射頻ldmos器件及工藝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體領域，特別是指一種射頻LDMOS器件，本發(fā)明還涉及所述射頻LDMOS器件的工藝方法。
【背景技術】
[0002]射頻LDM0S(LDM0S:Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)器件是半導體集成電路技術與微波電子技術融合而成的新一代集成化的固體微波功率半導體產品，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MOS工藝集成等優(yōu)點，并且其價格遠低于砷化鎵器件，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，以及無線廣播與核磁共振等方面。
[0003]在射頻LDMOS的設計過程中，要求大的擊穿電壓BV和小的導通電阻Rdson，同時，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。較高的擊穿電壓有助于保證器件在實際工作時的穩(wěn)定性。而導通電阻Rdson則會直接影響到器件射頻特性，如增益與效率等特性。常規(guī)的射頻LDMOS器件的結構如圖1所示，圖中I是P型襯底，10是P型外延，具有體區(qū)11和輕摻雜漂移區(qū)12，外延上有多晶硅柵極15，雙層的法拉第屏蔽層17。其輕摻雜漂移區(qū)12采用一步摻雜來實現(xiàn)，具有較大的擊穿電壓(BV)，同時由于其漂移區(qū)濃度較淡，使其具有較大的導通電阻(Rdson)。法拉第屏蔽層的作用是降低反饋的柵漏電容(Cgd)，同時由于其在應用中處于零電位，可以起到場版的作用，降低表面電場，從而增大器件的擊穿電壓，并且能夠起到抑制熱載流子注入的作用。一般情況下，為了滿足器件在更高頻率下工作，要求更低的輸出電容，因此普通的結構很難滿足。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種射頻LDMOS器件，本發(fā)明所要解決的另一技術問題是提供所述射頻LDMOS器件的工藝方法。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明所述的射頻LDMOS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)，以及位于P型體區(qū)中的重摻雜P型區(qū)和所述射頻LDMOS器件的源區(qū)；
[0006]所述P型外延中還具有輕摻雜漂移區(qū)；
[0007]所述P型體區(qū)與輕摻雜漂移區(qū)之間的硅表面具有柵氧及覆蓋在柵氧之上的多晶硅柵極；多晶硅柵極之上具有氧化硅介質層及法拉第屏蔽層；
[0008]在P型體區(qū)遠離輕摻雜漂移區(qū)的一側具有穿通外延層且其底部位于P型襯底的鎢塞，鎢塞上端連接所述重摻雜P型區(qū)；
[0009]所述輕摻雜漂移區(qū)中還包含有第二 N型摻雜區(qū)，所述LDMOS器件的漏區(qū)位于該所述輕摻雜區(qū)中；所述第二 N型摻雜區(qū)的表面具有淺P型摻雜區(qū)。
[0010]進一步地，所述輕摻雜漂移區(qū)的第二 N型摻雜區(qū)的注入能量小于或者等于輕摻雜漂移區(qū)的注入能量，淺P型摻雜區(qū)由低注入能量形成，使淺P型摻雜區(qū)位于第二 N型摻雜區(qū)的表面處。
[0011]本發(fā)明所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，包含如下工藝步驟:
[0012]第I步，在P型襯底上形成P型外延；
[0013]第2步，器件表面生長柵氧及多晶硅，光刻定義刻蝕，形成多晶硅柵極；
[0014]第3步，離子注入形成輕摻雜漂移區(qū)；
[0015]第4步，離子注入形成P型體區(qū)；
[0016]第5步，離子注入形成第二 N型摻雜區(qū)及淺P型摻雜區(qū)；
[0017]第6步，進行源漏注入，以及重摻雜P型區(qū)離子注入；
[0018]第7步，淀積介質層及金屬層，刻蝕形成法拉第屏蔽層；
[0019]第8步，制作鎢塞等工藝過程。
[0020]進一步地，所述第I步中，P型外延的厚度為I?10 μ m，其體濃度為IxlO14?
[0021]IxlO16Cm-3O
[0022]進一步地，所述第3步中，輕摻雜漂移區(qū)的注入雜質為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為 IxlO12 ?5xl013cnT2。
[0023]進一步地，所述第4步中，P型體區(qū)在多晶硅柵極形成之前通過離子注入及高溫推進形成，P型體區(qū)的注入雜質為硼，注入能量為30?300KeV，注入劑量為IxlO12?2xl014cm 2o
[0024]進一步地，所述第5步中，第二 N型摻雜區(qū)的注入雜質為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為IxlO12?5X1013CnT2 ;淺P型摻雜區(qū)的離子注入雜質為硼，或者氟化硼或銦，注入能量為0.5?200KeV，注入劑量為IxlO12?5xl013cnT2。所述的第二 N型摻雜區(qū)與淺P型摻雜區(qū)注入共用掩膜版。
[0025]進一步地，所述第6步中，源區(qū)及漏區(qū)均為重摻雜N型區(qū)，注入雜質為磷或砷，注入能量彡200KeV，注入劑量為IxlO13?lxl016cm_2 ;P型體區(qū)中的重摻雜P型區(qū)注入雜質為硼或二氟化硼，注入能量彡10KeV,注入劑量為IxlO13?lxl016cnT2。
[0026]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件及工藝方法，通過在輕摻雜漂移區(qū)中形成第二 N型摻雜區(qū)及淺P型摻雜區(qū)，淺P型摻雜區(qū)對下方的N型離子輔助耗盡，使射頻LDMOS器件得到非常地的輸出電筒，第二 N型摻雜區(qū)與輕摻雜漂移區(qū)的摻雜濃度重疊，提高了器件的電流驅動能力，使得導通電阻下降，飽和電流提高。
【附圖說明】
[0027]圖1是傳統(tǒng)射頻LDMOS器件的結構示意圖。
[0028]圖2?9是本發(fā)明工藝步驟示意圖。
[0029]圖10是本發(fā)明工藝步驟流程圖。
[0030]圖11?13是本發(fā)明與傳統(tǒng)LDMOS的仿真對比圖。
[0031]附圖標記說明
[0032]I是P型襯底，10是P型外延層，11是P型體區(qū)，12是輕摻雜漂移區(qū)，301是第二 N型摻雜區(qū)，302是淺P型摻雜區(qū)，13是鎢塞，14是柵氧，15是多晶硅柵極，16是氧化層，17是法拉第屏蔽層，21是漏區(qū)，22是重摻雜P型區(qū)，23是源區(qū)，105是光刻膠。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件，其結構如圖9所示，在P型襯底I上具有P型外延10，所述P型外延10中具有P型體區(qū)11，以及位于P型體區(qū)11中的重摻雜P型區(qū)22和所述射頻LDMOS器件的源區(qū)23 ；
[0034]P型外延10中還具有輕摻雜漂移區(qū)12 ；
[0035]所述P型體區(qū)11與輕摻雜漂移區(qū)12之間的硅表面具有柵氧14及覆蓋在柵氧之上的多晶娃柵極15 ；
[0036]所述輕摻雜漂移區(qū)12中還包含有第二 N型摻雜區(qū)301，所述第二 N型摻雜區(qū)的表面具有淺P型摻雜區(qū)302。所述輕摻雜漂移區(qū)12的第二 N型摻雜區(qū)302的注入能量小于輕摻雜漂移區(qū)12的注入能量，淺P型摻雜區(qū)302由低注入能量形成，使淺P型摻雜區(qū)302位于第二 N型摻雜區(qū)301的表面處。
[0037]在P型體區(qū)11遠離輕摻雜漂移區(qū)12的一側具有穿通外延層10且其底部位于P型襯底I的鎢塞13，鎢塞13上端連接所述重摻雜P型區(qū)22。
[0038]本發(fā)明所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，包含如下工藝步驟:
[0039]第I步，在P型襯底I上形成P型外延10。P型外延10的厚度d為I?10 μ m，其體濃度為IxlO14?IxlO16Cm'如圖2所示。
[0040]第2步，如圖3所示，器件表面生長柵氧14及多晶硅，光刻定義并刻蝕，形成多晶娃柵極15。
[0041]第3步，如圖4所示，離子注入形成輕摻雜漂移區(qū)12。輕摻雜漂移區(qū)12的注入雜質為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為IxlO12?5x