专利名称：射频ldmos器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件的制造方法。
背景技术：
射频LDMOS是一种应用于通讯领域的功率器件，主要用于通讯信号的放大和传送。请参阅图1，这是射频LDMOS器件的简单示意图。硅衬底10之上具有栅氧化层11、多晶硅栅极12、多晶硅化物16、氧化硅17和金属18。其中多晶硅栅极12在栅氧化层11的上方，多晶硅化物16在多晶硅栅极12的上方。硅衬底10之中在多晶硅栅极12两侧的下方分别具有源区151和漏区152。氧化硅17在多晶硅栅极12之外靠近漏区152 —侧的栅氧化层11的上方、以及多晶硅化物16的上方、以及多晶硅栅极12和多晶硅化物16的两侧。 氧化硅17称为法拉第环阻挡层。金属18覆盖在氧化硅17的上方、以及多晶硅栅极12之外靠近源区151 —侧的栅氧化层11的上方。金属18称为法拉第环。射频LDMOS器件的增益指标非常重要。法拉第环18在水平方向上越接近多晶硅栅极12，则越有利于降低器件的密勒电容、提高器件的增益。现有的射频LDMOS器件的制造工艺包括如下步骤第1步，在硅衬底上先生长一层栅氧化层，再淀积一层多晶硅，刻蚀所淀积的多晶硅形成多晶硅栅极；第2步，在硅片表面淀积一层氧化硅，采用光刻和刻蚀工艺对氧化硅进行刻蚀，从而在多晶硅栅极的两侧形成氧化硅侧墙，在多晶硅栅极的上方形成氧化硅；第3步，在氧化硅侧墙的两侧对硅衬底进行重掺杂离子注入，在硅衬底中形成源区和漏区；第4步，以湿法腐蚀工艺去除多晶硅栅极上方的氧化硅；第5步，在硅片表面淀积一层金属，接着进行高温退火处理，从而在多晶硅栅极上方形成多晶硅化物；第6步，在硅片表面淀积一层氧化硅，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的氧化硅进行刻蚀，形成法拉第环阻挡层；再在硅片表面淀积一层金属，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的金属进行刻蚀，形成法拉第环。现有的射频LDMOS器件中，多晶硅栅极12和法拉第环18之间在水平方向上的间距包括两部分，一部分是第2步淀积、光刻和刻蚀后形成的氧化硅侧墙，通常宽度在IOOOA 以上；另一部分是第6步淀积、光刻和刻蚀后形成的法拉第环阻挡层在多晶硅栅极12两侧的部分，通常宽度也在IOOOA以上，因此多晶硅栅极12和法拉第环18之间在水平方向上的间距通常在2000A以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高增益的射频LDMOS器件的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明射频LDMOS器件的制造方法包括如下步骤第1步，在硅衬底10上先生长一层栅氧化层11，再淀积一层多晶硅和氮化硅，刻蚀所淀积的氮化硅和多晶硅，形成多晶硅栅极12及其上方的氮化硅13 ；第2步，在多晶硅栅极12的两侧热生长一层氧化硅侧墙14 ；第3步，在氧化硅侧墙14的两侧对硅衬底10进行重掺杂离子注入，在硅衬底10 中形成源区151和漏区152 ；第4步，以湿法腐蚀工艺去除多晶硅栅极12上方的氮化硅13 ；第5步，在硅片表面淀积一层金属，接着进行高温退火处理，从而在多晶硅栅极12 上方形成多晶硅化物16 ；第6步，在硅片表面淀积一层氧化硅，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的氧化硅进行刻蚀，形成法拉第环阻挡层17 ；再在硅片表面淀积一层金属，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的金属进行刻蚀，形成法拉第环18。本发明射频LDMOS器件的制造方法，可以显著减小多晶硅栅极12和法拉第环18 之间在水平方向上的间距，这有利于法拉第环18降低器件的密勒电容，最终达到高增益的目的。
图1是射频LDMOS的结构示意图；图加 图2f是本发明射频LDMOS的制造方法的各步骤示意图。图中附图标记说明10-硅衬底； 11-栅氧化层； 12-多晶硅栅极；13-氮化硅； 14-氧化硅侧墙；151-源区；152-漏区； 16-多晶硅化物；17-法拉第环阻挡层；18-法拉第环。
具体实施例方式本发明射频LDMOS器件的制造方法包括如下步骤第1步，请参阅图加，在硅衬底10上先生长一层栅氧化层11，再淀积一层多晶硅和氮化硅，刻蚀所淀积的氮化硅和多晶硅，形成多晶硅栅极12及其上方的氮化硅13。这一步中所淀积的氧化硅13厚度优选为小于200A。第2步，请参阅图2b，在多晶硅栅极12的两侧热生长一层氧化硅侧墙14。由于多晶硅栅极12上方被氮化硅13所覆盖，不会生长氧化硅，因此这一步中只会在多晶硅栅极12 的两侧生长出氧化硅。通过控制氧化温度和时间，这一步热生长的氧化硅侧墙14的厚度(即水平方向上的宽度)优选为小于或等于200人。这一步所生长的氧化硅侧墙14的用途是隔离多晶硅栅极12和后续形成的源区 151 ；隔离多晶硅栅极12和后续形成的漏区152。第3步，请参阅图2c，在氧化硅侧墙14的两侧对硅衬底10进行重掺杂离子注入，形成源区151和漏区152。第4步，请参阅图2d，以湿法腐蚀工艺去除多晶硅栅极12上方的氮化硅13。湿法去除氮化硅通常采用磷酸药液。第5步，请参阅图2e，在硅片表面淀积一层金属，接着进行高温退火处理，从而在多晶硅栅极12上方形成多晶硅化物16。所述金属例如为钛(Ti)，所述多晶硅化物例如为硅化钛(TiSi2)。多晶硅化物16用于减小栅电阻。第6步，请参阅图2f，在硅片表面淀积一层氧化硅，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的氧化硅进行刻蚀，刻蚀后的氧化硅作为法拉第环阻挡层17。法拉第环阻挡层17在多晶硅栅极12和多晶硅化物16的两侧、以及多晶硅化物16的上方、以及多晶硅栅极12之外靠近漏区152 —侧的栅氧化层11的上方。刻蚀后形成的法拉第环阻挡层17在多晶硅栅极12和多晶硅化物16两侧的宽度优选为小于或等于500A。再在硅片表面淀积一层金属，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的金属进行刻蚀，刻蚀后的金属18作为法拉第环18。法拉第环18在法拉第环阻挡层17的上方、以及多晶硅栅极12之外靠近源区151 —侧的栅氧化层11的上方。与传统射频LDMOS器件的制造方法相比，本发明最主要的改变是热氧化生长氧化硅侧墙14，而非化学成膜方式(淀积、光刻、刻蚀)，这可以减小氧化硅侧墙的宽度。这部分氧化硅侧墙与后续形成的法拉第环阻挡层在多晶硅栅极两侧的部分，共同决定了多晶硅栅极与法拉第环之间的间距。因此本发明所述方法制造的射频LDMOS器件，可以缩小多晶硅栅极12和法拉第环18在水平方向上的间距，这样法拉第环可以显著降低射频LDMOS器件的密勒电容，从而提高本发明射频LDMOS器件的增益。
权利要求
1.一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，包括如下步骤第1步，在硅衬底(10)上先生长一层栅氧化层(11)，再淀积一层多晶硅和氮化硅，刻蚀所淀积的氮化硅和多晶硅，形成多晶硅栅极(1 及其上方的氮化硅(13)； 第2步，在多晶硅栅极(1 的两侧热生长一层氧化硅侧墙(14)； 第3步，在氧化硅侧墙(14)的两侧对硅衬底(10)进行重掺杂离子注入，在硅衬底(10) 中形成源区(151)和漏区(152)；第4步，以湿法腐蚀工艺去除多晶硅栅极(12)上方的氮化硅(13)； 第5步，在硅片表面淀积一层金属，接着进行高温退火处理，从而在多晶硅栅极(12)上方形成多晶硅化物(16)；第6步，在硅片表面淀积一层氧化硅，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的氧化硅进行刻蚀，形成法拉第环阻挡层(17)；再在硅片表面淀积一层金属，采用光刻和刻蚀工艺对所淀积的金属进行刻蚀，形成法拉第环(18)。
2.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第1步中， 所淀积的氮化硅厚度小于200A。
3.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第2步中， 多晶硅栅极(1 的上方由于有氮化硅(1 的保护而未生长氧化硅。
4.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第2步中形成的氧化硅侧墙(14)隔离多晶硅栅极(12)和源区(151)，还隔离多晶硅栅极(12)和漏区 (152)。
5.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第2步中， 所述氧化硅侧墙(14)的厚度小于或等于200A。
6.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第4步中， 采用磷酸去除氮化硅(13)。
7.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第5步中， 金属为钛，多晶硅化物(16)为硅化钛。
8.根据权利要求1所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述方法第6步中， 所述法拉第环阻挡层(17)在多晶硅栅极(1 和多晶硅化物(16)的两侧、以及多晶硅化物(16)的上方、以及多晶硅栅极(12)之外靠近漏区(152)—侧的栅氧化层(11)的上方； 所述法拉第环(18)在法拉第环阻挡层(17)的上方、以及多晶硅栅极(1 之外靠近源区(151) —侧的栅氧化层(11)的上方。
9.根据权利要求7所述的射频LDMOS器件的制造方法，其特征是，所述法拉第环阻挡层(17)在多晶硅栅极(12)和多晶硅化物(16)的两侧的宽度小于或等于500A。
全文摘要
本发明公开了一种射频LDMOS器件的制造方法，将多晶硅栅极两侧的氧化硅侧墙由现有的化学成膜工艺改为热氧化生长工艺，这便缩小了多晶硅栅极和法拉第环之间的间距，使得法拉第环可以更大程度地降低射频LDMOS器件的密勒电容，最终达到提高器件增益的目的。
文档编号H01L21/283GK102237276SQ20101015489
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者张帅, 王海军, 王雷 申请人:上海华虹Nec电子有限公司