[發明專利]射頻LDMOS器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201010154881.4
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN102237406A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 張帥;王海軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L23/532;H01L23/373;H01L21/336;H01L21/768
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 劉昌榮

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法。

背景技術

射頻LDMOS是一種應用于通訊領域的功率器件。該器件因為需要通大電流，在設計時需要考慮散熱及降低電阻的要求。請參閱圖1，這是現有的射頻LDMOS器件的簡單示意圖。硅襯底10上具有外延層11，外延層11中具有摻雜載流子通路13。外延層11就是淀積的單晶硅。摻雜載流子通路13就是具有摻雜的單晶硅，其中所摻雜的雜質作為載流子。外延層11之上具有柵氧化層14及其上方的柵極15。外延層11中具有阱20，阱20在柵極15的下方。外延層11之上且在柵極15的兩側分別是源極181和漏極182。摻雜載流子通路13中具有重摻雜源區171，源極181在摻雜載流子通路13和源區171的上方。外延層11中還具有重摻雜漏區172，漏極182在漏區172的上方。柵極15和漏極182之間區域的外延層11中還具有漂移區16。

由于射頻LDMOS器件需要進行高壓應用，因此需要較厚的外延層。現有的射頻LDMOS器件的外延層11和摻雜載流子通路13是通過多次外延生長、多次高摻雜的離子注入和多次高溫熱退火工藝形成的。請參閱圖2a，這是在硅襯底10上第一次生長外延層11a，然后第一次進行高摻雜的離子注入形成離子注入區12a。請參閱圖2b，這是將圖2a所示硅片經過高溫熱退火工藝后，第一次離子注入區12a變為第一部分的摻雜載流子通路13a。如此重復地進行外延生長、離子注入、高溫熱退火工藝，直至總的外延層厚度達到要求。

由于采用多次外延生長、離子注入和高溫熱退火的工藝，使得現有的射頻LDMOS的制造工藝較為復雜。為了使結深達到較深的要求，需要進行高劑量、高能量的離子注入，這對于離子注入機臺的要求很高，并且離子注入的工藝時間也很長。對于n型或p型的LDMOS而言，摻雜載流子通路13中的載流子類型不同，還需要分別進行離子注入。此外，所摻雜的離子經過多次高溫熱退火工藝后，會出現較為嚴重的橫向擴散，導致了射頻LDMOS器件的橫向尺寸較大，從而增加了器件面積，限制了器件頻率和功率的提升。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種小面積、高頻率、高功率的射頻LDMOS器件。為此，本發明還要提供所述射頻LDMOS器件的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明射頻LDMOS器件為：硅襯底10上具有外延層11，外延層11中具有低阻通道22；所述低阻通道22或者是有摻雜的多晶硅，或者是金屬；

外延層11之上具有柵氧化層14及其上方的柵極15；

外延層11中具有阱20，阱20在柵極15的下方；

外延層11之上且在柵極15的兩側分別是源極181和漏極182；

外延層11和低阻通道22中具有重摻雜源區171，源極181在低阻通道22和源區171的上方；

外延層11中還具有重摻雜漏區172，漏極182在漏區172的上方；

柵極15和漏極182之間區域的外延層11中還具有漂移區16。

本發明射頻LDMOS器件的制造方法包括如下步驟：

第1步，在硅襯底10上生長一層外延層11；

第2步，在外延層11之上淀積一層氧化硅；

第3步，采用光刻工藝暴露出低阻通道的刻蝕窗口；

第4步，采用刻蝕工藝對刻蝕窗口中的氧化硅、外延層11進行刻蝕，直至刻蝕掉部分的硅襯底10才停止刻蝕，此時在硅片上形成一個溝槽；

第5步，在硅片表面淀積一層有摻雜的多晶硅或金屬，至少將第4步形成的溝槽填充滿；

第6步，對硅片表面進行干法反刻工藝或化學機械研磨工藝，將硅片表面所淀積的多晶硅或金屬研磨至與氧化硅表面齊平，此時僅有第4步形成的溝槽處具有多晶硅或金屬，即為低阻通道22；

第7步，去除硅片表面的氧化硅；

第8步，在硅片表面熱氧化生長或淀積一層氧化硅，再淀積一層多晶硅，刻蝕該多晶硅和氧化硅形成柵氧化層14和多晶硅柵極15；

第9步，在多晶硅柵極15一側下方的外延層11進行輕摻雜離子注入，形成漂移區16；

第10步，在多晶硅柵極15另一側下方的外延層11進行重摻雜離子注入，形成源區171；同時在漂移區16外側的外延層11中進行重摻雜離子注入，形成漏區172；

第11步，在硅片表面淀積一層多晶硅，刻蝕后形成源極181和漏極182；其中源極181在低阻通道22和源區171的上方，漏極182在漏區172的上方。