[发明专利]射频LDMOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种半导体器件，特别是涉及一种应用于射频领域的LDMOS器件。

背景技术

射频LDMOS（横向扩散MOS晶体管）器件是应用于射频基站和广播站的常用器件，其追求的性能指标包括高击穿电压、低导通电阻和低寄生电容等。

请参阅图1h，这是一种现有的n型射频LDMOS器件，其结构为：在p型重掺杂衬底1上具有p型轻掺杂外延层2。在外延层2中具有依次侧面接触的n型重掺杂源区8、p型沟道掺杂区7和n型漂移区3。在漂移区3中具有n型重掺杂漏区9。在沟道掺杂区7和漂移区3之上依次具有栅氧化层4和多晶硅栅极5。在多晶硅栅极5的正上方、以及部分漂移区3的正上方具有一层连续的氧化硅10。在部分氧化硅10的上方具有栅掩蔽层（G-shield）11。栅掩蔽层11至少要相隔氧化硅10而在部分的漂移区3的上方。下沉结构（sinker）12从源区8表面向下穿透源区8、外延层2，并抵达到衬底1之中。

现有的p型射频LDMOS器件的结构与之类似，只是各部分掺杂类型变为相反。

这种现有的射频LDMOS器件中，所述栅掩蔽层11是金属或n型重掺杂多晶硅，其RESURF（Reduced SURfsce Field，减小表面电场）效应能够有效地增加器件的击穿电压，同时有效地降低栅极和漏极之间的寄生电容。这样便可以适当增加漂移区3的掺杂浓度从而降低器件的导通电阻。

图1h所示的现有的n型射频LDMOS器件的制造方法如下所述：

第1步，请参阅图1a，在重掺杂p型硅衬底1上具有轻掺杂p型外延层2，采用光刻工艺利用光刻胶作为掩蔽层，并以一次或多次注入n型离子，在外延层2中形成n型漂移区3。

或者，也可以将外延层2省略掉，这样其后的各结构与工艺均直接在衬底1上进行。

第2步，请参阅图1b，先以热氧化工艺在硅材料（包括外延层2和漂移区3）的表面生长出氧化硅4，再在整个硅片表面淀积多晶硅5。

第3步，请参阅图1c，采用光刻和刻蚀工艺，去除掉部分的氧化硅4和多晶硅5以形成一个窗口A。该窗口A仅暴露出部分的外延层2，整个漂移区3以及其余的外延层2仍被氧化硅4、多晶硅5以及光刻胶6所覆盖。在窗口A中对外延层2注入p型杂质，优选为硼，从而形成与漂移区3的侧面相接触的沟道掺杂区7。

优选地，离子注入具有一定的倾斜角度，从而使沟道掺杂区7更容易向氧化硅4的下方延伸，并且与漂移区3的侧面相接触。

第4步，请参阅图1d，采用光刻和刻蚀工艺，将氧化硅4和多晶硅5分别刻蚀为栅氧化层4和多晶硅栅极5。栅氧化层4的一部分在沟道掺杂区7的上方，其余部分在漂移区3的上方。

第5步，请参阅图1e，采用光刻工艺，以光刻胶作为掩蔽层形成窗口B和窗口C，它们分别位于栅氧化层4远离漂移区3那一端的外侧、漂移区3远离栅氧化层4那一端的外侧。对这两个窗口采用n型杂质的源漏注入工艺分别形成源区8和漏区9。此时，沟道掺杂区7缩小为主要在栅氧化层4的下方，也可有小部分在源区8的下方。

第6步，请参阅图1f，在整个硅片淀积一层氧化硅10，采用光刻和刻蚀工艺对该层氧化硅10进行刻蚀，使其仅连续地残留在多晶硅栅极5的上方、以及漂移区3的裸露表面的上方。

第7步，请参阅图1g，在整个硅片淀积一层金属11，采用光刻和刻蚀工艺对该层金属11进行刻蚀形成栅掩蔽层11。栅掩蔽层11为连续的一块，覆盖在部分或全部的氧化硅10之上。栅掩蔽层11至少要相隔氧化硅10而在部分的漂移区6的上方。

或者，栅掩蔽层11也可以是n型重掺杂多晶硅。此时，可先淀积多晶硅再进行n型杂质的离子注入，也可直接淀积n型掺杂多晶硅（即原位掺杂）。

第8步，请参阅图1h，采用光刻和刻蚀工艺，在源区8中刻蚀出深孔。所述深孔穿越源区8、外延层2，并抵达到衬底1之中，故称“深”孔。在该深孔中填充金属，优选为钨，形成下沉结构12。或者，所述深孔也可改为沟槽。

如要制造现有的p型射频LDMOS器件，将上述方法各步骤中的掺杂类型变为相反即可。

上述方法第7步中，通常选用硅化钨（WSi）合金作为栅掩蔽层的材料，在淀积硅化钨后通常采用干法刻蚀工艺去除掉部分的硅化钨，并使剩余的硅化钨成为栅掩蔽层。然而，去除金属的干法刻蚀工艺会给氧化硅10、漂移区3的裸露表面带来损伤，从而影响射频LDMOS器件的性能。

发明内容