[發明專利]RFLDMOS工藝中穩定柵極形貌的工藝方法

有效

• 申請號: 201610064060.9
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105529258B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 蔡瑩
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/423
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

本發明提供了一種RFLDMOS工藝中穩定柵極形貌的工藝方法，包括如下步驟：1)在P型輕摻雜外延層上生長一層柵氧化硅形成柵氧層；2)在柵氧層上淀積一層多晶硅形成多晶硅柵；3)先通過一次光刻，定義出器件柵極的源端和漏端的其中一端，進行第一次刻蝕，去除光刻膠，形成柵極的一半；4)再進行第二次光刻，定義出器件柵極的另一端，再進行第二次刻蝕，去除光刻膠。本發明采用兩步刻蝕的方法形成柵極，于現有技術的通過一步刻蝕形成柵極的方法相比，降低了單次刻蝕的清除率(clear ratio),對刻蝕來講能夠更穩定的控制柵極的形貌，從而達到穩定閾值電壓的目的。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路工藝制造領域，特別涉及一種RFLDMOS中的柵極的制造方法。

背景技術

用于基站等的大功率射頻器件RFLDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)包括如下結構：源極13、漏極14、柵極15、溝道16和基極、及法拉第屏蔽環17，詳細結構見圖1。器件位于在重摻雜基板11的生長的外延層12中，漏端14有一個較長的漂移區以得到所需的擊穿電壓，法拉第屏蔽環17由在漏端14加一層薄介質和金屬板組成。溝道16由自對準柵極15源端邊緣的P型離子注入，并通過長時間高溫推進形成，其引出端在源的同一側，器件的源和溝道要連接到重摻雜的基板上。溝道16的長短濃淡就決定了器件的閾值電壓的高低。

對于RFLDMOS器件來說，由于溝道16是通過自對準柵極15源端邊緣注入形成，柵極15源端的形貌就大大影響了注入離子的多少，也就影響了器件的閾值電壓，柵極15形貌的穩定性對器件閾值電壓的穩定性有著至關重要的作用。

而RFLDMOS器件的柵極的清除率(clear ratio)非常大，而且多晶硅柵極是一步法刻蝕出來的，對于刻蝕來講，柵極的形貌就非常難穩定，存在wafer to wafer和center toedge的差異性，從而導致了閾值電壓也存在wafer to wafer和center to edge的差異。

因此，如何在RFLDMOS制備中，穩定柵極的形貌，便成為本領域一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種RFLDMOS工藝中穩定柵極形貌的工藝方法，以解決在RFLDMOS的制備工藝中，柵極形貌不穩定而導致RFLDMOS的閾值電壓不穩定的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種RFLDMOS工藝中穩定柵極形貌的工藝方法，其包括步驟：

1)在P型輕摻雜外延上生長一層柵氧化硅形成柵氧層。

2)在柵氧層上淀積一層多晶硅形成多晶硅柵。

3)先通過一次光刻，定義出器件柵極的源端和漏端的其中一端，進行第一次刻蝕，去除光刻膠，形成柵極的一半。

4)再進行第二次光刻，定義出器件柵極的另一端，再進行第二次刻蝕，去除光刻膠。

這樣就通過兩步刻蝕形成了完整的柵極，而單次刻蝕時的清除率(clear ratio)也得到了降低，有利于柵極形貌的穩定，進而提高了器件的閾值電壓的穩定。

優選地，該柵氧層的厚度可以根據器件需要進行調整，其形狀也可以通過光刻刻蝕進行改變。

優選地，該多晶硅柵的厚度為0.25～0.35μm，其可以根據器件的需要進行調整。進一步優選地，該多晶硅柵的厚度為0.3μm。

優選地，對于漏端有厚柵氧而源端有薄柵氧的器件：

其在步驟1)中，形成柵氧層后，對該柵氧層進行刻蝕，使源端部分的柵氧層的厚度降低形成薄柵氧；在刻蝕時，在源端保留一厚柵氧區，該厚柵氧區的柵氧不予刻蝕，其厚度保持不變。