微波功率VDMOS和LDMOS器件在微波通訊、雷達、數字電視領域得到廣 泛應用。提高器件的微波功率和增益是器件研制的主要目標目。其中如何實 現亞微米柵是提高器件增益的關鍵技術之一。在數字電路中有采用側墻自對 準工藝實現金屬硅化物和多晶硅復合亞微米柵的做法。但是在微波功率 VDMOS和LDMOS器件中，由于單條柵長較長，單純金屬硅化物和多晶硅復合 柵阻不能滿足器件性能要求。目前微波功率VDMOS和LDMOS器件的柵均采用 金屬硅化物、多晶硅和金屬復合柵結構，必須采用亞微米細線條光刻加工， 對加工工藝要求比較高，限制了器件性能和生產能力的提高。

發明內容

本發明提出的是一種自對準亞微米柵結構及其制作方法，其目的旨在克 服現有技術中存在的不足，采用多晶硅側墻制作亞微米柵，并通過金屬硅化 物將其與微米級多晶硅制作柵帽子和金屬柵實現互連。由此帶來的好處是不 需要亞微米精細光刻便可以實現亞微米多晶硅柵寬，提高器件的微波性能。 特別適用于微波功率VDMOS和LDMOS器件設計制作。滿足微波功率VDMOS和 LDMOS器件設計生產需要。

本發明的技術解決方案：一種自對準亞微米柵結構，其特征在于：通過 金屬硅化物將亞微米多晶硅側墻柵與微米級多晶硅柵帽子和金屬柵連接而 成。

一種自對準亞微米柵結構的制作方法，其特征是該方法包括如下工藝步 驟：

A、選擇摻硼硅襯底，電阻率≤0.006Ω·cm；在該襯底上外延高阻p型硅外 延層，電阻率(1～20)Ω·cm，外延層厚度(5～15)μm；

B、光刻形成背面源注入窗口圖形，注入硼離子形成P⁺，注入劑量(6～ 8)×10¹⁵cm^～2，能量(120～160)KeV；

C、注入推進：在(1100～1150)℃的溫度下，通N₂(90～180)分鐘；

D、光刻形成漂移區窗口圖形，注入砷(或磷)離子形成N-，注入劑量 (1～3)×10¹²cm^～2，能量(40～60)KeV；

E、用LPCVD工藝在硅片表面依次淀積(8000～10000)二氧化硅和 (2000～4000)摻砷多晶硅；

F、光刻形成有源區窗口圖形，并刻蝕掉窗口內的(8000～10000) 二氧化硅和(2000～4000)摻砷多晶硅；

G、柵氧化：在(900～1000)℃溫度下，氧氣環境中，氧化生長(400～ 600)氧化層；

H、用LPCVD工藝在硅片表面淀積(3000～6000)摻砷多晶硅；

I、用RIE回刻硅片表面淀積(3000～6000)摻砷多晶硅，形成側墻多 晶硅柵；

J、用LPCVD工藝在硅片表面淀積4000～8000二氧化硅(圖10)；

K、用RIE回刻硅片表面淀積3400～6600二氧化硅，形成二氧化硅側墻 (圖11)；

L、溝道注入BF₂⁺，注入劑量(3～7)×10¹³cm^～2，能量(50～70)KeV；

M、溝道推進，在(1000～1100)℃溫度下，氮氣環境中，推進(100～ 200)分鐘，形成溝道P型摻雜區；

N、光刻并刻蝕(2000～4000)摻砷多晶硅形成多晶硅帽子；

O、光刻并刻蝕(8000～10000)二氧化硅形成漏接觸窗口；

P、源漏注入砷離子，注入劑量(5～7)×10¹⁵cm^～2，能量(60～80)KeV， 并在(900～960)℃溫度下，氮氣環境中，推進(10～20)分鐘，形成源和 漏接觸區N+；

Q、用LPCVD工藝在硅片表面分別淀積(4000～6000)SiO₂和(1000～ 1500)氮化硅；

R、用RIE回刻硅片表面淀積的(4000～6000)SiO₂和(1000～1500) 氮化硅，形成側墻；