Rfldmos器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種RFLDMOS器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]10多年前，LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)產(chǎn)品開始作為雙極性晶體管的替代者逐漸開始在射頻領(lǐng)域開始推進(jìn)。
[0003]RFLDMOS(射頻橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件是半導(dǎo)體集成電路技術(shù)與微波電子技術(shù)融合而成的新一代集成化的固體微波功率半導(dǎo)體產(chǎn)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(diǎn)，并且其價格遠(yuǎn)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，特別是在I?2GHz的GSM-EDGE網(wǎng)絡(luò)、2.2GHz的WCDMA網(wǎng)絡(luò)以及更高頻率的2.7GHz的WiMax網(wǎng)絡(luò)有廣泛應(yīng)用。其常見工作電壓有28V和50V兩種，對應(yīng)的擊穿電壓的要求分別為70V和120V。器件的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是一個N型器件，較高的耐壓由N型低摻雜漂移區(qū)6的長度(重?fù)诫sN型漏端7到多晶硅柵極4邊沿的距離)，以及用作場板的調(diào)節(jié)電場分布的金屬法拉第盾(Faraday shield) 11決定；但同時，由漏極7以及漂移區(qū)6為集電極,P型溝道5及P型下沉連接10為基極，源極8為發(fā)射極，形成了一個寄生的NPN管，它的發(fā)射極和基極是短接在一起并連到地電壓，由于P型溝道5是通過P型下沉10連接到地的，這樣就會有一個等效的基極電阻Rb，同時N型輕摻雜漂移區(qū)6和P型溝道5之間會形成一個反向的二極管，形成如圖2所示的RFLDMOS的等效電路圖。在RFLDMOS管正常工作時，漏極7會加上工作電壓并會再加射頻信號使其接近擊穿電壓，同時也會有大于擊穿的脈沖尖峰電壓，這樣就需要寄生二極管的反向擊穿電壓和寄生三極管的驟回電壓要比擊穿電壓大20V左右；為達(dá)到這一目標(biāo)，需要二極管的反向擊穿電壓比RFLDMOS的擊穿電壓大20V以上和較小漏電，并有較低的基極電阻Rb。這種RFLDMOS器件的結(jié)構(gòu)，只有一層P外延2，為保證器件具有較大擊穿電壓BV，P外延2的摻雜濃度一般較低，這使得基極電阻Rb難以減小，有可能發(fā)生驟回效應(yīng)，引起管子燒毀等器件耐壓性失效發(fā)生，魯棒性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提高RFLDMOS器件的魯棒性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的RFLDMOS器件，器件結(jié)構(gòu)為:
[0006]在P襯底上形成有第一層P外延；
[0007]在第一層P外延上形成有第二層P外延；
[0008]所述第二層P外延，左部形成有一 P阱，右部形成有一漏端N型輕摻雜區(qū)；
[0009]所述漏端N型輕摻雜區(qū)，右部形成有一漏端N型重?fù)诫s區(qū)；
[0010]所述P阱，左側(cè)接一接觸柱，中部形成有一源端N型重?fù)诫s區(qū)；
[0011]所述接觸柱,連通至第二層P外延、第一層P外延及P襯底；
[0012]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)左側(cè)的P阱上部形成有與所述接觸柱連通的體P型重?fù)诫s區(qū)；
[0013]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)右側(cè)的P阱上方，及所述P阱與所述漏端N型輕摻雜區(qū)之間的第二層P外延上方，及所述漏端N型輕摻雜區(qū)左端上方，形成有柵氧；
[0014]所述柵氧，上方形成有多晶硅柵；
[0015]所述多晶硅柵，右部上方及右側(cè)形成有法拉第盾；
[0016]所述P阱下方的P外延中形成有P埋層；
[0017]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)及所述體P型重?fù)诫s區(qū)同接源極金屬；
[0018]所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)接漏極金屬；
[0019]第一層P外延的P型摻雜濃度大于第二層P外延的P型摻雜濃度；
[0020]P埋層的P型雜質(zhì)濃度大于第一層P外延的P型摻雜濃度；
[0021]P阱的P型雜質(zhì)濃度大于第二層P外延的P型摻雜濃度；
[0022]體P型重?fù)诫s區(qū)的P型雜質(zhì)濃度大于P阱的P型雜質(zhì)濃度。
[0023]較佳的，所述P埋層，左端接所述接觸柱，右端延伸到多晶硅柵下方或者漏端N型輕摻雜區(qū)下方。
[0024]較佳的，所述接觸柱，為P型多晶硅接觸柱或金屬接觸柱。
[0025]較佳的，所述P埋層，位于第一層P外延的部分大于位于第二層P外延的部分。
[0026]較佳的，第一層P外延的P型摻雜濃度為IE15?5E16個原子每立方厘米；
[0027]第一層P外延的厚度為Ium?5um。
[0028]較佳的，所述源端N型重?fù)诫s區(qū)及所述體P型重?fù)诫s區(qū)直接同接源極金屬；
[0029]所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)直接接漏極金屬。
[0030]較佳的，所述源端N型重?fù)诫s區(qū)及所述體P型重?fù)诫s區(qū)通過鎢塞同接源極金屬；[0031 ]所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)通過鎢塞接漏極金屬。
[0032]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的RFLDMOS器件的制造方法，包括以下步驟:
[0033]一.在P襯底上生長第一層P外延；
[0034]二.光刻，在第一層P外延進(jìn)行P型離子注入，形成P埋層；
[0035]三.在第一層P外延上形成第二層P外延；
[0036]第一層P外延的P型摻雜濃度大于第二層P外延的P型摻雜濃度；
[0037]四.形成P講、漏端N型輕摻雜區(qū)、源端N型重?fù)诫s區(qū)、體P型重?fù)诫s區(qū)、漏端N型重?fù)诫s區(qū)、柵氧、多晶硅柵、法拉第盾、接觸柱；
[0038]P阱形成在第二層P外延的左部；
[0039]漏端N型輕摻雜區(qū)形成在第二層P外延的右部；
[0040]漏端N型重?fù)诫s區(qū)形成在漏端N型輕摻雜區(qū)的右部；
[0041]源端N型重?fù)诫s區(qū)形成在P阱中部；
[0042]P阱左側(cè)接所述接觸柱；
[0043]接觸柱連通至第二層P外延、第一層P外延及P襯底；
[0044]體P型重?fù)诫s區(qū)形成在源端N型重?fù)诫s區(qū)左側(cè)的P阱上部，并與接觸柱連通；
[0045]柵氧形成在源端N型重?fù)诫s區(qū)右側(cè)的P阱上方，及P阱與漏端N型輕摻雜區(qū)之間的第二層P外延上方，及漏端N型輕摻雜區(qū)左端上方；
[0046]多晶硅柵形成在柵氧上方；
[0047]法拉第盾形成在多晶硅柵右部上方及多晶硅柵右側(cè)；
[0048]五.將源端N型重?fù)诫s區(qū)及體P型重?fù)诫s區(qū)同接源極金屬，將漏端N型重?fù)诫s區(qū)接漏極金屬。
[0049]較佳的，所述接觸柱，為P型多晶硅接觸柱或金屬接觸柱；
[0050]第一層P外延的P型摻雜濃度為IE15?5E16個原子每立方厘米；
[0051]第一層P外延的厚度為Ium?5um。
[0052]較佳的，所述源端N型重?fù)诫s區(qū)及所述體P型重?fù)诫s區(qū)直接同接源極金屬，所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)直接接漏極金屬；或者
[0053]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)及所述體P型重?fù)诫s區(qū)通過鎢塞同接源極金屬，所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)通過鎢塞接漏極金屬。
[0054]本發(fā)明的RFLDMOS (射頻橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，在P襯底上形成有P摻雜濃度不同的兩層P外延；底部的第一層P外延的P摻雜較濃，頂部的第二層P外延的P摻雜較淡，并在從接觸柱直到多晶娃柵下方的P外延中形成有P埋層(P Buried Layer),P型溝道區(qū)所在的第二層P外延22的P摻雜較淡，可以保證器件具有較大擊穿電壓BV ;同時，由于底部第一層P外延21的P摻雜較濃，以及P摻雜更濃的P埋層(P Buried Layer)的存在，使得由漏極漂移區(qū)、P型溝道區(qū)以及源區(qū)形成的寄生NPN管的基極電阻Rb可得到極大的降低，避免發(fā)生驟回效應(yīng)而使器件耐壓性失效，提高了器件的魯棒性。本發(fā)明的RFLDMOS(射頻橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件的制造方法，在第一層P外延形成后即進(jìn)行離子注入形成P埋層(P Buried Layer),能夠確保P型溝道區(qū)所在的第二層P外延的P摻雜較淡，并且P埋層(P Buried Layer)可以離P溝道區(qū)更遠(yuǎn)，保證器件具有較大擊穿電壓BV;另外，P埋層(P Buried Layer)的寬度不會受到多晶硅柵的影響，P埋層(P BuriedLayer)的右端可以超過多晶硅柵的中線，能更大限度的降低由漏極漂移區(qū)、P型溝道區(qū)以及源區(qū)形成的寄生NPN管的基極電阻Rb。
【附圖說明】
[0055]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0056]圖1是一種常見RF LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖2是常見RF LDMOS器件的等效電路示意圖；
[0058]圖3是本發(fā)明的RFLDMOS器件的結(jié)構(gòu)一實(shí)施例示意圖；
[0059]圖4是本發(fā)明的RFLDMOS器件的制造方法一實(shí)施例形成第一層P外延后的示意圖；
[0060]圖5是本發(fā)明的RFLDMOS器件的制造方法一實(shí)施例離子注入形成P埋層形后的示意圖；
[0061]圖6是本發(fā)明的RFLDMOS器件的制造方法一實(shí)施例形成第二層P外延后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0063]實(shí)施例一
[0064]RFLDMOS (射頻橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，如圖3所示，
[0065]在P襯底I上形成有第一層P外延21 ;
[0066]在第一層P外延21上形成有第二層P外延22 ;
[0067]所述第二層P外延22，左部形成有一 P阱3，右部形成有一漏端N型輕摻雜區(qū)4 ；
[0068]所述漏端N型輕摻雜區(qū)4，右部形成有一漏端N型重?fù)诫s區(qū)5 ；
[0069]所述P阱3，左側(cè)接一接觸柱7，中部形成有一源端N型重?fù)诫s區(qū)6 ；
[0070]所述接觸柱7，連通至第二層P外延22、第一層P外延21及P襯底I ;
[0071]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)6左側(cè)的P阱3上部形成有與所述接觸柱7連通的體P型重?fù)诫s區(qū)8 ；
[0072]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)6右側(cè)的P阱3上方，及所述P阱3與所述漏端N型輕摻雜區(qū)4之間的第二層P外延22上方，及所述漏端N型輕摻雜區(qū)4左端上方，形成有柵氧9 ；
[0073]所述柵氧9，上方形成有多晶硅柵10 ；
[0074]所述多晶娃柵10,右部上方及右側(cè)形成有法拉第盾(Faraday shield) 11 ；
[0075]所述P講3下方的P外延中形成有P埋層(P Buried Layer) 13 ；
[0076]所述源端N型重?fù)诫s區(qū)6及所述體P型重?fù)诫s區(qū)8同接源極金屬，所述漏端N型重?fù)诫s區(qū)5接漏極金