專利名稱：射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，本發(fā)明還涉及該晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著3G時(shí)代的到來，通訊領(lǐng)域越來越多的要求更大功率的射頻(RF)器件的開發(fā)。射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管(RFLDM0S)，由于其具有非常高的輸出功率，早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于手提式無線基站功率放大中，其應(yīng)用頻率為900MHZ-3. 8GHz。RFLDM0S與傳統(tǒng)的硅基雙極晶體管相比，具有更好的線性度，更高的功率和增益。如今，RFLDM0S比雙極管，以及GaAs器件更受歡迎。目前RFLDM0S的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用摻高濃度P型雜質(zhì)的襯底，即P型襯底11，根據(jù)器件耐壓的要求不同，在所述P型襯底11上，生長不同厚度和摻雜濃度的P型外延層12，通過光刻板定義，進(jìn)行離子注入形成輕摻雜漂移區(qū)18 ;隨后熱氧生長一層?xùn)艠O氧化層17 ;淀積多晶硅，光刻板定義并刻蝕出多晶硅柵15 ;利用離子注入和擴(kuò)散工藝分別形成P阱14、P+區(qū)域19、N+源區(qū)110及N+漏區(qū)111 ;淀積法拉第屏蔽層下方氧化層，然后淀積金屬或者金屬硅化物，刻蝕出法拉第屏蔽層16。最后進(jìn)行后續(xù)工藝，形成RFLDM0S。目前一般情況下，這種方法制備的法拉第屏蔽層下方氧化層是通過淀積的方式生長，其質(zhì)量一般較差，其質(zhì)量的好壞直接能夠影響到器件的可靠性的評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括多晶硅柵及法拉第屏蔽層，所述法拉第屏蔽層為多晶硅法拉第屏蔽層。進(jìn)一步的，所述多晶硅柵為臺(tái)階型。進(jìn)一步的，還包括多晶硅下方氧化層，所述氧化層的結(jié)構(gòu)為臺(tái)階型，即所述多晶硅柵下方的氧化層比所述多晶硅法拉第屏蔽層下方的氧化層薄。進(jìn)一步的，所述多晶硅法拉第屏蔽層下方的氧化層的厚度為0.1微米-1微米，所述多晶硅柵下方的氧化層的厚度為0. 005微米-0.1微米。一種射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，包括步驟1、在P型襯底上生長P型外延層；通過光刻板定義出輕摻雜漂移區(qū)，進(jìn)行離子注入。步驟2、進(jìn)行熱氧生長一層較厚的氧化層，然后通過光刻板定義并將源端和柵極下方的氧化層全部或者部分去除，然后再進(jìn)行一次熱氧過程，生長一層較薄的氧化層，使之成為臺(tái)階形的氧化層結(jié)構(gòu)。步驟3、淀積多晶硅，光刻板定義并刻蝕出多晶硅柵和法拉第屏蔽層。使得多晶硅柵極下方為薄氧化層，多晶硅法拉第屏蔽層下方 為厚氧化層。步驟4、P阱的形成方式，在多晶硅柵形成后通過自對(duì)準(zhǔn)的工藝，加高溫推進(jìn)形成。
步驟5、源漏端重?fù)诫s區(qū)的形成方式，通過光刻版分別依次定義出源端N+區(qū)域、漏端N+區(qū)域和P+區(qū)域，分別進(jìn)行離子注入。步驟6、多晶硅塞或者金屬塞的形成，通過模板定義出多晶硅塞或者金屬塞的位置和大小，淀積多晶硅或者金屬塞。步驟7、進(jìn)行后續(xù)エ藝，形成RFLDM0S。進(jìn)ー步的，步驟I所述離子為磷或神。進(jìn)ー步的，步驟I所述離子注入，其能量為10keV_500keV，劑量為1011_1013cm_2。進(jìn)ー步的，步驟2中所述的較厚氧化層的厚度為0.1微米-1微米；所述較薄氧化層的厚度為0. 005微米-0.1微米。進(jìn)ー步的，步驟4中所述P阱的雜質(zhì)為硼，能量為30_80keV，劑量為2el2_2el4cm 2。進(jìn)ー步的，步驟5中所述源端N+區(qū)域及漏端N+區(qū)域的雜質(zhì)為磷或神，能量為0keV-200keV，劑量為 IO13-1O16Cm'進(jìn)ー步的，步驟5中所述P+區(qū)域雜質(zhì)為硼或者ニ氟化硼，其能量為OkeV-lOOkeV，劑量為 IO13-1O16Cm'本發(fā)明射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多晶硅法拉第屏蔽層的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的制備法拉第屏蔽層エ藝相比較，該制備エ藝簡單，其多晶硅法拉第屏蔽層與多晶硅柵一起制作，這種方法通過熱氧的方式生長法拉第屏蔽層下方的氧化層，只是增加了一次熱氧化過程，減少了一次法拉第 屏蔽層下方氧化層淀積與金屬淀積和刻蝕過程，此方法制備的法拉第屏蔽層下方的氧化層的質(zhì)量相對(duì)于普通的法拉第屏蔽層通過淀積的方式生長的要好，從而增強(qiáng)了器件的耐用性；并且本發(fā)明的器件相對(duì)于普通的金屬法拉第屏蔽層器件，具有相同的擊穿電壓、導(dǎo)通電阻等特性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明圖1是現(xiàn)有的RFLDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明RFLDM0S器件第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明RFLDM0S器件第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明RFLDM0S器件與現(xiàn)有RFLDM0S器件在擊穿時(shí)，多晶硅柵下方到輕摻雜區(qū)硅表面的電場(chǎng)強(qiáng)度曲線對(duì)比圖；圖5為本發(fā)明RFLDM0S器件與現(xiàn)有RFLDM0S器件的擊穿電壓曲線圖；圖6a_6h是本發(fā)明RFLDM0S器件制造方法步驟示意圖。主要結(jié)構(gòu)標(biāo)記說明P型襯底11P型外延層12P型多晶硅塞或金屬塞13 P阱14多晶硅柵15法拉第屏蔽層16氧化層17輕摻雜的漂移區(qū)18P+區(qū)域19源區(qū)N+區(qū)域110漏區(qū)N+區(qū)域111
P型襯底21P型外延層22P型多晶硅塞或金屬塞23P阱24多晶硅柵25氧化層26法拉第屏蔽層27輕摻雜的漂移區(qū)28P+區(qū)域29源區(qū)N+區(qū)域210漏區(qū)N+區(qū)域211P型襯底31P型外延層32P型多晶硅塞或金屬塞33P阱34多晶硅柵35氧化層36法拉第屏蔽層37輕摻雜的漂移區(qū)38P+區(qū)域39源區(qū)N+區(qū)域310漏區(qū)N+區(qū)域311P型襯底401P型外延層402輕摻雜漂移區(qū)403光刻膠404較厚的氧化層40 5較薄的氧化層406多晶硅柵407法拉第屏蔽層408P 阱 409P+ 區(qū)域 410源端N+區(qū)域411漏端N+區(qū)域412多晶硅塞或者金屬塞41具體實(shí)施例方式為使貴審查員對(duì)本發(fā)明的目的、特征及功效能夠有更進(jìn)一歩的了解與認(rèn)識(shí)，以下配合附圖詳述如后。如圖2所示，為本發(fā)明RFLDM0S器件第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，其中采用摻高濃度P型雜質(zhì)的襯底，即P+襯底21，根據(jù)器件耐壓的要求不同，在所述P+型襯底21上，生長不同厚度和摻雜濃度的P型外延層12 ;通過光刻板定義，進(jìn)行離子注入形成輕摻雜漂移區(qū)28 ；隨后熱氧生長一層較厚的氧化層，然后通過光刻板定義并將源端和柵極下方的氧化層全部或者部分去除，然后再進(jìn)行一次熱氧過程，生長ー層較薄的氧化層，使之成為臺(tái)階形的氧化層26 ;淀積多晶硅，光刻板定義并刻蝕出多晶硅柵25和多晶硅法拉第屏蔽層27 ;利用離子注入和擴(kuò)散エ藝形成P阱24、P+區(qū)域29、N+源區(qū)210及N+漏區(qū)211 ;最后進(jìn)行后續(xù)エ藝，形成RFLDM0S。其中，氧化層26的結(jié)構(gòu)為在靠近漏端的部分較厚，而靠近源端的部分較薄，形成具有薄氧化層的多晶硅柵25，以及具有較厚氧化層的多晶硅法拉第屏蔽層27。本發(fā)明射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多晶硅法拉第屏蔽層的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的制備法拉第屏蔽層エ藝相比較，該制備エ藝簡單，其多晶硅法拉第屏蔽層與多晶硅柵一起制作，這種方法通過熱氧的方式生長法拉第屏蔽層下方的氧化層，只是增加了一次熱氧化過程，減少了一次法拉第屏蔽層下方氧化層淀積與金屬淀積和刻蝕過程，此方法制備的法拉第屏蔽層下方的氧化層的質(zhì)量相對(duì)于普通的法拉第屏蔽層通過淀積的方式生長的要好，從而增強(qiáng)了器件的耐用性。并且本發(fā)明的器件相對(duì)于普通的金屬法拉第屏蔽層器件，具有相同的擊穿電壓、導(dǎo)通電阻等特性。
如圖3所示，為本發(fā)明RFLDM0S器件第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述法拉第屏蔽層37為多晶硅材料，采用多晶硅法拉第屏蔽層，相對(duì)于普通的金屬法拉第屏蔽層器件，具有相同的擊穿電壓、導(dǎo)通電阻等。所述多晶硅柵35為臺(tái)階型多晶硅柵的結(jié)構(gòu)，其下方氧化層為一邊薄一邊厚的結(jié)構(gòu)，其中靠近漏端的多晶硅柵35下面厚的氧化層，其厚度與多晶硅法拉第屏蔽層37下方的氧化層厚度一樣，可以起到降低多晶硅柵下方邊緣電場(chǎng)強(qiáng)度的作用，從而抑制熱載流子注入，提高器件的可靠性。如圖4是本發(fā)明RFLDM0S器件與現(xiàn)有RFLDM0S器件在擊穿時(shí)，多晶硅柵下方到輕摻雜區(qū)硅表面的電場(chǎng)強(qiáng)度曲線對(duì)比圖；圖4中分別示出了現(xiàn)有的金屬法拉第屏蔽層、普通的多晶硅柵及多晶硅法拉第屏蔽層和階梯型多晶硅柵及多晶硅法拉第屏蔽層的RFLDM0S在擊穿時(shí)，多晶硅柵下方到輕摻雜漂移區(qū)硅表面的電場(chǎng)強(qiáng)度曲線圖，此曲線與坐標(biāo)之間所圍繞的圖形的面積即為器件的擊穿電壓值，從圖4中可以看出，三者的擊穿電壓基本接近。而此曲線圖有兩個(gè)較強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度值峰，第一個(gè)峰為多晶硅柵下端邊緣所致，其大小直接關(guān)系到HCI的好壞，后面一個(gè)峰為法拉第屏蔽層下方邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度值。圖4中顯示，含有多晶硅法拉第屏蔽層的RFLDM0S可以與普通的金屬法拉第屏蔽層起到相同的作用，而且如果做成階梯型的多晶硅柵，則靠近漏端的多晶硅柵下面厚的氧化層，還可以起到降低多晶硅柵下方邊緣電場(chǎng)強(qiáng)度的作用，從而抑制HCI。如圖5所示，為本發(fā)明RFLDM0S器件與現(xiàn)有RFLDM0S器件的擊穿電壓曲線圖；圖5中分別示出了現(xiàn)有的金屬法拉第屏蔽層、普通的多晶硅柵及多晶硅法拉第屏蔽層和階梯型多晶硅柵及多晶硅法拉第屏蔽層的RFLDM0S擊穿電壓，從圖5中可以看出三者擊穿電壓基
本一樣。本發(fā)明射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其步驟包括步驟1、在P型襯底401上生長P型外延層402 ;通過光刻板定義出輕摻雜漂移區(qū)(NLDD)403，進(jìn)行離子注入，其雜質(zhì)為磷或者砷，其能量為10keV-500keV，劑量為IO11-1O13Cnr2 ;如圖 6a 所示。步驟2、輕摻雜漂移區(qū)403形成之后去除光刻膠404，進(jìn)行熱氧生長一層較厚的氧化層405，厚度為0.1微米-1微米，然后通過光刻板定義并將源端和柵極下方的氧化層全部或者部分去除，如圖6b。然后再進(jìn)行一次熱氧過程，生長一層較薄的氧化層，生長一層較薄的氧化層406,厚度為0. 005微米-0.1微米,如圖6c,使之成為臺(tái)階形的氧化層結(jié)構(gòu)。步驟3、淀積多晶硅，光刻板定義并刻蝕出多晶硅柵407和法拉第屏蔽層408，形成具有薄氧化層的多晶硅柵407，以及具有較厚氧化層的多晶硅法拉第屏蔽層408，如圖6d。其中，多晶硅柵407還可以為臺(tái)階型，如圖6e。步驟4、P阱409的形成方式，在多晶硅柵407形成后通過自對(duì)準(zhǔn)的工藝，加高溫推進(jìn)形成。所述 P阱雜質(zhì)為硼，能量為30-80keV，劑量為IO12-1O14Cnr2，如圖6f。步驟5、源漏端重?fù)诫s區(qū)的形成方式，通過光刻版分別依次定義出源端N+區(qū)域411、漏端N+區(qū)域412和P+區(qū)域410，分別進(jìn)行離子注入。注入源漏端的N+，雜質(zhì)為磷或砷，能量為0keV-200keV，劑量為1013-1016cm_2。注入P+，雜質(zhì)為硼或者二氟化硼，其能量為OkeV-lOOkeV，劑量為 IO13-1O16Cm-2 ;如 6g 所示。步驟6、多晶硅塞或者金屬塞413的形成，通過模板定義出多晶硅塞或者金屬塞413的位置和大小，淀積多晶硅或者金屬塞。如6h所示。
步驟7、進(jìn)行后續(xù)工藝，形成RFLDM0S。以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，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
1.一種射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括多晶硅柵及法拉第屏蔽層，其特征在于所述法拉第屏蔽層為多晶硅法拉第屏蔽層。
2.如權(quán)利要求1所述射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述多晶硅柵為臺(tái)階型。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于還包括多晶硅下方氧化層，所述氧化層的結(jié)構(gòu)為臺(tái)階型，即所述多晶硅柵下方的氧化層比所述多晶硅法拉第屏蔽層下方的氧化層薄。
4.如權(quán)利要求3所述的射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述多晶硅法拉第屏蔽層下方的氧化層的厚度為O.1微米-1微米，所述多晶硅柵下方的氧化層的厚度為O.005微米-O.1微米。
5.一種如權(quán)利要求1所述的射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其特征在于，包括 步驟1、在P型襯底上生長P型外延層；通過光刻板定義出輕摻雜漂移區(qū)，進(jìn)行離子注A ； 步驟2、進(jìn)行熱氧生長一層較厚的氧化層，然后通過光刻板定義并將源端和柵極下方的氧化層全部或者部分去除，然后再進(jìn)行一次熱氧過程，生長一層較薄的氧化層，使之成為臺(tái)階形的氧化層結(jié)構(gòu)； 步驟3、淀積多晶硅，光刻板定義并刻蝕出多晶硅柵和法拉第屏蔽層； 步驟4、P阱的形成方式，在多晶硅柵形成后通過自對(duì)準(zhǔn)的工藝，加高溫推進(jìn)形成； 步驟5、源漏端重?fù)诫s區(qū)的形成方式，通過光刻版分別依次定義出源端N+區(qū)域、漏端N+區(qū)域和P+區(qū)域，分別進(jìn)行離子注入； 步驟6、多晶硅塞或者金屬塞的形成，通過模板定義出多晶硅塞或者金屬塞的位置和大小，淀積多晶硅或者金屬塞； 步驟7、進(jìn)行后續(xù)工藝，形成RFLDMOS。
6.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟I所述離子為磷或砷。
7.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟I所述離子注入，其能量為10keV-500keV，劑量為 IO11-1O13Cm-2
8.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟2中所述的較厚氧化層的厚度為O.1微米-1微米；所述較薄氧化層的厚度為O. 005微米-O.1微米。
9.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟4中所述P阱的雜質(zhì)為硼，能量為30-80keV，劑量為 1012-1014cnT2。
10.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟5中所述源端N+區(qū)域及漏端N+區(qū)域的雜質(zhì)為磷或砷，能量為0keV-200keV，劑量為1013-1016cnT2。
11.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟5中所述P+區(qū)域雜質(zhì)為硼或者二氟化硼，其能量為OkeV-lOOkeV，劑量為1013-1016cnT2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括多晶硅柵及法拉第屏蔽層，所述法拉第屏蔽層為多晶硅法拉第屏蔽層。本發(fā)明射頻橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用多晶硅法拉第屏蔽層的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的制備法拉第屏蔽層工藝相比較，該制備工藝簡單，只是增加了一次熱氧化過程，減少了一次法拉第屏蔽層下方氧化層淀積與金屬淀積和刻蝕過程，此方法制備的法拉第屏蔽層下方的氧化層的質(zhì)量相對(duì)于普通的法拉第屏蔽層通過淀積的方式生長的要好，從而增強(qiáng)了器件的耐用性；并且本發(fā)明的器件相對(duì)于普通的金屬法拉第屏蔽層器件，具有相同的擊穿電壓、導(dǎo)通電阻等特性。同時(shí)此方法所制備的臺(tái)階柵結(jié)構(gòu)，也能起到抑制熱載流子注入(HCI)的作用。
文檔編號(hào)H01L29/78GK103035724SQ20121043227
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者李娟娟, 錢文生, 韓峰, 慈朋亮 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司