y m ;第一离子注入杂质为磯或神，注入能 量为200~500KeV，注入剂量为5x10"~4xl〇i2cm-2。
[0038] 第2步，如图3所示，利用光刻胶105定义打开第二区域6,所述第二区域6紧靠 第一区域5,位于远离多晶娃栅极的一侧，进行第二次离子注入。第二区域6开口宽度为 1~1. 5 y m ;第二次离子注入杂质为磯或神，注入能量为50~300KeV，注入剂量为5x10"~ 4又10口畑1-2。
[0039] 第3步，如图4所示，再利用光刻胶105定义打开第一区域5和第H区域7,所述 第H区域7紧靠第二区域6,进行第H次离子注入。第H区域开口宽度为1~1.5 ym。第 一区域5在此步骤中被第二次注入，形成较浅的结深，与第一次离子注入形成叠加区，位于 第一区域5的上部。第H次离子注入杂质为磯或神，注入能量为50~300KeV，注入剂量为 5xl〇ii ~4xl〇i2cm-2。
[0040] 第4步，如图5所示，器件表面淀积一层多晶娃并对多晶娃及栅氧进行刻蚀，形成 多晶娃栅极15。
[0041] 第5步，如图6所示，形成P型体区11，P型体区11的形成为两种方式；一种在多 晶娃栅极形成之前通过离子注入及高温推进形成，另一种是通过自对准工艺及高温推进形 成。P型体区11的惨杂杂质为测，注入能量为30~80KeV，注入剂量为lxl〇i2~lxl〇i 4cnT2 ; 光刻定义出源区23、漏区21 W及体区引出区22,完成离子注入。源区23及漏区21均为重 惨杂N型区，注入杂质为磯或神，注入能量为200KeV W下，注入剂量为1x10"~lxl〇i6cnT2 ; 体区引出区22注入杂质为测或二氣化测，注入能量为lOOKeV W下，注入剂量为1x10"~ 1x10 化 cm_2。
[0042] 第6步，淀积厚度为1000~4000A的氧化娃层16,再淀积金属层并刻蚀，形成法拉 第环结构17 ;制作鹤塞13。器件最终完成，如图7所示。
[0043] 整个器件的制作流程如图8所示。
[0044] 为说明本发明的实际效果，采用TCAD仿真软件对本发明射频LDM0S管W及传统的 射频LDM0S管的效果进行了仿真对比，图9显示出了传统结构与本发明的轻惨杂漂移区的 横向电场强度随X轴的分布，实线曲线表示传统型具有均匀N型漂移区结构的射频LDM0S， 虚线曲线表示本发明具有阶梯状N型漂移区结构的射频LDM0S，曲线与X轴所对应的面积 即为击穿电压BV。显而易见，后者具有更加均匀的电场分布，对应着更高的击穿电压。该 主要是因为采用H次N型离子注入，可W形成具有不同结深的H个区域，而且H个区域的 浓度都存在差异。该增强了法拉第环对靠近漏端的漂移区的电场控制，形成额外的电场峰 值，提高了器件的击穿电压BV。同时，整个漂移区保持了较高的杂质浓度，可W获得较低的 导通电阻RDSon。另外，该结构的N型漂移区相对于均匀分布的漂移区更加容易耗尽，因此 具有更低的输出电容Cds。图10是本发明与传统结构实际击穿电压的仿真曲线，传统的均 匀N型漂移区结构的射频LDM0S管的击穿电压BV是81V，而本发明具有阶梯状的N型漂移 区结构的RF LDM0S管的击穿电压BV为85V。传统型的导通电阻降畑Son为13. 6ohm .cm， 后者为13. 5ohm'cm，几乎保持不变。另外由仿真结果，漏端电压Vds为28V的情况下，输出 电容Cds与原来相比降低了 3. 7〇/〇。
[0045] W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W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。
【主权项】
1. 一种射频LDMOS器件，在P型衬底上具有P型外延，所述P型外延中具有P型体区， 以及位于P型体区中的重掺杂P型区和所述射频LDMOS器件的源区； 所述P型外延中还具有轻掺杂漂移区，轻掺杂漂移区中具有所述LDMOS器件的漏区； 所述P型体区与轻掺杂漂移区之间的硅表面具有栅氧及覆盖在栅氧之上的多晶硅栅 极；多晶硅栅极及靠近多晶硅栅极的轻掺杂漂移区之上覆盖氧化层，氧化层上具有法拉第 环； 在P型体区远离轻掺杂漂移区的一侧具有穿通外延层且其底部位于P型衬底的钨塞， 钨塞上端连接所述重掺杂P型区； 其特征在于：所述轻掺杂漂移区是通过多次分区域进行不同能量离子注入形成的阶梯 状分布。
2. 如权利要求1所述的射频LDMOS器件，其特征在于：所述的阶梯状分布的轻掺杂漂 移区是从漏区向多晶硅栅极方向杂质注入结深逐渐增大。
3. 如权利要求1所述的一种射频LDMOS器件的工艺方法，其特征在于：包含如下工艺 步骤： 第1步，在P型衬底上生长P型外延，再生长一层栅氧，光刻定义打开第一区域，所述第 一区域紧靠后续将要形成的多晶硅栅极，进行第一次离子注入； 第2步，利用光刻胶定义打开第二区域，所述第二区域紧靠第一区域，位于远离多晶硅 栅极的一侧，进行第二次离子注入； 第3步，再利用光刻胶定义打开第一区域和第三区域，所述第三区域紧靠第二区域，进 行第三次离子注入； 第4步，器件表面淀积一层多晶硅并对多晶硅及栅氧进行刻蚀，形成多晶硅栅极； 第5步，形成P型体区，光刻定义出源区、漏区以及体区引出区，完成离子注入； 第6步，淀积氧化硅层及金属层并刻蚀，形成法拉第环结构；制作钨塞。
4. 如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的工艺方法，其特征在于：所述第1步中， 所述第一区域紧靠多晶硅栅极，开口宽度为1~1. 5 μ m ;第一次离子注入杂质为磷或砷，注 入能量为200~500KeV，注入剂量为5χ10η~4xl0 12cnT2。
5. 如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于：所述第2步中， 第二区域紧靠第一区域，开口宽度为1~1. 5 μ m ;第二次离子注入杂质为磷或砷，注入能量 为 50 ~300KeV，注入剂量为 5χ10η ~4xl012cnT2。
6. 如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于：所述第3步中， 第三区域紧靠第二区域，开口宽度为1~1. 5 μ m ;第三次离子注入杂质为磷或砷，注入能量 为 50 ~300KeV，注入剂量为 5χ10η ~4xl012cnT2。
7. 如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于：所述第5步 中，P型体区的形成为两种方式：一种在多晶硅栅极形成之前通过离子注入及高温推进形 成，另一种是通过自对准工艺及高温推进形成；P型体区的掺杂杂质为硼，注入能量为30~ 80KeV，注入剂量为IxlO 12~IxIO14CnT2 ;源区及漏区均为重掺杂N型区，注入杂质为磷或砷， 注入能量为200KeV以下，注入剂量为IxlO13~lxl0 16CnT2 ;P型体区中的体区引出区注入杂 质为硼或二氟化硼，注入能量为IOOKeV以下，注入剂量为IxlO13~l X1016cnT2。
8. 如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于：所述第6步中， 淀积的氧化硅层厚度为1000~4000A。
【专利摘要】本发明公开了一种射频LDMOS器件，在P型衬底上的P型外延中具有体区及轻掺杂漂移区，外延表面具有多晶硅栅极。所述的轻掺杂漂移区是通过三次分区域进行不同能量注入形成不同结深而形成的阶梯状漂移区，其结深从漏端向多晶硅栅极方向逐渐加深，使得轻掺杂漂移区的电场强度分布得到调节与优化，降低了所述射频LDMOS器件的输出电容，提高了器件的击穿电压。本发明还公开了所述的射频LDMOS器件的工艺方法，包含漂移区的三次注入、体区及源漏区形成、氧化层淀积以及法拉第环形成等步骤。
【IPC分类】H01L29-06, H01L29-78, H01L21-265, H01L21-336
【公开号】CN104638003
【申请号】CN201310564195
【发明人】慈朋亮, 石晶, 胡君, 李娟娟, 钱文生, 刘冬华
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月14日