改善rfldmos击穿电压的工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，增加一步N2O的快速热退火。本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压。
【专利说明】
改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及半导体集成电路制造工艺领域，特别涉及一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法。
【背景技术】
[0002]用于基站等的大功率射频器件RFLDMOS(射频横向场效应晶体管)结构如图1所示，包括源极5、漏极6、栅极8、沟道3和衬底I以及法拉第屏蔽环9。重掺杂衬底I上生长有轻掺杂的外延层2，器件位于外延层2中，漏端有一个较长的漂移区4以得到所需的击穿电压，法拉第屏蔽环9由在漏极6加一层薄介质和金属板组成。沟道3由自对准栅极源极5边缘的P型离子注入，并通过长时间高温推进形成，其引出端7在源极的同一侧，器件的源极5和沟道3要连接到重掺杂的衬底I上。在该器件中，漂移区4的掺杂浓度、长度以及表面状态等都决定了器件的击穿电压的高低。
[0003]上述RFLDMOS器件在生产时，首先在重掺杂的衬底I上生长轻掺杂的外延层2，接着形成器件的栅极8，然后依次形成漂移区4、沟道3、源极5、漏极6，最后形成沟道和源极引出结构以及法拉第屏蔽环9。
[0004]在RFLDMOS的生产工艺中，击穿电压作为重要的直流参数之一，直接影响着器件的直流性能和器件的可靠性，比如击穿电压的失效可能会导致高温反偏压测试(high-temperature reverse bias,简称HTRB)的失效。而在原有的生产技术中，产品的击穿电压会随着漏极加电流时间的增长，发生下掉的情况，见图2。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，可以获得更稳定的击穿电压。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火。
[0007]在上述方法中，所述N2O的快速热退火的退火温度为900?1050°C，较佳的为1000Γ。
[0008]在上述方法中，所述N2O的快速热退火的退火时间为60?180秒，较佳的为120秒。
[0009]在上述方法中，所述RFLDMOS形成栅极的步骤包括:
[0010]步骤I，在衬底上生长外延层，然后在外延层上生长栅氧化硅；
[0011]步骤2，淀积栅极多晶硅，进行N型栅极多晶硅的离子注入，注入能量为30?100keV，注入剂量为5el5?lel6;
[0012]步骤3，用光刻胶定义出栅极，通过刻蚀并去除光刻胶形成栅极。
[0013]本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压。
【附图说明】
[0014]图1为RFLDMOS器件的结构示意图；
[0015]图2为采用现有工艺的RFLDMOS的击穿电压和时间的关系图；
[0016]图3a至图3c为本发明形成栅极和进行N2O的快速热退火的器件结构示意图；
[0017]图4为采用本发明工艺的RFLDMOS的击穿电压和时间的关系图；
[0018]图5为本发明的工艺方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0020]本发明提供的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火。如图5所示，具体如下:
[0021]步骤I，在重掺杂的衬底I上生长轻掺杂的外延层2，然后在轻掺杂的外延层2上生长栅氧化硅I O;
[0022]步骤2，在栅氧化硅10上淀积栅极多晶硅11，如图3a所示，并进行N型栅极多晶硅的离子注入，注入能量为30?lOOkeV，注入剂量为5el5?lel6;
[0023]步骤3，用光刻胶12定义出栅极，刻蚀形成栅极，如图3b所示；
[0024]步骤4，去除光刻胶，进行N2O的快速热退火，退火温度为900?1050°C，较佳的是1000C,退火时间为60?180秒，较佳的是120秒，如图3 c所示。
[0025]在步骤4之后按照现有方法形成漂移区、沟道、源极、漏极等器件结构，在此不详加叙述。
[0026]本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压，如图4所示。
[0027]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火。2.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火温度为900?1050°C。3.根据权利要求2所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火温度为1000°c。4.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火时间为60?180秒。5.根据权利要求4所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火时间为120秒。6.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述RFLDMOS形成栅极的步骤包括: 步骤I，在衬底上生长外延层，然后在外延层上生长栅氧化硅； 步骤2，淀积栅极多晶硅，进行N型栅极多晶硅的离子注入，注入能量为30?lOOkeV，注入剂量为5el5?lel6; 步骤3，用光刻胶定义出栅极，通过刻蚀并去除光刻胶形成栅极。
【文档编号】H01L21/336GK106057683SQ201610674993
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610674993.X, CN 106057683 A, CN 106057683A, CN 201610674993, CN-A-106057683, CN106057683 A, CN106057683A, CN201610674993, CN201610674993.X
【发明人】蔡莹, 周正良
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司