[發(fā)明專利]射頻LDMOS器件及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310659228.7
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104701371B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 錢文生
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種射頻LDMOS器件，其特征在于，包括：

第一導電類型重摻雜的硅襯底；

第一導電類型摻雜的硅外延層，所述硅外延層由依次形成于所述硅襯底表面的第一硅外延層、第二硅外延層和第三硅外延層疊加而成；

漂移區(qū)，由形成于所述第三硅外延層的選定區(qū)域中的第二導電類型離子注入?yún)^(qū)組成，所述漂移區(qū)的頂部表面和所述第三硅外延層的頂部表面相平、所述漂移區(qū)的深度小于所述第三硅外延層的厚度；

溝道區(qū)，由形成于所述第三硅外延層的選定區(qū)域中的第一導電類型離子注入?yún)^(qū)組成，所述溝道區(qū)和所述漂移區(qū)在橫向上相鄰接，所述溝道區(qū)的頂部表面和所述第三硅外延層的頂部表面相平、所述溝道區(qū)的深度小于等于所述漂移區(qū)的深度；

多晶硅柵，形成于所述溝道區(qū)上方，所述多晶硅柵和所述第三硅外延層間隔離有柵介質(zhì)層，所述多晶硅柵覆蓋部分所述溝道區(qū)并延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述多晶硅柵覆蓋的所述溝道區(qū)表面用于形成溝道；

源區(qū)，由形成于所述溝道區(qū)中的第二導電類型重摻雜區(qū)組成，所述源區(qū)和所述多晶硅柵的第一側(cè)自對準；

漏區(qū)，由形成于所述漂移區(qū)中的第二導電類型重摻雜區(qū)組成，所述漏區(qū)和所述多晶硅柵的第二側(cè)相隔一橫向距離；

法拉第屏蔽層，所述法拉第屏蔽層覆蓋所述多晶硅柵的第二側(cè)的側(cè)面和頂面且所述法拉第屏蔽層的第二側(cè)延伸到所述漂移區(qū)上方；所述法拉第屏蔽層和所述多晶硅柵之間以及所述法拉第屏蔽層和所述漂移區(qū)之間都隔離有屏蔽介質(zhì)層；

深接觸孔，由填充于深槽中的金屬組成，所述深槽穿過所述源區(qū)、所述溝道區(qū)和所述第三硅外延層并進入到所述硅襯底中，所述深接觸孔將所述源區(qū)、所述溝道區(qū)、所述第三硅外延層和所述硅襯底電連接；

所述第二硅外延層的摻雜濃度大于所述第一硅外延層的摻雜濃度,所述第二硅外延層的摻雜濃度大于所述第三硅外延層的摻雜濃度；

所述溝道區(qū)和所述漂移區(qū)都位于所述第三硅外延層中，通過調(diào)節(jié)所述第三硅外延層的摻雜濃度調(diào)節(jié)射頻LDMOS器件的導通電阻以及漏端結(jié)擊穿電壓，所述漏端結(jié)擊穿電壓為靠近所述漏區(qū)的所述漂移區(qū)和所述硅外延層之間PN結(jié)的擊穿電壓；所述第三硅外延層的摻雜濃度越低、所述射頻LDMOS器件的導通電阻越低、所述漏端結(jié)擊穿電壓越高；

所述第二硅外延層位于所述溝道區(qū)以及所述漂移區(qū)下方，所述第二硅外延層形成一體內(nèi)RESURF結(jié)構(gòu)并用于降低所述漂移區(qū)的表面電場、減少熱載流子效應、提高所述射頻LDMOS器件的可靠性，所述第二硅外延層和所述法拉第屏蔽層構(gòu)成雙RESURF結(jié)構(gòu)；所述第二硅外延層的厚度越薄越好；在保證所述第二硅外延層的摻雜雜質(zhì)不對所述第三硅外延層的摻雜產(chǎn)生影響從而不增加所述射頻LDMOS器件的導通電阻和降低所述漏端結(jié)擊穿電壓的前提下，所述第二硅外延層的摻雜濃度越高、所述第三硅外延層的厚度越薄，所述漂移區(qū)的表面電場越低、所述射頻LDMOS器件的可靠性越高；

所述第一硅外延層用于為所述漂移區(qū)的耗盡區(qū)在跨越所述第二硅外延層后提供進一步的展開空間，使所述漏端結(jié)擊穿電壓維持或提高；

所述第二硅外延層的摻雜濃度為所述第三硅外延層的摻雜濃度的2倍～10倍；

所述第三硅外延層的厚度為1微米～2微米。

2.如權(quán)利要求1所述射頻LDMOS器件，其特征在于：所述第一硅外延層和所述第三硅外延層都采用外延在位摻雜；所述第二硅外延層采用外延在位摻雜，或者所述第二硅外延層采用外延后離子注入摻雜。

3.如權(quán)利要求2所述射頻LDMOS器件，其特征在于：當所述第二硅外延層采用外延后離子注入摻雜且所述第一導電類型為P型時，所述第二硅外延層的離子注入摻雜的雜質(zhì)為銦；當所述第二硅外延層采用外延后離子注入摻雜且所述第一導電類型為N型時，所述第二硅外延層的離子注入摻雜的雜質(zhì)為銻。

4.如權(quán)利要求1所述射頻LDMOS器件，其特征在于：所述射頻LDMOS器件為N型器件，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型；或者，所述射頻LDMOS器件為P型器件，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。