一種改善漏電的射頻ldmos器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及一種半導(dǎo)體器件，特別是涉及一種LDMOS(橫向擴(kuò)散MOS晶體管)器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 請(qǐng)參閱圖1，這是一種現(xiàn)有的射頻LDMOS器件。在p型硅襯底1之上具有p型輕摻 雜外延層2。在該外延層2中具有n型漂移區(qū)6和p型溝道區(qū)7。在漂移區(qū)6中具有n型 重?fù)诫s漏極8b,在漏極8b之上具有漏極金屬娃化物lib。在溝道區(qū)7中具有n型重?fù)诫s源 極8a和p型重?fù)诫s體區(qū)引出端9,這兩者之上具有源極金屬硅化物11a。除了源極金屬硅 化物11a、漏極金屬硅化物Ilb的位置，在外延層2、漂移區(qū)6、溝道區(qū)7、源極8a、漏極8b和 體區(qū)引出端9之上都具有柵氧化層3。在部分的柵氧化層3之上具有多晶硅柵極4,其在部 分外延層2、部分漂移區(qū)6和部分溝道區(qū)7的正上方。除了源極金屬硅化物11a、漏極金屬 硅化物Ilb和柵極4的位置，在柵氧化層3之上具有硅化物阻擋層10。在柵極4的兩側(cè)具 有側(cè)墻10a。硅化物阻擋層10與側(cè)墻IOa連為一體。在柵極4之上具有柵極金屬硅化物 11c。在硅化物阻擋層10和側(cè)墻10a、源極金屬硅化物11a、漏極金屬硅化物lib、柵極金屬 硅化物Ilc之上具有屏蔽環(huán)介質(zhì)層12。在部分的屏蔽環(huán)介質(zhì)層12上具有金屬法拉第屏蔽 環(huán)14a。金屬法拉第屏蔽環(huán)14a的第一部分在靠近漏極8b的部分柵極4的正上方，第二部 分在靠近漏極8b的側(cè)墻IOa的正上方，第三部分在部分漂移區(qū)6的正上方。前述所有結(jié)構(gòu) 都被金屬前介質(zhì)15所覆蓋。
[0003] 將上述器件的各部分結(jié)構(gòu)的摻雜類型變?yōu)橄喾?，也是可行的?br>[0004] 所述金屬法拉第屏蔽環(huán)通常采用硅化鎢（WSi2)材料。其設(shè)置在漏端一側(cè)，其作用 是利用場(chǎng)板效應(yīng)，降低尖峰電場(chǎng)，增加耐壓，提高熱載流子注入抵抗力，降低密勒電容。但是 金屬法拉第屏蔽環(huán)位于柵極之上的部分較高、位于漂移區(qū)之上的部分較低，呈現(xiàn)臺(tái)階狀。由 于現(xiàn)有制造方法將金屬法拉第屏蔽環(huán)直接形成于屏蔽環(huán)介質(zhì)層之上，使得其往往在臺(tái)階處 斷裂而存在縫隙，有時(shí)在臺(tái)階處金屬法拉第屏蔽環(huán)與屏蔽環(huán)介質(zhì)層之間還會(huì)出現(xiàn)空洞，導(dǎo) 致屏蔽不完全，從而影響整個(gè)器件的可靠性。
[0005] 在射頻LDMOS器件中，為了獲得較小的柵極電阻，需要將柵極上的金屬硅化物做 厚。由于源極、漏極和柵極上的金屬硅化物是同一步驟中淀積和形成的，導(dǎo)致源極和漏極上 的金屬硅化物過厚，大量消耗了源極和漏極的n型重?fù)诫s硅，從而導(dǎo)致射頻LDMOS器件在反 向擊穿時(shí)有較大的漏電流，擊穿電壓也不夠穩(wěn)定，使得器件可靠性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的射頻LDMOS器件結(jié)構(gòu)，可以解決臺(tái) 階狀金屬法拉第屏蔽環(huán)的屏蔽不完全的問題，還能保證柵極電阻較低而又避免漏極的重?fù)?雜硅被大量消耗而導(dǎo)致漏電。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)改善漏電的射頻LDMOS器件在柵氧化層之上具有硅 化物阻擋層，在硅化物阻擋層之上具有屏蔽環(huán)阻擋層；
[0008] 在漏極之上具有引出端粘附層，在引出端粘附層之上具有漏極引出端；
[0009] 在屏蔽環(huán)介質(zhì)層上具有屏蔽環(huán)粘附層，在屏蔽環(huán)粘附層上具有金屬法拉第屏蔽 環(huán)；
[0010] 所述引出端粘附層和屏蔽環(huán)粘附層為相同的多晶硅或鈦材料；
[0011] 所述漏極引出端和金屬法拉第屏蔽環(huán)為相同的金屬或金屬硅化物材料。
[0012] 本申請(qǐng)改善漏電的射頻LDMOS器件的制造方法包括如下步驟：
[0013] 第1步，在第一摻雜類型的硅襯底上外延生長(zhǎng)出第一摻雜類型的外延層；
[0014] 第2步，在外延層上先熱氧化生長(zhǎng)出柵氧化層，再淀積一層多晶硅；
[0015] 第3步，采用光刻和刻蝕工藝將多晶硅刻蝕成多晶硅柵極，對(duì)多晶硅柵極兩側(cè)或 漏端一側(cè)下方的外延層注入第二摻雜類型的雜質(zhì)，形成漂移區(qū)；
[0016] 第4步，采用光刻和離子注入工藝對(duì)多晶硅柵極源端一側(cè)下方的外延層注入第一 摻雜類型的型雜質(zhì)，形成溝道區(qū)；
[0017] 第5步，采用光刻和離子注入工藝，在溝道區(qū)、漂移區(qū)中分別形成第二摻雜類型的 源極、漏極，還在溝道區(qū)中形成第一摻雜類型的體區(qū)引出端；
[0018] 第6步，淀積硅化物阻擋層，對(duì)其干法反刻在多晶硅柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻，在多晶 硅柵極和柵氧化層上仍保留硅化物阻擋層；
[0019] 第7步，采用光刻和刻蝕工藝暴露源極和體區(qū)引出端的至少部分表面、多晶硅柵 極的至少部分表面，在這些表面分別形成源極金屬硅化物、柵極金屬硅化物；
[0020] 第8步，淀積屏蔽環(huán)介質(zhì)層；
[0021] 第9步，采用光刻和刻蝕工藝暴露漏極的至少部分表面；
[0022] 第10步，淀積粘附層，至少將漏極上方的溝槽或孔填充滿；
[0023] 第11步，淀積一層金屬；
[0024] 第12步，采用光刻和刻蝕工藝將金屬硅化物和粘附層均刻蝕出兩部分結(jié)構(gòu)；第一 部分在部分多晶硅柵極之上并向漏端方向延伸到部分漂移區(qū)之上，作為金屬法拉第屏蔽環(huán) 和屏蔽環(huán)粘附層；第二部分在漏極之上，作為漏極引出端和引出端粘附層；
[0025] 第13步，淀積金屬前介質(zhì)，再采用平坦化工藝將其表面研磨平整。
[0026] 本申請(qǐng)將漏極8b通過多晶硅或鈦的引出端粘附層13b、金屬或金屬硅化物的漏極 引出端14b對(duì)外引出，這樣形成的射頻LDMOS器件既能在多晶硅柵極4上方形成較厚的柵 極金屬硅化物Ilc以保證較低的柵極電阻，又不用擔(dān)心漏極8b處的硅被大量消耗而影響器 件性能，因而可以得到更小的漏電并且性能更加穩(wěn)定。本申請(qǐng)還使金屬法拉第屏蔽環(huán)14a 制造在多晶硅或鈦等粘附層13之上，從而使得金屬法拉第屏蔽環(huán)14a即便在臺(tái)階處也沒有 縫隙，可以很好地起到屏蔽作用，改善產(chǎn)品可靠性。
【附圖說明】
[0027] 圖1是一種現(xiàn)有的射頻LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本申請(qǐng)改善漏電的射頻LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3a~圖31是本申請(qǐng)改善漏電的射頻LDMOS器件的制造方法的各步驟示意圖。
[0030] 圖中附圖標(biāo)記說明：
[0031] 1為娃襯底；2為外延層；3為柵氧化層；4為多晶娃柵極；5為光刻膠；6為漂移區(qū)； 7為溝道區(qū)；8a為源極；8b為漏極；9為體區(qū)引出端；10為娃化物阻擋層；IOa為側(cè)墻；IIa為 源極金屬硅化物；Ilb為漏極金屬硅化物；Ilc為柵極金屬硅化物；12為屏蔽環(huán)介質(zhì)層；13 為粘附層；13a為屏蔽環(huán)粘附層；13b為引出端粘附層；14為金屬或金屬硅化物；14a為金屬 法拉第屏蔽環(huán)；14b為漏極引出端；15為金屬前介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 請(qǐng)參閱圖2,這是本申請(qǐng)改善漏電的射頻LDMOS器件。在p型硅襯底1之上具有p 型輕摻雜外延層2,在該外延層2中具有n型漂移區(qū)6和p型溝道區(qū)7,兩者的側(cè)面可以相 互接觸，也可以不接觸。在漂移區(qū)6中具有n型重?fù)诫s漏極8b。在溝道區(qū)7中具有側(cè)面相 互接觸的n型重?fù)诫s源極8a和p型重?fù)诫s體區(qū)引出端9。除了源極金屬硅化物11a、引出 端粘附層13b的位置，在外延層2、漂移區(qū)6、溝道區(qū)7、源極8a、漏極8b和體區(qū)引出端9之 上具有柵氧化層3。在部分的柵氧化層3之上具有多晶硅柵極4。如果漂移區(qū)6和溝道區(qū) 7的側(cè)面之間被外延層2所隔離，那么多晶硅柵極4在水平方向上可以分為三部分：第一部 分相隔柵氧化層3而在部分溝道區(qū)7的正上方，第二部分相隔柵氧化層3而在部分外延層2 的正上方，第三部分相隔柵氧化層3而在部分漂移區(qū)6的正上方。如果漂移區(qū)6和溝道區(qū)7 的側(cè)面相接觸，那么多晶硅柵極4在水平方向上可以分為兩部分：第一部分相隔柵氧化層3 而在部分溝道區(qū)7的正上方，第二部分相隔柵氧化層3而在部分漂移區(qū)6的正上方。除了 源極金屬硅化物11a、引出端粘附層13b、多晶硅柵極4的位置，在柵氧化層3之上具有硅化 物阻擋層10。在多晶硅柵極4的兩側(cè)具有側(cè)墻10a。硅化物阻擋層10與側(cè)墻IOa為相同 的介質(zhì)材料，且連為一體。在源極8a和體區(qū)引出端9之上具有源極金屬硅化物Ila，其穿透 了硅化物阻擋層10和柵氧化層3。在柵極4之上具有柵極金屬硅化物11c。除了引出端粘 附層13b的位置，在硅化物阻擋層10和側(cè)墻10、源極金屬硅化物11a、柵極金屬硅化物Ilc 之上具有屏蔽環(huán)介質(zhì)層12。在漏極8b之上具有引出端粘附層13b，為多晶硅或金屬鈦，其 在垂直方向上分為兩部分：第一部分穿透屏蔽環(huán)介質(zhì)層12、硅化物阻擋層10和柵氧化層3， 而與漏極8b的表面相接觸，第二部分在屏蔽環(huán)介質(zhì)層12之上。顯然，引出端粘附層13b的 第二部分的橫截面大于第一部分。在引出端粘附層13b之上具有漏極引出端14b，其為金屬 或金屬硅化物。在部分的屏蔽環(huán)介質(zhì)層12上具有屏蔽環(huán)粘附層13,其為多晶硅或鈦。在屏 蔽環(huán)粘附層13a上具有金屬法拉第屏蔽環(huán)14a，其為金屬或金屬硅化物。金屬法拉第屏蔽環(huán) 14a在水平方向和垂直方向均可分為如下三部分：第一部分在靠近漏極8b的部分柵極4的 正上方，第二部分在靠近漏極8b的側(cè)墻IOa的正上方，第三部分在部分漂移區(qū)6的正上方。 金屬法拉第屏蔽環(huán)14a的第一部分位置最高，第三部分位置最低，第二部分起到過渡作用。 屏蔽環(huán)粘附層13a可以分為相同的三部分。前述所有結(jié)構(gòu)都被金屬前介質(zhì)15所覆蓋。
[0033] 與圖1所示的現(xiàn)有的射頻LDMOS器件相比，本申請(qǐng)?jiān)诮Y(jié)構(gòu)上主要有如下兩點(diǎn)創(chuàng) 新：
[0034] 其一，在金屬法拉第屏蔽環(huán)14a和屏蔽環(huán)介質(zhì)層12之間新增了屏蔽環(huán)粘附層13a。 這使得金屬法拉第屏蔽環(huán)14a即便在臺(tái)階處也沒有縫隙，可以很好地起到屏