射频ldmos器件的制造方法

文档序号:7262689阅读:354来源:国知局
射频ldmos器件的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种射频LDMOS器件的制造方法,在制作法拉第屏蔽层下方的氧化层时,使用热氧代替现有的淀积氧化层来作为法拉第环下面的氧化层,同时采用高掺杂的多晶硅作为漏极,可以增加漏极长度,提高器件的击穿电压和表面特性。
【专利说明】射频LDMOS器件的制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造领域,特别是指一种射频LDMOS器件的制造方法。

【背景技术】
[0002] N型射频横向双扩散场效应晶体管(LDMOS!LaterallyDiffusedMetalOxide Semiconductor),由多个栅极并联形成阵列以得到大电流,具有非常高的输出功率。由于总 栅宽很大,大于30晕米,可达200晕米,总输出电流路大于20安培,做好器件的击穿电压和 热载流子注入效应(HCI)具有很大的挑战,现有的射频LDMOS器件的制造过程中,法拉第环 下面的氧化层厚度和质量以及漏极轻掺杂去的长度共同决定了射频LDMOS器件的击穿电 压和热载流子效应。目前的工艺中,常常由于不够强壮的法拉第环,导致器件的击穿电压不 够稳定,同时在漏端靠近栅极区域的电场强度非常高,热载流子注入效应很强,影响器件的 使用寿命。


【发明内容】

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种射频LDMOS器件的制造方法。
[0004] 为解决上述问题,本发明所述的射频LDMOS器件的制造方法,包含如下工艺步骤:
[0005] 第1步,在衬底上生长外延,生长牺牲氧化层,用光刻胶定义进行P型深阱注入;
[0006] 第2步,去除光刻胶,进行N型LDD注入;再去除牺牲氧化层,进行热场氧生长,光 刻定义有源区;
[0007] 第3步,热氧生长栅氧,光刻定义打开漏极区;
[0008] 第4步,器件表面淀积多晶硅并离子掺杂注入,快速热退火;再淀积钴,快速热退 火形成钴硅化物,去除多余的钴;
[0009] 第5步,光刻胶定义栅极及漏极区,形成栅极及漏极,去除光刻胶;
[0010] 第6步,光刻胶定义沟道区,进行离子注入形成沟道,去胶后炉管推进;再用光刻 胶定义源极区,进行源极离子注入,去胶后热退火激活;
[0011] 第7步,淀积氧化层作为金属硅化物阻挡层,光刻胶定义出金属硅化物区域,淀积 钛,形成源极金属硅化物;
[0012] 第8步,淀积法拉第隔离氧化层,淀积金属钨,光刻及刻蚀制作法拉第环;
[0013] 第9步,淀积氧化层及硼磷硅玻璃介质层,刻蚀形成接触孔,淀积形成钨塞;
[0014] 第10步,形成第一金属层,淀积氧化层形成层间介质,再淀积形成第二金属层;淀 积氧化层及氮化硅层,形成钝化层。
[0015] 进一步地,所述第1步中,衬底采用P型的高掺杂衬底,掺杂浓度为Ixio19? 1x102°CM_3 ;生长P型外延,掺杂浓度为8xl014?I. 2xl015CM_3 ;牺牲氧化层的厚度为150A。
[0016] 进一步地,所述第2步中,N型LDD注入的注入浓度为2xl012?3xl015CM_3,注入能 量为150?200KeV;热场氧厚度为800?1000A。
[0017] 进一步地,所述第3步中,栅氧厚度为230?28〇A。
[0018] 进一步地,所述第4步中,淀积的多晶硅厚度为2500?3500A;掺杂注入为N型,注 入浓度为8xl015?1x1016CM_3,注入能量为50KeV,1015°C高温推进激活10秒;淀积的钴的 厚度为700A。
[0019] 进一步地,所述第6步中,沟道区的P型离子注入杂质为硼,注入剂量为6xl013? 8xl013CM_2,注入能量为150?200KeV,去胶后的炉管推进温度为850°C60分钟;源极的注 入剂量为2xl015?3xl015CM_2,注入能量为60KeV,去胶后1015°C快速热退火30秒。
[0020] 进一步地,所述第7步中,淀积氧化层厚度为200A;淀积金属钛厚度为500A。
[0021] 进一步地,所述第8步中,淀积法拉第隔离氧化层的厚度为300?500A;淀积金属 钨的厚度为1000A。
[0022] 进一步地,所述第9步中,淀积氧化层的厚度为1000?1500A;淀积的硼磷硅玻璃介 质层厚度为14000?15000A;淀积钨塞厚度为8000A。
[0023] 进一步地,所述第10步中,第一金属层的厚度为10000A;淀积的氧化层层间介质 厚度为30000A:再淀积12000A的金属钨,化学机械研磨至氧化层,再淀积3微米的金属铝, 光刻及刻蚀形成第二金属层;淀积8000A的氧化层及7000A的氮化硅层形成钝化层。
[0024] 本发明所述的射频LDMOS器件的制造方法,采用热氧的方法先形成一层氧化层作 为法拉第环的隔离介质层,同时采用高掺杂的多晶硅代替N型源漏注入来形成源极和漏极 引出,改善器件电场分布,提高单位面积的器件击穿特性,提高芯片的功率密度,同时改善 热电子注入效应,形成的器件性能稳定,工艺流程简单易于实施。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1?10是本发明射频LDMOS器件的制造方法步骤图;
[0026] 图11是本发明工艺步骤流程图。
[0027] 附图标记说明
[0028] 1是栅极,2是P型沟道掺杂,3是P型阱,4是N型源极区,5是N型轻掺杂区,6是 场氧化层,7是金属硅化物,8是钨法拉第环,9是栅氧化层,10是漏极掺杂多晶硅,11是接触 孔,12是第一层金属,13是通孔,14是第二层金属,15是P型外延,16是P型重掺杂衬底,17 是多晶娃钴娃化物。

【具体实施方式】
[0029] 本发明所述的射频LDMOS器件的制造方法结合【专利附图】
附图
【附图说明】如下:
[0030] 所述的制造方法包含如下工艺步骤:
[0031] 第1步,如图1所示,在衬底16上生长外延15,衬底16采用P型的高掺杂衬底,掺 杂浓度为Ixio19?1x102°CM_3 ;生长P型外延,掺杂浓度为8xl014?I. 2xl015CM_3。再生长厚 度为150A的牺牲氧化层,用光刻胶定义进行P型深阱3注入。
[0032] 第2步,如图2所示,去除光刻胶,进行N型LDD注入5;N型LDD注入的注入浓度 为2xl012?3xl015CM_3,注入能量为150?200KeV。再去除牺牲氧化层,进行热场氧生6长, 热场氧6的厚度为800?1000A,光刻定义有源区。
[0033] 第3步,热氧生长栅氧9,栅氧厚度为230?280A,再光刻定义打开漏极区,如图3 所示。
[0034] 第4步,器件表面淀积厚度为2500?3500A的多晶硅,并进行N型离子掺杂注入, 注入浓度为8xl015?1x1016CM_3,注入能量为50KeV;快速热退火,1015°C高温推进激活10 秒;再淀积厚度为700A的钴,快速热退火形成钴硅化物17,去除多余的钴,如图4所示。
[0035] 第5步,光刻胶定义栅极及漏极区,形成栅极1及漏极10,去除光刻胶,如图5所 /Jn〇
[0036] 第6步,光刻胶定义沟道区,进行离子注入形成沟道2,沟道区的P型离子注入杂 质为硼,注入剂量为6xl013?8X1013CM_2,注入能量为150?200KeV;去胶后炉管推进,推 进温度为850°C60分钟;再用光刻胶定义源极区4,进行源极离子注入,源极的注入剂量为 2xl015?3xl015CM_2,注入能量为60KeV;去胶后热退火激活,1015°C快速热退火30秒,如图 6所示。
[0037] 第7步,淀积厚度为200A的氧化层作为金属硅化物阻挡层,光刻胶定义出金属硅 化物区域,淀积厚度为500A的金属钛,形成源极金属硅化物7,如图7所示。
[0038] 第8步,淀积厚度为300?500A的法拉第隔离氧化层,淀积厚度为1000A的金属 钨,光刻及刻蚀制作法拉第环,如图8所示。
[0039] 第9步,淀积厚度为1000?1500A的氧化层及厚度为14000?15000A的硼磷硅玻璃 介质层,刻蚀形成接触孔,淀积形成厚度为8000A的钨塞,如图9所示。
[0040] 第10步,淀积厚度为IOOOOA的第一金属层,光刻及刻蚀形成第一金属层图形;再 淀积氧化层形成厚度为30000A的层间介质,光刻加刻蚀形成通孔,去胶;再淀积12000A的 金属钨,化学机械研磨至氧化层,淀积3微米的金属铝,光刻及刻蚀形成第二金属层;淀积 8000A的氧化层及7000A的氮化硅层形成钝化层。最终器件完成如图10所示。
[0041] 以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来 说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同 替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;包含如下工艺步骤: 第1步,在衬底上生长外延,生长牺牲氧化层,用光刻胶定义进行P型深阱注入; 第2步,去除光刻胶,进行N型LDD注入;再去除牺牲氧化层,进行热场氧生长,光刻定 义有源区; 第3步,热氧生长栅氧,光刻定义打开漏极区; 第4步,器件表面淀积多晶娃并离子惨杂注入,快速热退火;再淀积钻,快速热退火形 成钻娃化物,去除多余的钻; 第5步,光刻胶定义栅极及漏极区,形成栅极及漏极,去除光刻胶; 第6步,光刻胶定义沟道区,进行离子注入形成沟道,去胶后炉管推进;再用光刻胶定 义源极区,进行源极离子注入,去胶后热退火激活; 第7步,淀积氧化层作为金属娃化物阻挡层,光刻胶定义出金属娃化物区域,淀积铁, 形成源极金属娃化物; 第8步,淀积法拉第隔离氧化层,淀积金属鹤,光刻及刻蚀制作法拉第环; 第9步,淀积氧化层及测磯娃玻璃介质层,刻蚀形成接触孔,淀积形成鹤塞; 第10步,形成第一金属层,淀积氧化层形成层间介质,再淀积形成第二金属层;淀积氧 化层及氮化娃层,形成纯化层。
2. 如权利要求1所述的射频LDM0S器件的制造方法,其特征在于;所述第1步中,衬 底采用P型的高惨杂衬底,惨杂浓度为lxl〇i9?1x1〇2°CM^;生长P型外延,惨杂浓度为 8x10"?1. 2xlO"CM-3 ;牺牲氧化层的厚度为150A。
3. 如权利要求1所述的射频LDM0S器件的制造方法,其特征在于;所述第2步中,N 型LDD注入的注入浓度为2xl〇i2?3x1〇i 5CM-3,注入能量为150?200KeV ;热场氧厚度为 800 ?10朋A。
4. 如权利要求1所述的射频LDM0S器件的制造方法,其特征在于;所述第3步中,栅氧 厚度为230?280A。
5. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第4步中,淀积 的多晶娃厚度为巧日0?3500A;惨杂注入为N型,注入浓度为8xl〇is?1x1〇i 6CM-3,注入能量 为50KeV,1015°C高温推进激活10砂;淀积的钻的厚度为700A。
6. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第6步中,沟道 区的P型离子注入杂质为测,注入剂量为6x10"?8xlO"CM- 2,注入能量为150?200KeV, 去胶后的炉管推进温度为85(TC 60分钟;源极的注入剂量为2xl〇is?3x1〇i5CM-2,注入能量 为60KeV,去胶后1015°C快速热退火30砂。
7. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第7步中,淀积 氧化层厚度为200A;淀积金属铁厚度为500A。
8. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第8步中,淀积 法拉第隔离氧化层的厚度为300?500A;淀积金属鹤的厚度为1腑0A。
9. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第9步中,淀积 氧化层的厚度为1000?巧OOA;淀积的测磯娃玻璃介质层厚度为1400日?巧OOOA;淀积鹤塞 厚度为8000A。
10.如权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法,其特征在于;所述第10步中,第 一金属层的厚度为10000A;淀积的氧化层层间介质厚度为30000A;再淀积12000A的金属鹤, 化学机械研磨至氧化层,再淀积3微米的金属铅,光刻及刻蚀形成第二金属层;淀积8000A 的氧化层及7000A的氮化娃层形成纯化层。
【文档编号】H01L21/336GK104425261SQ201310365031
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】马彪, 周正良, 遇寒 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司
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