射頻ldmos器件及工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是指一種射頻LDM0S器件，本發(fā)明還涉及所述射頻 LDM0S器件的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 射頻LDM0S化DM0S laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)器件是半 導(dǎo)體集成電路技術(shù)與微波電子技術(shù)融合而成的新一代集成化的固體微波功率半導(dǎo)體產(chǎn)品， 具有線性度好、增益高、耐壓高、輸出功率大、熱穩(wěn)定性好、效率高、寬帶匹配性能好、易于和 M0S工藝集成等優(yōu)點(diǎn)，并且其價(jià)格遠(yuǎn)低于神化嫁器件，是一種非常具有競爭力的功率器件， 被廣泛用于GSM、PCS、W-CDMA基站的功率放大器，W及無線廣播與核磁共振等方面。
[000引在射頻LDM0S的設(shè)計(jì)過程中，要求大的擊穿電壓BV和小的導(dǎo)通電阻Rdson，較高 的擊穿電壓有助于保證器件在實(shí)際工作時(shí)的穩(wěn)定性，如工作電壓為28~30V的射頻LDM0S 器件，其擊穿電壓需要達(dá)到65V W上。而導(dǎo)通電阻Rdson則會(huì)直接影響到器件射頻特性，女口 增益與效率等特性。同時(shí)，為獲得良好的射頻性能，要求其輸入電容Cgs和輸出電容Cds也 要盡可能小，從而減小寄生電容對器件增益與效率的影響。較低的輸出電容Cds有助于獲 得更好的增益和頻率，而輸出電容Cds則與器件的N型漂移區(qū)和襯底直接相關(guān)。一般射頻 LDM0S管結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1是P型襯底，10是P型外延，11是P型體區(qū)，12是N型漂 移區(qū)，23是源區(qū)，21是漏區(qū)。N型漂移區(qū)從漏端到柵端所承受的電場強(qiáng)度是不均勻的，圖中 輕慘雜的N型漂移區(qū)12為均勻慘雜，沒有進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻LDM0S器件，其具有階梯狀的N型輕 慘雜漂移區(qū)。
[0005] 本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供所述射頻LDM0S器件的工藝方法。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明所述的射頻LDM0S器件，在P型襯底上具有P型外延，所 述P型外延中具有P型體區(qū)，W及位于P型體區(qū)中的重慘雜P型區(qū)和所述射頻LDM0S器件 的源區(qū)；
[0007] 所述P型外延中還具有輕慘雜漂移區(qū)，輕慘雜漂移區(qū)中具有所述LDM0S器件的漏 區(qū)；
[0008] 所述P型體區(qū)與輕慘雜漂移區(qū)之間的娃表面具有柵氧及覆蓋在柵氧之上的多晶 娃柵極；多晶娃柵極及靠近多晶娃柵極的輕慘雜漂移區(qū)之上覆蓋氧化層，氧化層上具有法 拉第環(huán)；
[0009] 在P型體區(qū)遠(yuǎn)離輕慘雜漂移區(qū)的一側(cè)具有穿通外延層且其底部位于P型襯底的鶴 塞，鶴塞上端連接所述重慘雜P型區(qū)；
[0010] 所述輕慘雜漂移區(qū)是通過多次分區(qū)域進(jìn)行不同能量離子注入形成的階梯狀分布。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的階梯狀分布的輕慘雜漂移區(qū)是從漏區(qū)向多晶娃柵極方向雜質(zhì)注 入深度逐漸增大。
[0012] 本發(fā)明所述的射頻LDM0S器件的工藝方法，包含如下工藝步驟：
[0013] 第1步，在P型襯底上生長P型外延，再生長一層?xùn)叛酰饪潭x打開第一區(qū)域，所 述第一區(qū)域緊靠后續(xù)將要形成的多晶娃柵極，進(jìn)行第一次離子注入；
[0014] 第2步，利用光刻膠定義打開第二區(qū)域，所述第二區(qū)域緊靠第一區(qū)域，位于遠(yuǎn)離多 晶娃柵極的一側(cè)，進(jìn)行第二次離子注入；
[0015] 第3步，再利用光刻膠定義打開第一區(qū)域和第H區(qū)域，所述第H區(qū)域緊靠第二區(qū) 域，進(jìn)行第H次離子注入；
[0016] 第4步，器件表面淀積一層多晶娃并對多晶娃及柵氧進(jìn)行刻蝕，形成多晶娃柵極；
[0017] 第5步，形成P型體區(qū)，光刻定義出源區(qū)、漏區(qū)W及體區(qū)引出區(qū)，完成離子注入；
[0018] 第6步，淀積氧化娃層及金屬層并刻蝕，形成法拉第環(huán)結(jié)構(gòu)；制作鶴塞。
[0019] 進(jìn)一步地，所述第一區(qū)域緊靠多晶娃柵極，開口寬度為1~1. Sum ;第一次離子注 入雜質(zhì)為磯或神，注入能量為200~500KeV，注入劑量為5x10"~4xl〇i2cm- 2。
[0020] 進(jìn)一步地，第二區(qū)域緊靠第一區(qū)域，開口寬度為1~1. 5 y m ;第二次離子注入雜質(zhì) 為磯或神，注入能量為50~300KeV，注入劑量為5x10"~4xl〇i2cm- 2。
[0021] 進(jìn)一步地，所述第3步中，第H區(qū)域緊靠第二區(qū)域，開口寬度為1~1. 5 y m ;第H 次離子注入雜質(zhì)為磯或神，注入能量為50~300KeV，注入劑量為5xl〇ii~4xl〇i2cm- 2。
[0022] 進(jìn)一步地，所述第5步中，P型體區(qū)的形成為兩種方式；一種在多晶娃柵極形成之 前通過離子注入及高溫推進(jìn)形成，另一種是通過自對準(zhǔn)工藝及高溫推進(jìn)形成；P型體區(qū)的 慘雜雜質(zhì)為測，注入能量為30~80KeV，注入劑量為lxl〇i 2~lxl〇i4cnT2 ;源區(qū)及漏區(qū)均為重 慘雜N型區(qū)，注入雜質(zhì)為磯或神，注入能量為200KeV W下，注入劑量為1x10"~lxl〇i6cnT2 ; P型體區(qū)中的體區(qū)引出區(qū)注入雜質(zhì)為測或二氣化測，注入能量為lOOKeV W下，注入劑量為 lxl〇13 ~lxl〇16cm-2。
[0023] 進(jìn)一步地，所述第6步中，淀積的氧化娃層厚度為1000~4000A。
[0024] 本發(fā)明所述的射頻LDM0S器件及工藝方法，通過對N型漂移區(qū)形貌與慘雜濃度的 調(diào)節(jié)，改善了 N型漂移區(qū)與襯底之間耗盡區(qū)的形貌，該階梯結(jié)構(gòu)同時(shí)也增強(qiáng)了法拉第環(huán)對 漂移區(qū)的控制，使電場分布更加均勻，從而在提高器件擊穿電壓BV，保持導(dǎo)通電阻RDSon不 變的情況下，降低器件的輸出電容Cds。
【附圖說明】
[00巧]圖1是傳統(tǒng)射頻LDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2~7是本發(fā)明工藝步驟不意圖。
[0027] 圖8是本發(fā)明工藝步驟流程圖。
[0028] 圖9~10是本發(fā)明與傳統(tǒng)LDM0S的仿真對比圖。
[0029] 附圖標(biāo)記說明
[0030] 1是P型襯底，5是第一區(qū)域，6是第二區(qū)域，7是第H區(qū)域，10是P型外延層，11是 P型體區(qū)，12是均勻輕慘雜漂移區(qū)，13是鶴塞，14是柵氧，15是多晶娃柵極，16是氧化層，17 是法拉第環(huán)，21是漏區(qū)，22是重慘雜P型區(qū)，23是源區(qū)，105是光刻化。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明所述的射頻LDM0S器件，如圖7所示，在P型襯底1上具有P型外延10,所 述P型外延10中具有P型體區(qū)11，W及位于P型體區(qū)11中的重慘雜P型區(qū)22和所述射頻 LDM0S器件的源區(qū)23。
[0032] 所述P型外延10中還具有輕慘雜漂移區(qū)，所述輕慘雜漂移區(qū)是通過多次分區(qū)域進(jìn) 行不同能量離子注入形成的階梯狀分布。從圖中可W看出，所述的階梯狀分布的輕慘雜漂 移區(qū)包括分H次離子注入形成的區(qū)域，第一次離子注入形成第一區(qū)域5,該區(qū)域緊靠多晶娃 柵極15,其離子注入能量最高，形成的結(jié)深最深；第二次離子注入形成第二區(qū)域6,離子注 入能量稍低于第一區(qū)域5,形成比第一區(qū)域5略淺的結(jié)深；第H次注入是同時(shí)對第一區(qū)域5 和第H區(qū)域7進(jìn)行，即第一區(qū)域5進(jìn)行了兩次注入，圖中所示的第一區(qū)域5的上部是兩次注 入的疊加。第H次注入形成的結(jié)深最淺，因此與前第二區(qū)域6、第一區(qū)域5形成結(jié)深逐漸加 深的階梯狀結(jié)構(gòu)。第H區(qū)域7其中具有所述LDM0S器件的漏區(qū)21。
[0033] 所述P型體區(qū)11與輕慘雜漂移區(qū)之間的娃表面具有柵氧14及覆蓋在柵氧之上的 多晶娃柵極15 ;多晶娃柵極15及靠近多晶娃柵極的輕慘雜漂移區(qū)之上覆蓋氧化層16,氧化 層16上具有法拉第環(huán)17。
[0034] 在P型體區(qū)11遠(yuǎn)離輕慘雜漂移區(qū)的一側(cè)具有穿通外延層10且其底部位于P型襯 底1的鶴塞13,鶴塞13上端連接所述重慘雜P型區(qū)22。
[00巧]本發(fā)明所述的射頻LDM0S器件的工藝方法，列舉一實(shí)施例說明如下：
[003引 工藝步驟：
[0037] 第1步，如圖2所示，在P型襯底1上生長P型外延10,再生長一層?xùn)叛?4,光刻 膠105定義打開第一區(qū)域5,所述第一區(qū)域5緊靠后續(xù)將要形成的多晶娃柵極，進(jìn)行第一次 離子注入。所述第一區(qū)域5開口寬度為1~1. 5