一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法
【专利摘要】一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法，包括：在完成刻蚀栅氧化层之后的第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层，其中，所述第一区域沟道和所述第三区域沟道形成于外延层上；通过对所述第一区域和所述第三区域注入符合第一剂量的第一离子，以形成源区和漏区；往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，使得在形成所述源区和漏区过程中对所述热氧化层造成的损伤得到修复。
【专利说明】一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请属于半导体器件制造领域，具体涉及一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法。
【背景技术】
[0002]RFLDM0S,即高频水平双扩散结构半导体，其不但具有良好的电学特性，而且可以与现有CMOS集成电路工艺完全兼容，易于实现大规模射频集成电路。目前，RFLDM0S被广泛应用于手机基站、广播电视和雷达等领域。
[0003]在制造RFLDM0S的过程中，传统工艺利用低压化学气相沉积方法来制作沟道区域内外延层表面的第一氧化层，使得所述第一氧化层厚度较厚，通常为1500A左右，进而使场板和多晶硅层之间的横向距离以及场板与有源区的纵向距离较大，导致半导体器件耐压性和频率特性较差。现有技术，可以通过热氧化工艺形成所述第一氧化层，即生成热氧化层代替传统工艺的第一氧化层，从而使氧化层的厚度降到150A左右。
[0004]本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现现有技术中存在如下技术问题:
[0005]现有技术中，由于源区和漏区的注入，使得半导体器件存在注入损伤的技术问题；
[0006]进而，由于存在注入损伤，氧化层上原子分布杂乱、质地疏松，甚至会出现空洞，使得在接下来沉积金属的过程中，所述氧化层不能阻止金属和多晶硅发生反应，这样，源区或者多晶硅层内壁会留有金属硅化物，使得半导体器件在工作中存在短路的技术问题，从而导致器件失效。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法，用于解决现有技术中由于源区和漏区的注入，半导体器件会存在注入损伤的技术问题，实现了修复注入损伤，使半导体器件能够正常工作的技术效果。
[0008]一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法，包括:
[0009]在完成刻蚀栅氧化层之后的第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层，其中，所述第一区域沟道和所述第三区域沟道形成于外延层上；
[0010]通过对所述第一区域和所述第三区域注入符合第一剂量的第一离子，以形成源区和漏区；
[0011]往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，使得在形成所述源区和漏区过程中对所述热氧化层造成的损伤得到修复。
[0012]进一步的，在所述在第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层之前，所述方法还包括:[0013]在多晶硅层表面生成第一阻挡层，其中，所述多晶硅层覆盖于由所述第一区域、第二区域和所述第三区域构成的所述外延层上；
[0014]对所述第一区域和所述第三区域中的所述多晶硅层和所述第一阻挡层进行刻蚀，形成对应所述第一区域中的所述第一区域沟道和对应所述第三区域中的所述第三区域沟道，使得所述第二区域对应的所述多晶硅层和所述第一阻挡层得以保留；
[0015]对所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的所述栅氧化层进行刻蚀。
[0016]进一步的，在所述往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体之后，所述方法还包括:
[0017]对所述第二区域中的所述第一阻挡层进行刻蚀；
[0018]在所述第二区域中的所述多晶硅层表面沉积第一金属；
[0019]对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第二预设条件的第二退火处理，以形成金属娃化物；
[0020]清除所述多晶硅层表面未反应的所述第一金属。
[0021]进一步的，在所述清除所述多晶硅层表面未反应的所述第一金属之后，所述方法还包括:
[0022]对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第三预设条件的第三退火处理；
[0023]在所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的热氧化层表面以及所述第二区域中的所述金属硅化物表面生成第二阻挡层；
[0024]在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，以形成场板层。
[0025]进一步的，在所述在多晶硅层表面生成第一阻挡层之前，所述方法还包括:
[0026]在所述外延层表面生长所述栅氧化层；
[0027]在所述栅氧化层表面沉积所述多晶硅层。
[0028]进一步的，在所述对所述第一区域和所述第三区域中的所述多晶硅层和所述第一阻挡层进行刻蚀之后，所述方法还包括:
[0029]通过对所述第一区域注入符合第二剂量的第二离子，以形成阱；
[0030]对所述半导体器件进行推阱处理，以使所述阱达到预设结深。
[0031]进一步的，所述第一预设条件具体为:1个大气压下，通入速度为2~10升/分钟，通入时间为30-60分钟。
[0032]进一步的，所述混合气体为气体体积比为1:1的氢气和氧气的混合物。
[0033]进一步的，所述第一金属具体为钛或钴或镍。
[0034]进一步的，所述进行符合第二预设条件的第二退火处理，具体包括:
[0035]将所述加工炉升温到第一温度值，并使其在第一预设时间内保持所述第一温度值；
[0036]在第二预设时间内将所述加工炉的温度从所述第一温度值降到第二温度值。
[0037]进一步的，所述进行符合第三预设条件的第三退火处理，具体包括:
[0038]将所述加工炉升温到第三温度值，并使其在第三预设时间内保持所述第三温度值；
[0039]在第四预设时间内将所述加工炉的温度从所述第三温度值降到第四温度值。[0040]进一步的，所述在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，以形成场板，具体包括:
[0041]在所述第二阻挡层表面沉积第二金属；
[0042]对所述第二金属进行光刻，以形成场板。
[0043]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0044]本发明实施例中，通过往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，解决了现有技术中，由于源区和漏区的注入，使得半导体器件存在注入损伤的技术问题，实现了修复氧化层上原子分布杂乱、质地疏松以及空洞的技术效果；
[0045]进而，由于修复了注入损伤，所述氧化层能够阻止金属和多晶硅发生反应，解决了源区或者多晶硅层内壁会留有金属硅化物，使得半导体器件在工作中存在短路的技术问题，从而器件可以正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1为本发明一实施例中制作RFLDM0S的流程图；
[0047]图2为本发明一实施例中形成栅氧化层之后的半导体器件半成品的结构图；
[0048]图3为本发明一实施例中形成多晶硅层之后的半导体器件半成品的结构图；
[0049]图4为本发明一实施例中形成第一阻挡层之后的半导体器件半成品的结构图；
[0050]图5为本发明一实施例中形成第一区域沟道和第三区域沟道之后的半导体器件半成品的结构图；
[0051]图6为本发明一实施例中形成阱之后的半导体器件半成品的结构图；
[0052]图7为本发明一实施例中对栅氧化层刻蚀之后的半导体器件半成品的结构图；
[0053]图8为本发明一实施例中形成热氧化层之后的半导体器件半成品的结构图；
[0054]图9为本发明一实施例中形成源区和漏区之后的半导体器件半成品的结构图；
[0055]图10为本发明一实施例中对第一阻挡层刻蚀之后的半导体器件半成品的结构图；
[0056]图11为本发明一实施例中沉积第一金属之后的半导体器件半成品的结构图；
[0057]图12为本发明一实施例中形成第二阻挡层之后的半导体器件半成品的结构图；
[0058]图13为本发明一实施例中高频水平双扩散结构半导体器件的结构图。
【具体实施方式】
[0059]本发明实施例提供一种高频水平双扩散结构半导体器件及其制造方法，用于解决现有技术中由于由于源区和漏区的注入，使得半导体器件存在注入损伤的技术问题，实现了修复注入损伤，使半导体器件能够正常工作的技术效果。
[0060]本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下:
[0061 ] 通过在完成刻蚀栅氧化层之后的第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层，其中，所述第一区域沟道和所述第三区域沟道形成于外延层上；通过对所述第一区域和所述第三区域注入符合第一剂量的第一离子，以形成源区和漏区；往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，使得在形成所述源区和漏区过程中对所述热氧化层造成的损伤得到修复。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0062]本发明一实施例中提供了一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法，所述方法包括如图1所示的制作流程，具体为:
[0063]SlOl:在外延层表面生长所述栅氧化层，具体结构如图2所示。
[0064]S102:在所述栅氧化层表面沉积所述多晶硅层，其中，所述多晶硅层覆盖于由第一区域、第二区域和第三区域构成的外延层上。经过步骤S102得到如图3所示的半导体器件半成品。
[0065]在完成步骤S102之后，进入步骤S103:在多晶硅层表面生成第一阻挡层，得到如图4所述的半导体器件半成品。
[0066]在具体实施例中，所述第一阻挡层为氮化硅，其作用是使多晶硅层与其他介质层隔离，起到遮蔽作用。[0067]在完成步骤S103之后，进入步骤S104:对所述第一区域和第三区域中的所述多晶硅层和所述第一阻挡层进行刻蚀，形成对应所述第一区域中的第一区域沟道和对应所述第三区域中的第三区域沟道，使得所述第二区域对应的所述多晶硅层和所述第一阻挡层得以保留。经过步骤S104得到如图5所示的半导体器件半成品。其中，所述刻蚀范围依照生产要求进行设定。
[0068]在完成步骤S104之后，进入步骤S105:通过对所述第一区域注入符合第二剂量的第二离子，以形成阱，并对所述半导体器件进行推阱处理，以使所述阱达到预设结深。经过步骤S105得到如图6所示的半导体器件半成品。
[0069]在具体实施例中，第二离子可以为硼离子，其注入的第一剂量依照实际情况而定，可以在1E13~1E15之间进行选择。
[0070]在完成步骤S105之后，进入步骤S106:对所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的栅氧化层进行刻蚀，得到如图7所示的半导体器件半成品。
[0071]在完成步骤S106之后，进入步骤S107:在所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内生长热氧化层，得到如图8所示的半导体器件半成品。
[0072]在具体实施例中，将半导体器件置于高温下，通过使多晶硅表面一薄层的硅转变为二氧化硅，以形成热氧化层，所述热氧化层的厚度在150-300Α之间。该过程中的热氧化工艺有干氧氧化法、水汽氧化法及湿氧氧化法等方法。通常还采用干氧-湿氧-干氧交替氧化法，其工艺条件为在1000°C~1200°C的高温下，总氧化时间大于30分钟。
[0073]在完成步骤S107之后，进入步骤S108:通过对所述第一区域和所述第三区域注入符合第一剂量的第一离子，以形成源区和漏区，得到如图9所示的半导体器件半成品。
[0074]在具体实施例中，第一离子为砷离子，第一剂量依照具体情况进行选择，通常1E15以上。
[0075]在完成步骤S108之后，进入步骤S109:往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，使得在形成所述源区和漏区过程中对所述热氧化层造成的损伤得到修复。
[0076]在具体实施例中，在I个大气压下，加工炉的温度可以在800°C~1000°C之间进行选择，通常采用900°C。向加工炉通入的混合气体为体积为1:1的氧气和氮气，通入速度为2~10升/分钟，通入时间为30-60分钟。
[0077]通过上述步骤解决了现有技术中，由于源区和漏区的注入，使得半导体器件存在注入损伤的技术问题，实现了修复氧化层上原子分布杂乱、质地疏松以及空洞的技术效果。
[0078]在完成步骤S109之后，进入步骤SllO:对所述第二区域中的所述第一阻挡层进行刻蚀，得到如图10所示的半导体器件半成品。
[0079]在具体实施例中，利用磷酸去除所述第一阻挡层，其中，磷酸的浓度85%左右，温度在170°C左右。
[0080]在完成步骤SllO之后，进入步骤Slll:在所述第二区域中的所述多晶硅层表面沉积第一金属，得到如图11所示的半导体器件半成品。
[0081]在具体实施例中，第一金属为钛或钴或镍，沉积的厚度在30(T1000A之间。
[0082]在完成步骤Slll之后，进入步骤S112:对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第二预设条件的第二退火处理，以形成金属硅化物。
[0083]在具体实施例中，使置放有所述半导体器件的加工炉升温到700°C，并在第一预设时间内保持所述温度，其中，第一预设时间可以在10秒飞O秒之间选择。接着，将加工炉的温度在第四预设时间内从700°c降到200°C，其中，第二预设时间为I分钟，通过上述过程完成第二退火处理，在第二区域中多晶硅层表面形成了金属硅化物。
[0084]由于在步骤S109中进行第一退火处理以使氧化层的损伤进行修复，所述氧化层能够阻止金属和多晶硅发生反应，解决了源区或者多晶硅层内壁会留有金属硅化物，使得半导体器件在工作中存在短路的技术问题，从而器件可以正常工作。
`[0085]在完成步骤S112之后，进入步骤S113:清除所述多晶硅层表面未反应的所述第一金属。在具体实施例中，利用湿法刻蚀所述第一金属。
[0086]在完成步骤S113之后，进入步骤S114:对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第三预设条件的第三退火处理。
[0087]在具体实施例中，使置放有所述半导体器件的加工炉升温到900°C，并在第三预设时间内保持所述温度，其中，第三预设时间可以在10秒飞O秒之间选择。接着，将加工炉的温度在第四预设时间内从900°c降到200°C，其中，第四预设时间为I分钟，通过上述过程完成第三退火处理，使得金属硅化物的电阻变得更低，增强了半导体器件的耐压效果和频率特性。
[0088]在完成步骤S114之后，进入步骤S115:在所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的热氧化层表面以及所述第二区域中的所述金属硅化物表面生成第二阻挡层，得到如图12所示的半导体器件半成品。
[0089]在具体实施例中，利用LPTEOS的低压化学气相沉积方法生成所述第二阻挡层，低压气相沉积是在27-270Pa的反应压力下进行的化学气相淀积，它的特点是:膜的质量和均匀性好，产量高，成本低，易于实现自动化，一般工艺流程为:装片-进舟-对反应室抽真空-检查设备是否正常-充N2吹扫并升温-再抽真空-保持压力稳定后开始淀积-关闭所有工艺气体，重新抽真空-回冲N2到常压-出炉。在LPTEOS工艺中，温度为600°C、00°C，使用的气体为TE0S，也就是Si (OC2H5),气体流量为10-1000标准立方厘米/分钟。
[0090]S116:在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，以形成场板层，得到如图13所示的高频水平双扩散结构半导体器件。[0091]在具体实施例中，首先，在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，其中，第二金属可以为硅化钨，也可以为氮化钛，接着，对所述第二金属进行光刻，通过对其表面进行清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序，最终获得场板，如图13所示。
[0092]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0093]本发明实施例中，通过往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，解决了现有技术中，由于源区和漏区的注入，使得半导体器件存在注入损伤的技术问题，实现了修复氧化层上原子分布杂乱、质地疏松以及空洞的技术效果；
[0094]进而，由于修复了注入损伤，所述氧化层能够阻止金属和多晶硅发生反应，解决了源区或者多晶硅层内壁会留有金属硅化物，使得半导体器件在工作中存在短路的技术问题，从而器件可以正常工作。
[0095]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种高频水平双扩散结构半导体器件的制造方法，其特征在于，包括: 在完成刻蚀栅氧化层之后的第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层，其中，所述第一区域沟道和所述第三区域沟道形成于外延层上； 通过对所述第一区域和所述第三区域注入符合第一剂量的第一离子，以形成源区和漏区； 往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体，以对所述半导体器件进行第一退火处理，使得在形成所述源区和漏区过程中对所述热氧化层造成的损伤得到修复。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在第一区域沟道和第三区域沟道内生长热氧化层之前，所述方法还包括: 在多晶硅层表面生成第一阻挡层，其中，所述多晶硅层覆盖于由所述第一区域、第二区域和所述第三区域构成的所述外延层上； 对所述第一区域和所述第三区域中的所述多晶硅层和所述第一阻挡层进行刻蚀，形成对应所述第一区域中的所述第一区域沟道和对应所述第三区域中的所述第三区域沟道，使得所述第二区域对应的所述多晶硅层和所述第一阻挡层得以保留； 对所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的所述栅氧化层进行刻蚀。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述往置放有所述半导体器件的加工炉中通入符合第一预设条件的混合气体之后，所述方法还包括: 对所述第二区域中的所述第一阻挡层进行刻蚀；` 在所述第二区域中的所述多晶硅层表面沉积第一金属； 对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第二预设条件的第二退火处理，以形成金属硅化物； 清除所述多晶硅层表面未反应的所述第一金属。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述清除所述多晶硅层表面未反应的所述第一金属之后，所述方法还包括: 对置放于所述加工炉中的所述半导体器件进行符合第三预设条件的第三退火处理；在所述第一区域沟道和所述第三区域沟道内的热氧化层表面以及所述第二区域中的所述金属硅化物表面生成第二阻挡层； 在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，以形成场板层。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述在多晶硅层表面生成第一阻挡层之前，所述方法还包括: 在所述外延层表面生长所述栅氧化层； 在所述栅氧化层表面沉积所述多晶硅层。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述第一区域和所述第三区域中的所述多晶硅层和所述第一阻挡层进行刻蚀之后，所述方法还包括: 通过对所述第一区域注入符合第二剂量的第二离子，以形成阱； 对所述半导体器件进行推阱处理，以使所述阱达到预设结深。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件具体为:I个大气压下，通入速度为2~10升/分钟，通入时间为30~60分钟。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合气体为气体体积比为1:1的氢气和氧气的混合物。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一金属具体为钛或钴或镍。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行符合第二预设条件的第二退火处理，具体包括: 将所述加工炉升温到第一温度值，并使其在第一预设时间内保持所述第一温度值； 在第二预设时间内将所述加工炉的温度从所述第一温度值降到第二温度值。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述进行符合第三预设条件的第三退火处理，具体包括: 将所述加工炉升温到第三温度值，并使其在第三预设时间内保持所述第三温度值； 在第四预设时间内将所述加工炉的温度从所述第三温度值降到第四温度值。
12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述第二阻挡层表面沉积第二金属，以形成场板，具体包括: 在所述第二阻挡层表面沉积第二金属； 对所述第二 金属进行光刻，以形成场板。
【文档编号】H01L21/336GK103871883SQ201210550141
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】闻正锋, 马万里, 赵文魁 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司