本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高頻水平雙擴散氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

高頻水平雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(RF LDMOS)廣泛應(yīng)用于手機基站、廣播電視和雷達等領(lǐng)域。如圖1所示，現(xiàn)有的N型RF LDMOS的工藝一般包括在P型外延層20上制備P下沉層30、源層50、多晶硅層60、體區(qū)層70、漂移層80、漏層90以及P+注入層40等。RF LDMOS器件的工作原理是，下沉層30通過P+注入層40與源層50相連接，P+注入層40和源層又通過接觸孔的金屬短接。多晶硅層60下的溝道形成后，電流就可以從漏層90流到源層50，然后通過接觸孔的金屬流到P+注入?yún)^(qū)，然后通過P下沉區(qū)流到背面的源端。

RF LDMOS器件的傳統(tǒng)制作方法，一般在裸露的硅表面上先做下沉層光刻定義，然后進行硅刻蝕，形成對準(zhǔn)標(biāo)記，提供給后續(xù)的有源層、多晶硅層對準(zhǔn)使用。這種方法的缺點在于，下沉層的硅刻蝕，會在硅表面形成一個凹槽100，這個凹槽100在后續(xù)的P+注入時會形成P+區(qū)斷面，如圖1所述的P+注入?yún)^(qū)，位于下沉區(qū)的P+注入?yún)^(qū)與位于體區(qū)上方的P+注入?yún)^(qū)形成一個斷面，這個斷面使得下沉區(qū)不能很好的連結(jié)到源層50附近的P+注入?yún)^(qū)40上。而這個斷面的形成，是由于在定義下沉區(qū)30時，使用了硅刻蝕形成凹槽100作為對準(zhǔn)標(biāo)記。盡管下沉離子驅(qū)入會減少這種影響，但是仍然存在風(fēng)險。這種風(fēng)險使得器件的導(dǎo)通電阻變的不穩(wěn)定，且有偏大的趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述問題，本發(fā)明提供一種高頻水平雙擴散氧化物半導(dǎo)體器 件及其制作方法，通過在外延層上形成一層較厚的氧化層，在氧化層上通過刻蝕形成凹槽，并將凹槽作為形成下沉層的對準(zhǔn)標(biāo)記，從而避免可傳統(tǒng)工藝中的離子注入?yún)^(qū)形成斷層，降低了器件的導(dǎo)通電阻，并且避免了產(chǎn)生晶格缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種高頻水平雙擴散氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括：

在外延層上表面生成第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層；

在所述墊氧化層上的第一預(yù)設(shè)區(qū)域定義下沉區(qū)域，并在所述下沉區(qū)域的墊氧化層上形成預(yù)設(shè)深度的凹槽，所述凹槽的底部位于所述氧化層中；

在所述凹槽中進行下沉區(qū)離子注入，形成下沉區(qū)；

在所述墊氧化層上表面沉積氮化硅，然后以所述凹槽為對準(zhǔn)標(biāo)記定義有源區(qū)并制備有源區(qū)。

其中，所述在外延層上表面生成第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層，具體包括：

通過熱氧化所述外延層的上表面在所述外延層的上表面形成所述第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層；或

用化學(xué)氣相沉積工藝在所述外延層的上表面沉積所述第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層。

其中，所述墊氧化層的厚度為1500～2000埃。

其中，在所述下沉區(qū)域的墊氧化層上形成預(yù)設(shè)深度的凹槽，具體包括：

以光阻作為掩膜，利用干法刻蝕所述下沉區(qū)域的墊氧化層，形成所述預(yù)設(shè)深度的凹槽。

其中，所述凹槽的深度大于800埃，所述凹槽底部的墊氧化層的厚度為200～500埃。

其中，在所述凹槽中進行下沉區(qū)離子注入，形成下沉區(qū)，具體包 括：

在所述凹槽使用第一離子進行下沉區(qū)離子注入，然后去除光阻，高溫驅(qū)入使得所述第一離子與所述襯底充分接觸，形成下沉區(qū)。

其中，所述制備有源區(qū)，具體包括：

去除所述有源區(qū)之外的區(qū)域的氮化硅；

在所述有源區(qū)之外的區(qū)域生成第二預(yù)設(shè)厚度的場氧化層；

去除所述有源區(qū)的氮化硅和墊氧化層；

在所述有源區(qū)的上表面生成柵氧化層；

分別在所述外延層中制備柵區(qū)、漏區(qū)、源區(qū)、漂移區(qū)、體區(qū)以及離子注入?yún)^(qū)，所述離子注入?yún)^(qū)中注入的離子為與所述下沉區(qū)相同類型但不同濃度的第二離子。

其中，所述場氧化層的厚度為5000～30000埃。

其中，所述場氧化層通過濕法氧化生成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種高頻水平雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件由上述方法制成。

本發(fā)明所述的一種高頻水平雙擴散氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，在外延層上形成一層較厚的氧化層，然后通過下沉層的光刻定義，并刻蝕部分氧化層形成凹槽作為形成下沉層的對準(zhǔn)標(biāo)記，從而避免了傳統(tǒng)工藝中在外延層上形成凹槽而造成的離子注入?yún)^(qū)的斷層，并使離子注入?yún)^(qū)與下沉區(qū)可以更好地相連接，有效地降低了器件的導(dǎo)通電阻，另外，由于該方法中沒有刻蝕硅，因此避免了刻蝕硅中容易產(chǎn)生的晶格缺陷。進一步地，該方法工藝簡單，操作性強，能夠提高制作效率。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了現(xiàn)有的N型RF LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本發(fā)明的制造RF LDMOS器件的方法的流程圖。

圖3到圖12示出了本發(fā)明一個實施例的RF LDMOS器件的制造工藝的截面圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。

圖2示出了本發(fā)明的制造RF LDMOS器件的方法的流程圖。

參照圖2，本發(fā)明的制造RF LDMOS器件的方法的具體過程如下：

S1、在外延層上表面生成第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層；

本實施例的墊氧化層是通過熱氧化所述外延層的上表面在所述外延層的上表面形成所述第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層；或用化學(xué)氣相沉積工藝在所述外延層的上表面沉積所述第一預(yù)設(shè)厚度的墊氧化層，并且生成的墊氧化層的厚度為1500～2000埃。

S2、在所述墊氧化層上的第一預(yù)設(shè)區(qū)域定義下沉區(qū)域，并在所述下沉區(qū)域的墊氧化層上形成預(yù)設(shè)深度的凹槽，所述凹槽的底部位于所述氧化層中；

在這一步驟中，在定義下沉區(qū)域后，用光阻作為掩膜，使用干法刻蝕下沉區(qū)域的墊氧化層，形成具有預(yù)設(shè)深度的凹槽。

本實施例中凹槽的深度需保證臺階夠大以利于后續(xù)光刻下沉區(qū)時的對準(zhǔn)，又要保證留有足夠的氧化層，作為下步下沉區(qū)離子注入的保護層。一般的，剩余的氧化層厚度在200～500埃之間才足以作為注入的保護層，刻蝕掉的厚度至少在800埃以上才可以用于后續(xù)光刻層的對準(zhǔn)?？涛g氧化層所使用的氣體分別是C₂F₆20毫升/分鐘，氬氣80毫升/分鐘，CHF₃40毫升/分鐘，功率230W，磁場40G，壓強200mt。此步的目的是形成后續(xù)光刻的對準(zhǔn)臺階，并且保留部分氧化層作為后續(xù)下沉層離子注入的保護層。

S3、在所述凹槽中進行下沉區(qū)離子注入，形成下沉區(qū)；

具體地，在所述凹槽使用第一離子進行下沉區(qū)離子注入，然后去 除光阻，高溫驅(qū)入使得所述第一離子與所述襯底充分接觸，形成下沉區(qū)。

S4、在所述墊氧化層上表面沉積氮化硅，然后以所述凹槽為對準(zhǔn)標(biāo)記定義有源區(qū)并制備有源區(qū)。

本實施例中沉積的氮化硅的厚度在1500～3000埃之間。然后定義有源區(qū)，所述有源區(qū)的光刻工藝中，用凹槽作為對準(zhǔn)標(biāo)記進行對準(zhǔn)。

在上述過程中，有源區(qū)的結(jié)構(gòu)的制備工藝與現(xiàn)有的方法中的工藝相同，即具體過程如下：

去除所述有源區(qū)之外的區(qū)域的氮化硅；

在所述有源區(qū)之外的區(qū)域生成第二預(yù)設(shè)厚度的場氧化層；

在本實施例中，使用濕法氧化的方法生長場氧化層，場氧化層的厚度在5000～30000埃之間。

去除所述有源區(qū)的氮化硅和墊氧化層；一般地，用溫度170度，濃度為85％的濃磷酸去除氮化硅，用氫氟酸剝除墊氧化層。

在所述有源區(qū)的上表面生成柵氧化層；

分別在所述外延層中制備漏區(qū)、柵區(qū)、源區(qū)、漂移區(qū)、體區(qū)以及離子注入?yún)^(qū)，所述離子注入?yún)^(qū)中注入的離子為與所述下沉區(qū)相同類型但不同濃度的第二離子。

上述過程完成后，進行后段工藝，如孔層形成，表面金屬連線等等，在此不再詳述。

在上述方法的實施例中，根據(jù)可替代的實施方案也可以執(zhí)行其他順序的步驟。例如，本發(fā)明的替代實施方案可以以不同次序執(zhí)行以上概述的步驟。此外，上述方法中單獨步驟可以包括以各種次序進行的多個子步驟，只要適合于單獨步驟即可。此外，根據(jù)特定的應(yīng)用可以添加或去除附加的步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員之一將認識到許多變化方案、修改方案和替代方案。

下面通過具體實施例詳細描述本發(fā)明的RF LDMOS器件的制作 工藝過程。本實施例以N型RF LDMOS器件的制造為例進行描述。

圖3到圖12示出了本發(fā)明一個實施例的RF LDMOS器件的制造工藝的截面圖。

參照圖3，在制備P型襯底10和P型外延20后，在P型外延層20上制備墊氧化層101，本實施例的墊氧化層101可以用熱氧化工藝，通入氧氣，讓氧氣和外延層表面發(fā)生反應(yīng)生成二氧化硅層，具體溫度在900～1100度之間。另外也可以用化學(xué)氣相沉積工藝，沉積一層氧化層，溫度在600～800度之間。墊氧化層101的厚度在1500～2000埃之間。這個厚度不宜過厚，否則在后續(xù)的場氧化層生長后會形成較長的鳥嘴。這個厚度也不宜過薄，否則在后續(xù)的刻蝕中形成的氧化層臺階過小，不利于后續(xù)的光刻層次對準(zhǔn)。

然后如圖4所示，在墊氧化層上的第一預(yù)設(shè)區(qū)域定義下沉區(qū)域，并以光阻102為掩膜，在墊氧化層上刻蝕具有預(yù)設(shè)深度的凹槽。

本實施例中，凹槽底部的墊氧化層厚度在200～500埃之間才足以作為注入的保護層，刻蝕掉的厚度即凹槽的深度至少在800埃以上才可以用于后續(xù)光刻層的對準(zhǔn)。

在凹槽區(qū)域使用第一離子進行下沉離子注入，然后去掉光阻100，高溫驅(qū)入使得第一離子與襯底10充分接觸，形成下沉區(qū)30，如圖5所示。

然后在墊氧化層101上沉積氮化硅103，并定義有源區(qū)，如圖6所示。本實施例中，將定義的有源區(qū)使用第二光阻層104作為掩膜覆蓋，另外，由于在下沉區(qū)域上具有凹槽，因此，在生成的氮氧化103上同樣具有凹槽，從而可以作為定義有源區(qū)時的對準(zhǔn)標(biāo)記進行有源區(qū)的定義。

基于上述的有源區(qū)定義，在有源區(qū)中制備如柵氧化層、多晶硅層、體區(qū)、漂移區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)以及離子注入?yún)^(qū)等結(jié)構(gòu)。

在本實施例中，制備有源區(qū)結(jié)構(gòu)具體包括：

去除有源區(qū)之外的區(qū)域的氮化硅，然后去除第二光阻層104，如圖7所示；

然后在去除氮化硅的區(qū)域生成第二預(yù)設(shè)厚度的場氧化層105，本實施例中使用濕法氧化的方法生長場氧化層105，場氧化層105的厚度在5000～30000埃之間。之后去除有源區(qū)上的氮化硅層103和墊氧化層101，如圖8所示。

如圖9所示，在有源區(qū)的上表面生成柵氧化層106，并沉積多晶硅形成柵區(qū)60。

在有源區(qū)的外延層中的第三預(yù)設(shè)區(qū)域定義體區(qū)70并注入體區(qū)離子，然后做體區(qū)離子驅(qū)入，形成體區(qū)70，如圖是10所示。

然后定義漂移區(qū)80和漂移區(qū)離子注入，定義源區(qū)50和源區(qū)離子注入，定義漏區(qū)90和漏區(qū)離子注入，如圖11所示。

然后定義P+注入?yún)^(qū)40，做P+區(qū)離子注入，由于避免了傳統(tǒng)工藝中的硅凹槽，所以P+注入?yún)^(qū)就沒有斷層，如圖12所示。

在完成上述刻蝕和注入工藝后，進行如孔層形成，表面金屬連線等工藝，在此不再詳述。

本實施例中是以N型RF LDMOS器件為例進行描述，但是P型RF LDMOS同時適用于本發(fā)明的制作方法。

本發(fā)明所述的一種高頻水平雙擴散氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，在外延層上形成一層較厚的氧化層，然后通過下沉層的光刻定義，并刻蝕部分氧化層形成凹槽作為形成下沉層的對準(zhǔn)標(biāo)記，從而避免了傳統(tǒng)工藝中在外延層上形成凹槽而造成的離子注入?yún)^(qū)的斷層，并使離子注入?yún)^(qū)與下沉區(qū)可以更好地相連接，有效地降低了器件的導(dǎo)通電阻，另外，由于該方法中沒有刻蝕硅，因此避免了刻蝕硅中容易產(chǎn)生的晶格缺陷。進一步地，該方法工藝簡單，操作性強，能夠提高制作效率。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。