專利名稱：N型射頻ldmos中多晶硅p型沉阱的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種N型射頻LDMOS 中多晶硅P型沉阱的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的射頻LDMOS工藝中，為了降低源極的接線電感和電阻，提高共源放大器的射頻增益，同時(shí)減少源極布線帶來(lái)的不利的寄生參數(shù)并進(jìn)一步減少版圖面積，常采用重?fù)诫s的沉阱將源極和接地的襯底相連，以提高器件性能。如圖1所示，為現(xiàn)有N型射頻LDMOS 的結(jié)構(gòu)示意圖。所述現(xiàn)有射頻LDMOS形成于P+襯底上的P-外延層中，在所述P-外延層中形成有P+沉阱，一 P阱形成于所述P-外延層和所述P+沉阱上，在所述P阱上形成有柵極， 通過(guò)所述柵極控制在所述P阱中形成溝道；在所述柵極一側(cè)的P阱中形成有N+和P+區(qū)，所述N+區(qū)作為器件的源區(qū)并引出源極、所述P+區(qū)引出器件的背柵極；在所述柵極另一側(cè)的 P-外延層中形成有N-漂移區(qū)和N+區(qū)，該P(yáng)-外延層中的N+區(qū)作為器件的漏區(qū)并引出漏極。 由圖1可知，源極通過(guò)P阱和所述P+沉阱實(shí)現(xiàn)和所述P+襯底的連接?，F(xiàn)有射頻LDMOS的沉阱的第一種制造方法為在外延層形成后，對(duì)沉阱區(qū)域進(jìn)行高劑量注入并進(jìn)行高溫推進(jìn)，但對(duì)耐壓要求很高、外延層厚度較大的應(yīng)用，則難以通過(guò)注入加推進(jìn)的方法就使得源極和襯底很好地相連，沉阱深處會(huì)形成一個(gè)低濃度的窄區(qū)，使得沉阱的電阻較高?，F(xiàn)有射頻LDMOS的沉阱的第二種制造方法為采用邊形成外延層邊進(jìn)行沉阱注入，在外延層形成后進(jìn)行推進(jìn)的方法，雖然可以解決前述問題，但由于沉阱雜質(zhì)劑量很濃， 外延層生長(zhǎng)時(shí)會(huì)有較多的沉阱雜質(zhì)揮發(fā)進(jìn)設(shè)備腔體，對(duì)漂移區(qū)內(nèi)部進(jìn)行自摻雜，使得漂移區(qū)內(nèi)部形成一層濃度較高的P型雜質(zhì)層，會(huì)嚴(yán)重影響器件的擊穿特性，導(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆怠?此外，上述現(xiàn)有的制造方法中用注入加推進(jìn)的方式形成沉阱，還要考慮雜質(zhì)的橫向擴(kuò)散可能會(huì)影響溝道區(qū)，所以版圖設(shè)計(jì)時(shí)沉阱區(qū)域離溝道區(qū)的距離比較大，會(huì)增加版圖面積，降低器件密度，不利于獲得高性能的器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種N型射頻LDMOS中多晶硅P型沉阱的制造方法，能提高器件的擊穿電壓、縮小版圖面積、提高器件密度、工藝參數(shù)可調(diào)性強(qiáng)、適用范圍為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的N型射頻LDMOS中多晶硅P型沉阱的制造方法，包括如下步驟步驟一、在一 P型硅襯底上形成P型外延層，在所述P型外延層上的沉阱區(qū)域刻蝕出V型槽。所述P型外延層的摻雜雜質(zhì)為硼、雜質(zhì)體濃度為1. 0E14cm 3 1. 0E15cm_3，所述 P型外延層的厚度能根據(jù)器件的耐壓要求進(jìn)行調(diào)整，所述P型外延層的厚度和器件的耐壓關(guān)系為15V/y m。所述V型槽采用各向異性刻蝕工藝形成，所述V型槽的開口張角為15° 30°、開口寬度為5 μ m 10 μ m，所述V型槽的深度大于所述P型外延層的厚度。
步驟二、在所述V型槽側(cè)壁上形成第一氧化層，形成方法為在所述P型硅襯底上形成所述第一氧化層，去除所述V型槽底部表面以及所述V型槽外部的所述P型外延層表面的所述第一氧化層，只保留所述V型側(cè)壁上的所述第一氧化層。采用熱氧化、或沉積法形成所述第一氧化層，所述第一氧化層的厚度為500A 1000A，所述第一氧化層作為器件后續(xù)工藝中的隔離氧化層、其厚度的具體值要求能保證在后續(xù)工藝中能阻隔所述ν型槽中P 型雜質(zhì)的穿透。步驟三、在所述P型硅襯底上淀積第一層多晶硅，并對(duì)所述第一層多晶硅進(jìn)行P型雜質(zhì)的離子注入，所述第一層多晶硅的厚度滿足不填滿所述V型槽的條件。所述第一層多晶硅的厚度為所述V型槽的開口寬度的1/2到2/3。所述第一層多晶硅的P型雜質(zhì)的離子注入的注入雜質(zhì)為硼、注入能量為50keV lOOkeV、注入劑量為1. OE 15cm"2 1. 0E16cnT2。步驟四、在所述第一層多晶硅上淀積第二層多晶硅，淀積后所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅總厚度滿足將所述V型槽完全填滿的條件。步驟五、對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行研磨，去除所述V型槽外部的所述P型外延層上的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅并使所述V型槽上部的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅表面平整化。步驟六、在所述P型硅襯底上形成第二氧化層，所述第二氧化層作為所述沉阱區(qū)域外的保護(hù)層。所述第二氧化層的生長(zhǎng)溫度為800°c 900°C、所述第二氧化層的厚度為 200 A 500 A0步驟七、對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行退火推進(jìn)，將所述第一層多晶硅中離子注入的P型雜質(zhì)推進(jìn)整個(gè)所述V型槽中的所述第一層多晶硅和第二層多晶硅中，形成多晶硅P型沉阱。 退火推進(jìn)的溫度為950°C 1100°C、時(shí)間為30分鐘 2小時(shí)，溫度越低則需要時(shí)間越長(zhǎng)。步驟八、形成所述N型射頻LDMOS的P阱、漂移區(qū)、源極、柵極、漏極。本發(fā)明的有益效果為1、本發(fā)明方法采用摻雜的多晶硅形成N型射頻LDMOS中的P型沉阱，能避免沉阱雜質(zhì)自摻雜引起器件擊穿電壓下降的問題，從而能提高器件的擊穿電壓。2、由于本發(fā)明在所述V槽的側(cè)壁形成了第一氧化層作為隔離氧化層，能使沉阱的面積完全由版圖設(shè)計(jì)決定，無(wú)須擔(dān)心橫向擴(kuò)散對(duì)溝道區(qū)的影響，因此能夠縮小版圖面積，提高器件密度。3、本發(fā)明同時(shí)還具備工藝參數(shù)的可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、適用范圍廣的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是為現(xiàn)有N型射頻LDMOS的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖；圖3-圖8是本發(fā)明實(shí)施例方法的各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖2是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖；如圖3至圖8所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法的各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例N型射頻LDMOS中多晶硅P型沉阱的制造方法，包括如下步驟步驟一、如圖3所示，在一 P型硅襯底上形成P型外延層，在所述P型外延層上的沉阱區(qū)域刻蝕出V型槽。所述P型外延層的摻雜雜質(zhì)為硼、雜質(zhì)體濃度為l.OEHcm 3 1. 0E15cm_3，所述P型外延層的厚度能根據(jù)器件的耐壓要求進(jìn)行調(diào)整，所述P型外延層的厚度和器件的耐壓關(guān)系為15V/ym。所述V型槽采用各向異性刻蝕工藝形成，所述V型槽的開口張角為15° 30°、開口寬度為5μπι ΙΟμπι，所述V型槽的深度大于所述P型外延層的厚度。步驟二、如圖4所示，在所述V型槽側(cè)壁上形成第一氧化層，形成方法為在所述P 型硅襯底上形成所述第一氧化層，去除所述V型槽底部表面以及所述V型槽外部的所述P 型外延層表面的所述第一氧化層，只保留所述V型側(cè)壁上的所述第一氧化層。采用熱氧化、 或沉積法形成所述第一氧化層，所述第一氧化層的厚度為500Α 1000Α，所述第一氧化層作為器件后續(xù)工藝中的隔離氧化層、其厚度的具體值要求能保證在后續(xù)工藝中能阻隔所述 V型槽中P型雜質(zhì)的穿透。步驟三、如圖5所示，在所述P型硅襯底上淀積第一層多晶硅，并對(duì)所述第一層多晶硅進(jìn)行硼注入，所述第一層多晶硅的厚度為所述V型槽的開口寬度的1/2到2/3。 所述第一層多晶硅的硼注入的工藝條件為注入能量為50keV lOOkeV、注入劑量為 1. 0E15cnT2 1. 0E16cnT2。如圖6所示的硼摻雜層即為所述第一層多晶硅進(jìn)行硼注入后形成。步驟四、如圖6所示，在所述第一層多晶硅上淀積第二層多晶硅，淀積后所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅總厚度滿足將所述V型槽完全填滿的條件。步驟五、如圖6所示，對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行研磨，去除所述V型槽外部的所述P 型外延層上的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅并使所述V型槽上部的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅表面平整化。步驟六、如圖6所示，在所述P型硅襯底上形成第二氧化層即在所述P型硅襯底上的所述P型外延層和所述V型槽的第一層多晶硅和第二層多晶硅的表面上形成所述第二層氧化層，圖6中并未標(biāo)示出所述第二氧化層。所述第二氧化層作為所述沉阱區(qū)域外的保護(hù)層。所述第二氧化層的生長(zhǎng)溫度為800°C 900°C、所述第二氧化層的厚度為 200 A 500 A0步驟七、如圖7所示，對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行退火推進(jìn)，將所述第一層多晶硅中離子注入的硼雜質(zhì)推進(jìn)整個(gè)所述V型槽中的所述第一層多晶硅和第二層多晶硅中，形成多晶硅P型沉阱。退火推進(jìn)的溫度為950°C 1100°C、時(shí)間為30分鐘 2小時(shí)，溫度越低則需要時(shí)間越長(zhǎng)。步驟八、如圖8所示，形成所述N型射頻LDMOS的P阱，并在所述P阱上形成柵極， 在所述柵極的一側(cè)的所述P阱中形成一 N+區(qū)和P+區(qū)，所述柵極的所述N+區(qū)作為器件的源區(qū)并引出源極、所述P+區(qū)引出器件的背柵極；在所述柵極另一側(cè)的P型外延層中形成所述 N-漂移區(qū)和N+區(qū)，該P(yáng)型外延層中的N+區(qū)作為器件的漏區(qū)并引出漏極。通過(guò)所述多品硅 P型沉阱將所述源極和所述P型襯底相連接。以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種N型射頻LDMOS中多晶硅P型沉阱的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、在一 P型硅襯底上形成P型外延層，在所述P型外延層上的沉阱區(qū)域刻蝕出V型槽；步驟二、在所述V型槽側(cè)壁上形成第一氧化層，形成方法為在所述P型硅襯底上形成所述第一氧化層，去除所述V型槽底部表面以及所述V型槽外部的所述P型外延層表面的所述第一氧化層，只保留所述V型側(cè)壁上的所述第一氧化層；步驟三、在所述P型硅襯底上淀積第一層多晶硅，并對(duì)所述第一層多晶硅進(jìn)行P型雜質(zhì)的離子注入，所述第一層多晶硅的厚度滿足不填滿所述V型槽的條件；步驟四、在所述第一層多晶硅上淀積第二層多晶硅，淀積后所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅總厚度滿足將所述V型槽完全填滿的條件；步驟五、對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行研磨，去除所述V型槽外部的所述P型外延層上的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅并使所述V型槽上部的所述第一層多晶硅和所述第二層多晶硅表面平整化；步驟六、在所述P型硅襯底上形成第二氧化層，所述第二氧化層作為所述沉阱區(qū)域外的保護(hù)層；步驟七、對(duì)所述P型硅襯底進(jìn)行退火推進(jìn)，將所述第一層多晶硅中離子注入的P型雜質(zhì)推進(jìn)整個(gè)所述V型槽中的所述第一層多晶硅和第二層多晶硅中，形成多晶硅P型沉阱；步驟八、形成所述N型射頻LDMOS的P阱、漂移區(qū)、源極、柵極、漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟一中所述P型外延層的摻雜雜質(zhì)為硼、 雜質(zhì)體濃度為1. OEHcm3 1. 0E15cnT3，所述P型外延層的厚度能根據(jù)器件的耐壓要求進(jìn)行調(diào)整，所述P型外延層的厚度和器件的耐壓關(guān)系為15V/ μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟一中所述V型槽采用各向異性刻蝕工藝形成，所述V型槽的開口張角為15° 30°、開口寬度為5μπι ΙΟμπι，所述V型槽的深度大于所述P型外延層的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟二中采用熱氧化、或沉積法形成所述第一氧化層，所述第一氧化層的厚度為500Α 1000Α，所述第一氧化層的厚度的具體值要求能保證在后續(xù)工藝中能阻隔所述V型槽中P型雜質(zhì)的穿透。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟三中所述第一層多晶硅的厚度為所述V 型槽的開口寬度的1/2到2/3。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟三中所述第一層多晶硅的P型雜質(zhì)的離子注入的注入雜質(zhì)為硼、注入能量為50keV lOOkeV、注入劑量為1. 0E15cm_2 1. 0E16cnT2。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟六中所述第二氧化層的生長(zhǎng)溫度為 800°C 900°C、所述第二氧化層的厚度為200 A 500 k0
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟七中退火推進(jìn)的溫度為950°C 1100°C、時(shí)間為30分鐘 2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N型射頻LDMOS中多晶硅P型沉阱的制造方法，包括步驟在P型硅襯底上形成P型外延層并刻蝕出V型槽；在V型槽側(cè)壁上形成第一氧化層；在硅襯底上淀積第一層多晶硅并進(jìn)行P型雜質(zhì)的離子注入；在第一層多晶硅上淀積第二層多晶硅并將V型槽完全填滿；進(jìn)行研磨使多晶硅表面平整化；在硅襯底上形成第二氧化層作為沉阱區(qū)域外的保護(hù)層；進(jìn)行退火推進(jìn)，將P型雜質(zhì)推進(jìn)整個(gè)V型槽的多晶硅中并形成多晶硅P型沉阱；形成N型射頻LDMOS的P阱、漂移區(qū)、源極、柵極、漏極。本發(fā)明方法能提高器件的擊穿電壓、縮小版圖面積、提高器件密度、工藝參數(shù)可調(diào)性強(qiáng)、適用范圍廣。
文檔編號(hào)H01L21/316GK102376618SQ201010265249
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者錢文生, 韓峰 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司