[發(fā)明專利]RFLDMOS器件中自對準(zhǔn)低電阻柵極的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010504064.7
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN102543695A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張帥;遇寒;孫勤;王海軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種RFLDMOS器件中自對準(zhǔn)低電阻柵極的制備方法。

背景技術(shù)

隨著無線通信應(yīng)用需求的迅速增長，RF?LDMOS功率器件變得越來越重要。RF?LDMOS功率器件不但具有良好的電學(xué)特性，而且可以與現(xiàn)有CMOS集成電路工藝完全兼容，易于實現(xiàn)大規(guī)模射頻(RF)集成電路。但由于傳統(tǒng)RF?LDMOS器件多采用重?fù)诫s的傳統(tǒng)多晶硅柵電阻，其電阻率約40～100歐姆/cm，這在一定程度上限制了RF?LDMOS器件在高速高頻方面的應(yīng)用。

柵的電阻增加在寬的器件驅(qū)動大的互連線能力中引起顯著的延遲。柵電阻隨器件尺寸的減小而增加，這是因為柵的長度變得越來越短，并且由于邊緣效應(yīng)，也就是說窄的柵線條比寬的柵線條的方塊電阻高。多晶硅柵的第二個問題是即使它們重?fù)诫s，在與氧化層之間有不可忽略的柵電壓降。隨著電壓的積累和柵氧厚度的減小，柵損失的部分電壓變得越來越重要，這種現(xiàn)象稱為“多晶硅耗盡”。第三個考慮的是在器件制造中，摻雜劑從柵向溝道的擴(kuò)散。對厚的柵氧，摻雜劑從柵向溝道的擴(kuò)散被有效的抑止了。隨著柵氧變得越來越薄，避免摻雜劑通過柵氧向溝道的擴(kuò)散已經(jīng)成為重要的工藝約束條件，它最終會影響器件的性能。

為了降低電阻率，常用的方法是使多晶硅形成金屬硅化物，常用的為WSi。但是典型的WSi的電阻率為5～20歐姆/cm，雖然有所降低，但還是無法滿足高速或高頻的需求。因此通常對于此類器件不采用WSi，而是用金屬柵器件的特殊材料。金屬柵具有非常小的電阻和最小的RC時間常數(shù)，目前可行的材料包括鉭(Tantalum)、鎢、氮化鉭(Tantalum?Nitride)，或是氮化鈦(Titalium?Nitride)。但由于金屬柵制作工藝復(fù)雜，其產(chǎn)量受到極大限制。因此絕大多數(shù)工廠多晶硅電阻受到工藝成本的限制都不能做到很小的水平，因此基于硅的高速高頻器件很難大規(guī)模量產(chǎn)。

傳統(tǒng)的金屬柵(氮化鈦，Titalium?Nitride)制備工藝流程為：先沉積多晶硅；接著刻蝕多晶硅形成柵極；而后側(cè)墻形成；緊接著是自對準(zhǔn)源漏區(qū)注入；之后光刻用掩膜版定義需要形成低電阻的區(qū)域；最后淀積金屬鈦，經(jīng)過兩次退火形成低電阻的金屬柵。在上述傳統(tǒng)的制備方法中，形成低電阻的區(qū)域是通過光刻工藝定義出來的，存在套刻對準(zhǔn)的偏差，因此限制了器件尺寸的縮小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種RFLDMOS器件中自對準(zhǔn)低電阻柵極的制備方法，其能采用自對準(zhǔn)的方法制備出低電阻的柵極。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的RFLDMOS器件中自對準(zhǔn)低電阻柵極的制備方法，在襯底上形成的多晶硅柵極后，包括如下步驟：

步驟一，在襯底上淀積介質(zhì)層；

步驟二，在所述介質(zhì)層上淀積有機填充材料，所述有機填充材料為抗反射材料或光刻膠；

步驟三，刻蝕去除所述多晶硅柵極上面的介質(zhì)層及有機填充材料，并在所述柵極兩側(cè)形成側(cè)墻；

步驟四，去除在源區(qū)和漏區(qū)上的有機填充材料、介質(zhì)層和柵氧，然后淀積與所述硅形成合金的金屬；

步驟五，經(jīng)過退火處理在所述多晶硅柵極、源區(qū)和漏區(qū)上形成硅合金。

本發(fā)明的制備方法中，利用柵極本身高度形成的臺階，通過沉積介質(zhì)層，形成了器件的側(cè)墻，同時柵極的高度差仍然存在；隨后淀積具有流動性的有機填充材料，形成了在源漏區(qū)較厚的淀積厚度和在較高的多晶硅柵區(qū)淀積形成較薄的厚度；然后利用刻蝕工藝，去除多晶硅柵區(qū)的有機填充材料和介質(zhì)層，而在源漏區(qū)遺留部分有機填充材料和介質(zhì)層；隨后將源區(qū)和漏區(qū)上的有機填充材料、介質(zhì)層和柵氧去除以露出硅表面，剩下的介質(zhì)層作為金屬淀積的阻擋層，隨后淀積金屬，經(jīng)過退火處理，在多晶硅柵極、源區(qū)和漏區(qū)上形成低電阻的硅合金。本發(fā)明的制備方法將低電阻柵和側(cè)墻工藝同時集成，提高了器件的高頻特性，減少了器件尺寸對工藝的依存性，同時簡化了工藝流程，降低工藝成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為本發(fā)明的制備方法示意圖；

圖2為本發(fā)明的制備方法中柵極形成后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的制備方法中淀積氧化層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的制備方法中淀積有機填充材料后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的制備方法中去除柵極上的氧化層和有機填充材料后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的制備方法中在柵極上形成硅合金后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式