射频横向双扩散金属氧化物半导体及其制造方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种射频横向双扩散金属氧化物半导体及其制造方法。

背景技术：

射频横向双扩散金属氧化物半导体(Radio Frequency Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，RF LDMOS)区别于其他功率器件的最典型特征，在于其源极从背面引出，这样可以避免封装时的绑定线(Bond wires)带来的源极寄生电感，提高RFLDMOS工作速度。传统工艺中，源极从背面引出的方法，一般是通过大剂量大能量的注入，然后通过长时间高温推进，让离子穿透外延层至下层的浓衬底，形成下沉层，通过下沉层将正面的源区引向背面。

然而传统工艺中，采用长时间高温推进的方法将正面的源区引向背面，导致正背面之间的电阻增大，提高了器件的导通电阻，降低了器件的性能。

技术实现要素：

本发明提供一种射频横向双扩散金属氧化物半导体及其制造方法，用于解决现有技术中射频横向双扩散金属氧化物半导体的导通电阻高，性能差的问题。

本发明的第一个方面是提供一种射频横向双扩散金属氧化物半导体的制造方法，包括：

在浓衬底上沉积硬掩模，形成硬掩模层；

采用干法刻蚀法对所述硬掩模层进行刻蚀，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的所述浓衬底上的硬掩模；

对待生成体区、源区、漂移区和漏区的所述浓衬底的区域进行刻蚀，形成沟槽区域；

在所述沟槽区域生长轻掺杂外延层；

采用干法刻蚀法去除所述硬掩模层，在所述轻掺杂外延层上生长栅氧化层；

对所述栅氧化层进行刻蚀，形成栅区，通过所述栅区对所述轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区、源区、漏区和漂移区；

在所述轻掺杂外延层上沉积介电层和金属层，在所述浓衬底底部沉积金属层，形成射频横向双扩散金属氧化物半导体。

进一步地，所述采用干法刻蚀法对所述硬掩模层进行刻蚀，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的所述浓衬底上的硬掩模，包括：

在所述硬掩模层上涂布光阻，形成光阻层；

对所述光阻层进行曝光和显影，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区上的所述浓衬底上的光阻；

采用干法刻蚀法进行刻蚀，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的所述浓衬底上的硬掩模；

去除光阻层。

进一步地，所述对所述栅氧化层进行处理，形成栅区，通过所述栅区对所述轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区、源区、漏区和漂移区，包括：

在所述栅氧化层上沉积多晶硅层，采用具有栅区图案的掩模版对所述栅氧化层进行刻蚀，形成栅区；

通过所述栅区对所述轻掺杂外延层进行离子注入和高温驱入，形成体区；

通过所述栅区对所述轻掺杂外延层进行离子注入，分别形成源区、漏区和漂移区。

进一步地，所述在所述轻掺杂外延层上沉积介电层和金属层，在所述浓衬底底部沉积金属层，形成射频横向双扩散金属氧化物半导体，包括：

在所述轻掺杂外延层上沉积介电层，对所述介电层进行刻蚀，形成金属孔；

在所述金属孔中沉积金属，形成金属图形；

对所述浓衬底的底部进行减薄；

在所述浓衬底的底部沉积金属层，形成射频横向双扩散金属氧化物半导体。

进一步地，所述硬掩模层的厚度为20000-40000埃。

进一步地，所述硬掩模层为二氧化硅层或氮化硅层。

进一步地，所述栅氧化层为多晶硅层。

进一步地，所述沟槽区域的厚度为6-15um，所述沟槽区域的倾斜的侧壁与浓衬底基底表面呈85-90度角。

本发明的第二个方面提供一种射频横向双扩散金属氧化物半导体，包括：

浓衬底，设置在所述浓衬底上的沟槽区域，依次设置在所述沟槽区域上的栅氧层、介电层和金属层，设置在所述浓衬底底部的金属层；

所述沟槽区域中设置有体区、源区、漏区和漂移层；

所述浓衬底上设置有突出部分，所述突出部分与所述源区接触，以将源区引向所述浓衬底的底部。

本发明中，通过对待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底的区域进行刻蚀，形成沟槽区域，在沟槽区域生长轻掺杂外延层，对轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区、源区、漏区和漂移区，使得位于浓衬底上部的源区可以直接通过浓衬底引向浓衬底的底部，降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的正背面之间的电阻，从而降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的导通电阻，提高了射频横向双扩散金属氧化物半导体的性能。

附图说明

图1为本发明提供的一种射频横向双扩散金属氧化物半导体的制造方法实施例的流程图；

图2为在浓衬底上沉积硬掩模，形成硬掩模层时的结构示意图；

图3为去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底上的硬掩模时的结构示意图；

图4为形成沟槽区域时的结构示意图；

图5为在所述沟槽区域生长轻掺杂外延层时的结构示意图；

图6为生成体区、源区、漏区和漂移区时的结构示意图；

图7为在所述轻掺杂外延层上沉积介电层和金属层时的结构示意图；

图8为本发明提供的一种射频横向双扩散金属氧化物半导体的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的一种射频横向双扩散金属氧化物半导体的制造方法实施例的流程图，如图1所示，包括：

101、在浓衬底1上沉积硬掩模，形成硬掩模层2。

在浓衬底上沉积硬掩模，形成硬掩模层时的结构示意图可以如图2所示，图2为在浓衬底上沉积硬掩模，形成硬掩模层时的结构示意图。其中，硬掩模层的厚度可以为20000-40000埃。硬掩模层可以为二氧化硅层或氮化硅层。

由于二氧化硅对浓衬底的选择比很高，也就是说，在二氧化硅的刻蚀过程中，刻蚀气体对二氧化硅的刻蚀率很高，在二氧化硅刻蚀完后，几乎不会刻蚀下面的衬底。因此，优选的，硬掩模层可以为二氧化硅层。

102、采用干法刻蚀法对硬掩模层2进行刻蚀，去除待生成体区5、源区6、漂移区7和漏区8的浓衬底1上的硬掩模。

去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底上的硬掩模时的示意图可以如图3所示，图3为去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底上的硬掩模时的结构示意图。

其中，步骤102具体可以包括：在硬掩模层上涂布光阻，形成光阻层；对光阻层进行曝光和显影，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区上的浓衬底上的光阻；采用干法刻蚀法进行刻蚀，去除待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底上的硬掩模；去除光阻层。

103、对待生成体区5、源区6、漂移区7和漏区8的浓衬底的区域进行刻蚀，形成沟槽区域11。

具体地，沟槽区域的形状可以如图4所示，图4为形成沟槽区域时的结构示意图。其中，沟槽区域的厚度可以为6-15um，沟槽区域的倾斜的侧壁与浓衬底基底表面呈85-90度角，如图4所示。

104、在沟槽区域生长轻掺杂外延层3。

具体地，可以采用选择性外压生长工艺(Selective Epitaxial Growth process，SEG)在沟槽区域生长一层轻掺杂外延层。轻掺杂外延层的电阻率在3-20欧姆/厘米之间。其中，如图5所示，图5为在沟槽区域生长轻掺杂外延层时的结构示意图。

105、采用干法刻蚀法去除硬掩模层2，在轻掺杂外延层3上生长栅氧化层4。

其中，栅氧化层为多晶硅层。

106、对栅氧化层4进行处理，形成栅区，通过栅区对轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区5、源区6、漏区8和漂移区7。

其中，步骤106具体可以包括：在栅氧化层4上沉积多晶硅层，采用具有栅区图案的掩模版对多晶硅层进行刻蚀，形成栅区；通过栅区对轻掺杂外延层进行离子注入和高温驱入，形成体区；通过栅区对轻掺杂外延层进行离子注入，分别形成源区、漏区和漂移区。如图6所示，图6为生成体区、源区、漏区和漂移区时的结构示意图。

具体地，形成体区的过程具体可以为：将离子注入到轻掺杂外延层的左侧，通过高温驱入，将离子驱入到轻掺杂外延层的右侧，从而形成体区。

107、在轻掺杂外延层3上沉积介电层9和金属层10，在浓衬底底部沉积金属层10，形成射频横向双扩散金属氧化物半导体。

具体地，步骤107可以包括：在轻掺杂外延层上沉积介电层，对介电层进行刻蚀，形成金属孔；在金属孔中沉积金属，形成金属图形；对浓衬底的底部进行减薄；在浓衬底的底部沉积金属层，形成射频横向双扩散金属氧化物半导体。如图7所示，图7为在轻掺杂外延层上沉积介电层和金属层时的结构示意图。

其中，浓衬底的厚度一般在625～675微米之间，对于RFLDMOS来说，源极从背面引出，漏极在正面，过厚的浓衬底会增加源漏之间的导通电阻。所以在浓衬底的底部沉积金属层之前需要将浓衬底减薄到100～300微米之间，以降低导通电阻。不仅是RFLDMOS，对于所有功率器件，如VDMOS，TVS，CRD等器件，都需要减薄。也就是只要一极在正面，另一极在背面都需要减薄。所有电极都在正面就不需要。

本发明中，通过对待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底的区域进行刻蚀，形成沟槽区域，在沟槽区域生长轻掺杂外延层，对轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区、源区、漏区和漂移区，使得位于浓衬底上部的源区可以直接通过浓衬底引向浓衬底的底部，降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的正背面之间的电阻，从而降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的导通电阻，提高了射频横向双扩散金属氧化物半导体的性能。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图8为本发明提供的一种射频横向双扩散金属氧化物半导体的结构示意图，如图8所示，包括：

浓衬底1，设置在浓衬底上的沟槽区域11，依次设置在沟槽区域11上的栅氧层4、介电层9和金属层10，设置在浓衬底1底部的金属层10；

沟槽区域11中设置有体区5、源区6、漏区8和漂移层7；

浓衬底1上设置有突出部分，突出部分与源区6接触，以将源区6引向浓衬底1的底部。

其中，各层的生长或沉积方法参见图1所示实施例，此处不再进行详细描述。

本发明中，通过对待生成体区、源区、漂移区和漏区的浓衬底的区域进行刻蚀，形成沟槽区域，在沟槽区域生长轻掺杂外延层，对轻掺杂外延层进行离子注入，生成体区、源区、漏区和漂移区，使得位于浓衬底上部的源区可以直接通过浓衬底引向浓衬底的底部，降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的正背面之间的电阻，从而降低了射频横向双扩散金属氧化物半导体的导通电阻，提高了射频横向双扩散金属氧化物半导体的性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。