射頻ldmos器件及工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)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(shù)】
[0002]在3G通訊領(lǐng)域越來越多的要求更大功率的RF器件的開發(fā)。射頻LDMOS (LDMOS:Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor),由于其具有線性度好、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，被廣泛用于以及無線廣播與核磁共振、GSM、PCS、W-CDMA基站的功率放大器、手提式無線基站功率放大中，其應(yīng)用頻率為900MHz?3.8GHzο如今，射頻LDMOS比雙極型晶體管以及GaAs器件更受歡迎。
[0003]目前常規(guī)的射頻LDMOS的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中I是P型襯底，10是P型外延，11是體區(qū)，12是輕摻雜漂移區(qū)，15是多晶硅柵極，多晶硅柵極15之上還具有法拉第屏蔽層17。這種結(jié)構(gòu)在漏端21有輕摻雜的漂移區(qū)12 (LDD)，從而使其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(dǎo)通電阻(Rdson)。法拉第屏蔽層17的作用是降低反饋的柵漏電容(Cgd)，同時由于其在應(yīng)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，為了得到較高的載流子遷移率，圖中的P型外延層10采用較淡的濃度，并且只有一層的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻LDMOS器件，其具有兩層濃度不同的P型外延層。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供所述射頻LDMOS器件的工藝方法。
[0006]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)，一重摻雜P型區(qū)和射頻LDMOS器件的源區(qū)位于所述P型體區(qū)中；所述P型外延中還具有輕摻雜漂移區(qū)，輕摻雜漂移區(qū)中具有所述LDMOS器件的漏區(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；多晶硅柵極及靠近多晶硅柵極的輕摻雜漂移區(qū)之上覆蓋氧化層，氧化層上具有法拉第屏蔽層；在P型體區(qū)遠離輕摻雜漂移區(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摻雜P型區(qū)；
[0007]所述的P型外延分為濃度不同的第一 P型外延層和第二 P型外延層，第一 P型外延層濃度高于第二 P型外延層，且位于第二 P型外延層之下。
[0008]進一步地，所述第一 P型外延層的體濃度為2xl015?5xl016cnT3,厚度為I?10 μ m ;第二 P型外延層的體濃度為IxlO14?2xl015cnT3,厚度為0.1?5 μ m。
[0009]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件的工藝方法，包含如下工藝步驟:
[0010]第I步，在P型重摻雜的襯底上生長第一 P型外延層，在第一 P型外延層上再生長第二P型外延層；
[0011]第2步，利用光刻膠定義出輕摻雜漂移區(qū)，進行輕摻雜漂移區(qū)的離子注入；
[0012]第3步，利用光刻膠定義出P型體區(qū)，進行離子注入并高溫推進；
[0013]第4步，淀積柵氧及多晶硅并刻蝕，形成多晶硅柵極；
[0014]第5步，光刻膠定義出源區(qū)及漏區(qū)，進行源區(qū)及漏區(qū)的離子注入；再定義出重摻雜P型區(qū)，在P型體區(qū)中進行離子注入形成重摻雜P型區(qū)；
[0015]第6步，淀積氧化硅層及金屬層，并刻蝕形成法拉第屏蔽層；
[0016]第7步，制作鎢塞。
[0017]進一步地，所述第I步中，所述第一 P型外延層的體濃度為2xl015?5xl016cnT3,厚度為I?10 μ m ;第二 P型外延層的體濃度為IxlO14?2xl015cnT3,厚度為0.1?5 μ m。
[0018]進一步地，所述第2步中，N型輕摻雜漂移區(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量50?500KeV，注入劑量為 IxlO12 ?5xl013cnT2。
[0019]進一步地，所述第3步中，P型體區(qū)的摻雜雜質(zhì)為硼，注入能量為30?300KeV，注入劑量為 IxlO12 ?2xl014cnT2。
[0020]進一步地，所述第5步中，源區(qū)及漏區(qū)均為重摻雜N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 ;P型體區(qū)中的重摻雜P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?lxl016cnT2。
[0021]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件及工藝方法，在P型埋層之上形成兩層濃度不同的P型外延，上層濃度較淡的第二 P型外延層濃度使得器件具有較高的載流子遷移率，下面濃度稍高的第一 P型外延層可以起到降低器件表面電場的作用，同時降低器件的體電阻，從而抑制寄生NPN晶體管的導(dǎo)通，提高器件的駐波比。本發(fā)明采用外延生長技術(shù)，其厚度、導(dǎo)電類型、摻雜濃度等均易于控制。
【附圖說明】
[0022]圖1是傳統(tǒng)射頻LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2?8是本發(fā)明工藝步驟示意圖。
[0024]圖9是本發(fā)明工藝步驟流程圖。
[0025]圖10?11是本發(fā)明與傳統(tǒng)LDMOS的仿真對比圖。
[0026]附圖標記說明
[0027]I是P型襯底，10是P型外延層，101是第一 P型外延層，102是第二 P型外延層，11是P型體區(qū)，12是均勻輕摻雜漂移區(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】
[0028]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件，如圖8所示，在P型襯底I上具有P型外延，所述的P型外延分為濃度不同的第一 P型外延層101和第二 P型外延層102，第一 P型外延層101濃度高于第二 P型外延層102，且位于第二 P型外延層102之下。第一 P型外延層101的體濃度為2xl015?5xl016cm_3，厚度為I?10 μ m ;第二 P型外延層102的體濃度為IxlO14?2xl015CnT3，厚度為0.1?5 μ m。從P型襯底I往上，其濃度逐漸降低。重摻雜的P型襯底I是射頻LDMOS器件特有的器件結(jié)構(gòu)決定，為了降低器件的寄生的各種電容和電感等源端不設(shè)電極引出，而是通過金屬以及電下沉鎢塞13與P型重摻雜的襯底I連接，與襯底一起引出，增大器件的增益。
[0029]所述P型外延中具有P型體區(qū)11，一重摻雜P型區(qū)22和射頻LDMOS器件的源區(qū)23位于所述P型體區(qū)11中；所述P型外延中還具有輕摻雜漂移區(qū)12，輕摻雜漂移區(qū)12中具有所述LDMOS器件的漏區(qū)21 ;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硅柵極15 ;多晶硅柵極15及