l013cnT2。
[0042]第4步，離子注入形成P型體區(qū)。P型體區(qū)11在多晶硅柵極形成之前通過離子注入及高溫推進(jìn)形成，P型體區(qū)11的注入雜質(zhì)為硼，注入能量為30?300KeV，注入劑量為IxlO12 ?2xl014cnT2。如圖 5 所示。
[0043]第5步，離子注入形成第二 N型摻雜區(qū)，如圖6所示，第二 N型摻雜區(qū)301的注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為IxlO12?5xl013cnT2 ;再形成淺P型摻雜區(qū)302，淺P型摻雜區(qū)302的離子注入雜質(zhì)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)301與淺P型摻雜區(qū)302的注入共用一塊掩模版。
[0044]第6步，進(jìn)行源漏注入。如圖7所示，源區(qū)23及漏區(qū)21均為重?fù)诫sN型區(qū)，注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量彡200KeV，注入劑量為IxlO13?lxl016cm_2 ;再進(jìn)行重?fù)诫sP型區(qū)22的離子注入，P型體區(qū)11中的重?fù)诫sP型區(qū)22注入雜質(zhì)為硼或二氟化硼，注入能量彡10KeV,注入劑量為IxlO13?IxlO1W20
[0045]第7步,淀積介質(zhì)層16及金屬層,刻蝕形成法拉第屏蔽層17。如圖8所示。
[0046]弟8步,制作鶴塞，器件最終完成，如圖9所不。
[0047]整個(gè)器件的制作流程如圖10所示。
[0048]本發(fā)明對(duì)N型漂移區(qū)分步進(jìn)行注入，第一次注入形成N型漂移區(qū)12，注入離子為磷，其劑量不能太高，否則會(huì)導(dǎo)致多晶硅柵邊緣電場太強(qiáng)，影響器件的擊穿電壓(BV)，或者導(dǎo)致熱載流子注入效應(yīng)變強(qiáng)，從而影響器件的使用壽命。其劑量也不宜過高，否則影響器件的電流驅(qū)動(dòng)能力，導(dǎo)致導(dǎo)通電阻Rdson增大，以及飽和電流Idsat降低。第二次注入形成第二 N型摻雜區(qū)301，N型離子為磷或者砷，其注入位置不宜太靠近多晶硅柵，否則也會(huì)導(dǎo)致其邊緣電場太強(qiáng)，從而影響器件的擊穿電壓BV，或者熱載流子注入能力(HCI)。其位置也不宜離多晶硅柵太遠(yuǎn)，否則會(huì)導(dǎo)致法拉第屏蔽層對(duì)其耗盡失去作用，從而失去具有競爭力的輸出電容。
[0049]對(duì)于淺P型摻雜區(qū)302的注入，其與第二次N型離子注入共用一塊模板，其注入深度淺且劑量濃，可以幫助N型離子耗盡，從而達(dá)到非常低的輸出電容。
[0050]第二 N型摻雜區(qū)301，由于第一次與第二次的N型離子疊加的濃度較濃，雖然P型離子較濃，朝下耗盡，縮窄了器件在工作狀態(tài)下的電流通路，但是其高的濃度也能夠提高器件的電流驅(qū)動(dòng)能力，使得導(dǎo)通電阻下降，飽和電流提高。
[0051]為說明本發(fā)明的實(shí)際效果，采用TCAD仿真軟件對(duì)本發(fā)明射頻LDMOS管以及傳統(tǒng)的射頻LDMOS管的效果進(jìn)行了仿真對(duì)比，圖11示出了普通的射頻LDMOS和本發(fā)明的射頻LDMOS的器件結(jié)構(gòu)，以及其在漏端電壓為工作電壓，柵源短接的時(shí)候的耗盡區(qū)的圖，圖中虛線所示為耗盡區(qū)邊界，從圖中可以看出，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通的結(jié)構(gòu)耗盡區(qū)寬度要寬很多，因此輸出電容相對(duì)較小。圖12為兩種器件結(jié)構(gòu)的輸出電容曲線圖，從圖中可以看出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的輸出電容較小。其導(dǎo)通電阻Rdson可以降低5?10%，輸出電容可以降低15?30%。圖13為兩種器件結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移特性曲線圖，從圖中可以看出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的電流驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)。飽和電流Idsat可以增加5?10%。
[0052]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種射頻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?fù)诫sP型區(qū)和所述射頻LDMOS器件的源區(qū)； 所述P型外延中還具有輕摻雜漂移區(qū)； 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(zhì)層及法拉第屏蔽層； 在P型體區(qū)遠(yuǎn)離輕摻雜漂移區(qū)的一側(cè)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?fù)诫sP型區(qū)； 其特征在于: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)位于所述輕摻雜漂移區(qū)中；所述第二 N型摻雜區(qū)的表面具有淺P型摻雜區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻LDMOS器件，其特征在于: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。
3.如權(quán)利要求1所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:包含如下工藝步驟: 第I步，在P型襯底上形成P型外延； 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； 第3步，離子注入形成輕摻雜漂移區(qū)； 第4步，離子注入形成P型體區(qū)； 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)； 第6步，進(jìn)行源漏注入，以及重?fù)诫sP型區(qū)離子注入； 第7步，淀積介質(zhì)層及金屬層，刻蝕形成法拉第屏蔽層； 第8步，制作鎢塞等工藝過程。
4.如權(quán)利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:所述第I步中，P型外延的厚度為I?10 μ m,其體濃度為IxlO14?lxl016cnT3。
5.如權(quán)利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:所述第3步中，輕摻雜漂移區(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為IxlO12?5xl013cm 2。
6.如權(quán)利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于: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(jìn)形成，P型體區(qū)的注入雜質(zhì)為硼，注入能量為30?300KeV，注入劑量為IxlO12?2xl014cnT2。
7.如權(quán)利要求4所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:所述第5步中，第二 N型摻雜區(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50?500KeV，注入劑量為IxlO12?5^013_-2;淺？型摻雜區(qū)的離子注入雜質(zhì)為硼，或者氟化硼或銦，注入能量為0.5?200KeV，注入劑量為IxlO12?5xl013cm_2 ;所述的第二 N型摻雜區(qū)與淺P型摻雜區(qū)注入共用掩模版。
8.如權(quán)利要求4所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:所述第6步中，源區(qū)及漏區(qū)均為重?fù)诫sN型區(qū)，注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量< 200KeV，注入劑量為IxlO13?lX1016cm_2 ；P型體區(qū)中的重?fù)诫sP型區(qū)注入雜質(zhì)為硼或二氟化硼，注入能量彡10KeV,注入劑量為IxlO13?IxlO1W20
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻LDMOS器件，在P型襯底上的P型外延中具有體區(qū)及N型輕摻雜漂移區(qū)，外延表面具有LDMOS器件的多晶硅柵極及法拉第屏蔽層，所述的N型漂移區(qū)中還包含有第二N型摻雜區(qū)，且第二N型摻雜區(qū)表面處還具有淺P型摻雜區(qū)，所述的射頻LDMOS器件具有較低的導(dǎo)通電阻，同時(shí)還提高了飽和電流。本發(fā)明還公開了所述的射頻LDMOS器件的工藝方法，包含形成P型外延生長、多晶硅柵極形成、N型漂移區(qū)注入、P阱形成、第二N型摻雜區(qū)及淺P型摻雜區(qū)注入、源漏端注入、法拉第屏蔽層及鎢塞形成等步驟。
【IPC分類】H01L21-336, H01L29-78, H01L29-36
【公開號(hào)】CN104752499
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310726979
【發(fā)明人】慈朋亮, 李娟娟, 錢文生, 肖勝安, 劉冬華, 胡君, 段文婷, 石晶
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月25日