射頻ldmos器件的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種射頻LDMOS器件的制造方法，在制作法拉第屏蔽層下方的氧化層時，使用熱氧代替現有的淀積氧化層來作為法拉第環下面的氧化層，同時采用高摻雜的多晶硅作為漏極，可以增加漏極長度，提高器件的擊穿電壓和表面特性。
【專利說明】射頻LDMOS器件的制造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體制造領域，特別是指一種射頻LDMOS器件的制造方法。

【背景技術】
[0002] N型射頻橫向雙擴散場效應晶體管（LDMOS!LaterallyDiffusedMetalOxide Semiconductor)，由多個柵極并聯形成陣列以得到大電流，具有非常高的輸出功率。由于總 柵寬很大，大于30暈米，可達200暈米，總輸出電流路大于20安培，做好器件的擊穿電壓和 熱載流子注入效應（HCI)具有很大的挑戰，現有的射頻LDMOS器件的制造過程中，法拉第環 下面的氧化層厚度和質量以及漏極輕摻雜去的長度共同決定了射頻LDMOS器件的擊穿電 壓和熱載流子效應。目前的工藝中，常常由于不夠強壯的法拉第環，導致器件的擊穿電壓不 夠穩定，同時在漏端靠近柵極區域的電場強度非常高，熱載流子注入效應很強，影響器件的 使用壽命。


【發明內容】

[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種射頻LDMOS器件的制造方法。
[0004] 為解決上述問題，本發明所述的射頻LDMOS器件的制造方法，包含如下工藝步驟：
[0005] 第1步，在襯底上生長外延，生長犧牲氧化層，用光刻膠定義進行P型深阱注入；
[0006] 第2步，去除光刻膠，進行N型LDD注入；再去除犧牲氧化層，進行熱場氧生長，光 刻定義有源區；
[0007] 第3步，熱氧生長柵氧，光刻定義打開漏極區；
[0008] 第4步，器件表面淀積多晶硅并離子摻雜注入，快速熱退火；再淀積鈷，快速熱退 火形成鈷硅化物，去除多余的鈷；
[0009] 第5步，光刻膠定義柵極及漏極區，形成柵極及漏極，去除光刻膠；
[0010] 第6步，光刻膠定義溝道區，進行離子注入形成溝道，去膠后爐管推進；再用光刻 膠定義源極區，進行源極離子注入，去膠后熱退火激活；
[0011] 第7步，淀積氧化層作為金屬硅化物阻擋層，光刻膠定義出金屬硅化物區域，淀積 鈦，形成源極金屬硅化物；
[0012] 第8步，淀積法拉第隔離氧化層，淀積金屬鎢，光刻及刻蝕制作法拉第環；
[0013] 第9步，淀積氧化層及硼磷硅玻璃介質層，刻蝕形成接觸孔，淀積形成鎢塞；
[0014] 第10步，形成第一金屬層，淀積氧化層形成層間介質，再淀積形成第二金屬層；淀 積氧化層及氮化硅層，形成鈍化層。
[0015] 進一步地，所述第1步中，襯底采用P型的高摻雜襯底，摻雜濃度為Ixio19? 1x102°CM_3 ;生長P型外延，摻雜濃度為8xl014?I. 2xl015CM_3 ;犧牲氧化層的厚度為150A。
[0016] 進一步地，所述第2步中，N型LDD注入的注入濃度為2xl012?3xl015CM_3,注入能 量為150?200KeV;熱場氧厚度為800?1000A。
[0017] 進一步地，所述第3步中，柵氧厚度為230?28〇A。
[0018] 進一步地，所述第4步中，淀積的多晶硅厚度為2500?3500A;摻雜注入為N型，注 入濃度為8xl015?1x1016CM_3,注入能量為50KeV，1015°C高溫推進激活10秒；淀積的鈷的 厚度為700A。
[0019] 進一步地，所述第6步中，溝道區的P型離子注入雜質為硼，注入劑量為6xl013? 8xl013CM_2,注入能量為150?200KeV，去膠后的爐管推進溫度為850°C60分鐘；源極的注 入劑量為2xl015?3xl015CM_2,注入能量為60KeV，去膠后1015°C快速熱退火30秒。
[0020] 進一步地，所述第7步中，淀積氧化層厚度為200A;淀積金屬鈦厚度為500A。
[0021] 進一步地，所述第8步中，淀積法拉第隔離氧化層的厚度為300?500A;淀積金屬 鎢的厚度為1000A。
[0022] 進一步地，所述第9步中，淀積氧化層的厚度為1000?1500A;淀積的硼磷硅玻璃介 質層厚度為14000?15000A;淀積鎢塞厚度為8000A。
[0023] 進一步地，所述第10步中，第一金屬層的厚度為10000A;淀積的氧化層層間介質 厚度為30000A:再淀積12000A的金屬鎢，化學機械研磨至氧化層，再淀積3微米的金屬鋁， 光刻及刻蝕形成第二金屬層；淀積8000A的氧化層及7000A的氮化硅層形成鈍化層。
[0024] 本發明所述的射頻LDMOS器件的制造方法，采用熱氧的方法先形成一層氧化層作 為法拉第環的隔離介質層，同時采用高摻雜的多晶硅代替N型源漏注入來形成源極和漏極 引出，改善器件電場分布，提高單位面積的器件擊穿特性，提高芯片的功率密度，同時改善 熱電子注入效應，形成的器件性能穩定，工藝流程簡單易于實施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1?10是本發明射頻LDMOS器件的制造方法步驟圖；
[0026] 圖11是本發明工藝步驟流程圖。
[0027] 附圖標記說明
[0028] 1是柵極，2是P型溝道摻雜，3是P型阱，4是N型源極區，5是N型輕摻雜區，6是 場氧化層，7是金屬硅化物，8是鎢法拉第環，9是柵氧化層，10是漏極摻雜多晶硅，11是接觸 孔，12是第一層金屬，13是通孔，14是第二層金屬，15是P型外延，16是P型重摻雜襯底，17 是多晶娃鈷娃化物。

【具體實施方式】
[0029] 本發明所述的射頻LDMOS器件的制造方法結合【專利附圖】

【附圖說明】如下：
[0030] 所述的制造方法包含如下工藝步驟：
[0031] 第1步，如圖1所示，在襯底16上生長外延15,襯底16采用P型的高摻雜襯底，摻 雜濃度為Ixio19?1x102°CM_3 ;生長P型外延，摻雜濃度為8xl014?I. 2xl015CM_3。再生長厚 度為150A的犧牲氧化層，用光刻膠定義進行P型深阱3注入。
[0032] 第2步，如圖2所示，去除光刻膠，進行N型LDD注入5;N型LDD注入的注入濃度 為2xl012?3xl015CM_3,注入能量為150?200KeV。再去除犧牲氧化層，進行熱場氧生6長， 熱場氧6的厚度為800?1000A,光刻定義有源區。
[0033] 第3步，熱氧生長柵氧9,柵氧厚度為230?280A,再光刻定義打開漏極區，如圖3 所示。
[0034] 第4步，器件表面淀積厚度為2500?3500A的多晶硅，并進行N型離子摻雜注入， 注入濃度為8xl015?1x1016CM_3,注入能量為50KeV;快速熱退火，1015°C高溫推進激活10 秒；再淀積厚度為700A的鈷，快速熱退火形成鈷硅化物17,去除多余的鈷，如圖4所示。
[0035] 第5步，光刻膠定義柵極及漏極區，形成柵極1及漏極10,去除光刻膠，如圖5所 /Jn〇
[0036] 第6步，光刻膠定義溝道區，進行離子注入形成溝道2,溝道區的P型離子注入雜 質為硼，注入劑量為6xl013?8X1013CM_2,注入能量為150?200KeV;去膠后爐管推進，推 進溫度為850°C60分鐘；再用光刻膠定義源極區4,進行源極離子注入，源極的注入劑量為 2xl015?3xl015CM_2,注入能量為60KeV;去膠后熱退火激活，1015°C快速熱退火30秒，如圖 6所示。
[0037] 第7步，淀積厚度為200A的氧化層作為金屬硅化物阻擋層，光刻膠定義出金屬硅 化物區域，淀積厚度為500A的金屬鈦，形成源極金屬硅化物7,如圖7所示。
[0038] 第8步，淀積厚度為300?500A的法拉第隔離氧化層，淀積厚度為1000A的金屬 鎢，光刻及刻蝕制作法拉第環，如圖8所示。
[0039] 第9步，淀積厚度為1000?1500A的氧化層及厚度為14000?15000A的硼磷硅玻璃 介質層，刻蝕形成接觸孔，淀積形成厚度為8000A的鎢塞，如圖9所示。
[0040] 第10步，淀積厚度為IOOOOA的第一金屬層，光刻及刻蝕形成第一金屬層圖形；再 淀積氧化層形成厚度為30000A的層間介質，光刻加刻蝕形成通孔，去膠；再淀積12000A的 金屬鎢，化學機械研磨至氧化層，淀積3微米的金屬鋁，光刻及刻蝕形成第二金屬層；淀積 8000A的氧化層及7000A的氮化硅層形成鈍化層。最終器件完成如圖10所示。
[0041] 以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限定本發明。對于本領域的技術人員來 說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；包含如下工藝步驟： 第1步，在襯底上生長外延，生長犧牲氧化層，用光刻膠定義進行P型深阱注入； 第2步，去除光刻膠，進行N型LDD注入；再去除犧牲氧化層，進行熱場氧生長，光刻定 義有源區； 第3步，熱氧生長柵氧，光刻定義打開漏極區； 第4步，器件表面淀積多晶娃并離子慘雜注入，快速熱退火；再淀積鉆，快速熱退火形 成鉆娃化物，去除多余的鉆； 第5步，光刻膠定義柵極及漏極區，形成柵極及漏極，去除光刻膠； 第6步，光刻膠定義溝道區，進行離子注入形成溝道，去膠后爐管推進；再用光刻膠定 義源極區，進行源極離子注入，去膠后熱退火激活； 第7步，淀積氧化層作為金屬娃化物阻擋層，光刻膠定義出金屬娃化物區域，淀積鐵， 形成源極金屬娃化物； 第8步，淀積法拉第隔離氧化層，淀積金屬鶴，光刻及刻蝕制作法拉第環； 第9步，淀積氧化層及測磯娃玻璃介質層，刻蝕形成接觸孔，淀積形成鶴塞； 第10步，形成第一金屬層，淀積氧化層形成層間介質，再淀積形成第二金屬層；淀積氧 化層及氮化娃層，形成純化層。
2. 如權利要求1所述的射頻LDM0S器件的制造方法，其特征在于；所述第1步中，襯 底采用P型的高慘雜襯底，慘雜濃度為lxl〇i9?1x1〇2°CM^;生長P型外延，慘雜濃度為 8x10"?1. 2xlO"CM-3 ;犧牲氧化層的厚度為150A。
3. 如權利要求1所述的射頻LDM0S器件的制造方法，其特征在于；所述第2步中，N 型LDD注入的注入濃度為2xl〇i2?3x1〇i 5CM-3,注入能量為150?200KeV ;熱場氧厚度為 800 ?10朋A。
4. 如權利要求1所述的射頻LDM0S器件的制造方法，其特征在于；所述第3步中，柵氧 厚度為230?280A。
5. 如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第4步中，淀積 的多晶娃厚度為巧日0?3500A;慘雜注入為N型，注入濃度為8xl〇is?1x1〇i 6CM-3,注入能量 為50KeV，1015°C高溫推進激活10砂；淀積的鉆的厚度為700A。
6. 如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第6步中，溝道 區的P型離子注入雜質為測，注入劑量為6x10"?8xlO"CM- 2,注入能量為150?200KeV， 去膠后的爐管推進溫度為85(TC 60分鐘；源極的注入劑量為2xl〇is?3x1〇i5CM-2,注入能量 為60KeV，去膠后1015°C快速熱退火30砂。
7. 如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第7步中，淀積 氧化層厚度為200A;淀積金屬鐵厚度為500A。
8. 如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第8步中，淀積 法拉第隔離氧化層的厚度為300?500A;淀積金屬鶴的厚度為1腑0A。
9. 如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第9步中，淀積 氧化層的厚度為1000?巧OOA;淀積的測磯娃玻璃介質層厚度為1400日?巧OOOA;淀積鶴塞 厚度為8000A。
10.如權利要求1所述的射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于；所述第10步中，第 一金屬層的厚度為10000A;淀積的氧化層層間介質厚度為30000A;再淀積12000A的金屬鶴， 化學機械研磨至氧化層，再淀積3微米的金屬鉛，光刻及刻蝕形成第二金屬層；淀積8000A 的氧化層及7000A的氮化娃層形成純化層。
【文檔編號】H01L21/336GK104425261SQ201310365031
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】馬彪, 周正良, 遇寒 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司