射频ldmos器件的边缘隔离结构及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种射频LDMOS器件边缘隔离优化结构,在大功率器件中,由于较大的栅宽导致的漏电,在边缘进行隔离时,将源极金属层向漏极金属层与隔离环区交界的区域延伸,利用源极金属层的接地,将漏极金属层与隔离环进行屏蔽,防止漏极金属中较高的电压导致隔离环区反型而产生漏电,方法简单易于实施且效果良好。本发明还公开了所述射频LDMOS器件边缘隔离优化结构的制造方法。
【专利说明】射频LDMOS器件的边缘隔离结构及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域,特别是指一种射频LDMOS器件的边缘隔离结构,本发明还涉及所述射频LDMOS器件的边缘隔离结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]高频率器件,要求器件本身有比较好的频率特性以满足频率要求,同时也要做大功率,N型大功率射频LDM0S,由多个栅极形成阵列以得到大电流,被广泛用于各种信号发射基站。大的阵列意味栅极总宽度很大,如何做好器件间隔离以保持低漏电是很大的挑战。因此对于漏电有较高的要求。
[0003]在现有的射频LDMOS器件中,其结构如图1所示,在P型隔离环下面有一段区域是在第二层金属的下面,第二层金属连接的是漏极,在工作状态下,漏极会连接很大的电压,在P型隔离环的上面也会有高电压,高压电场导致P型隔离环里面的掺杂区反型(图1中圆圈处所示),或者掺杂浓度变低,导致漏电流增加。由于不太良好的器件隔离,造成较大的漏电,容易造成器件发热,最终导致器件性能降低或者失效。因此,做好器件隔离是一个良好的射频LDMOS器件的重要因素。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种射频LDMOS器件的边缘隔离结构。
[0005]本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述射频LDMOS器件的边缘隔离结构的制造方法。
[0006]为解决上述问题,本发明所述的一种射频LDMOS器件的边缘隔离结构,是隔离环区环绕包围有源区,在有源区中,多个源区和漏区交替间隔排列,且源区和漏区之间的沟道区上具有多晶硅栅极,源区上覆盖第一金属层并通过接触孔相互连接,漏区上具有第二金属层并通过接触孔相互连接,第二金属层跨过隔离环区,将漏极引出隔离环区之外;
[0007]连接源区的第一金属层向第二金属层将漏极引出的引出方向上延伸,并位于隔离环区与第二金属层之间,且相邻的第一金属层连接在一起,将隔离环区与第二金属层隔离。
[0008]进一步地,所述的隔离环区为P型高掺杂隔离区,掺杂浓度为1x1014/CM_3以上。
[0009]进一步地,所述的连接源区的第一金属层接地,在第二金属层和隔离环区的交界区域形成隔离。
[0010]为解决上述问题,本发明所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,包含如下步骤:
[0011]第I步,定义场氧化区域;
[0012]第2步,定义隔离环区,在场氧化层内部定义一个隔离环区,包围整个有源区;
[0013]第3步,在隔离环区内的有源区分别注入形成源区及漏区,制作多晶硅栅极,形成器件;
[0014]第4步,制作第一金属层,并通过接触孔连接源区;第一金属层同时盖住后续第二金属层跨过隔离环区的交界区域,形成第二金属层与隔离环区之间的隔离;
[0015]第5步,淀积金属层间介质;
[0016]第6步,制作第二金属层,通过接触孔连接漏区,第二金属层将漏区引出隔离环区外。
[0017]进一步地,所述第I步中,实现半等平面的场氧化工艺,场氧的厚度为10000?15000A。
[0018]进一步地,所述第2步中,隔离环区的环宽度为3?5μπι,包围整个有源区;隔离环区采用硼离子注入,注入能量为300?500KeV,浓度为2X1014/CM_3以上。
[0019]进一步地,所述第4步中,第一金属层的厚度为8000?12000A。
[0020]进一步地,所述第5步中,金属层间介质的厚度为30000?35000A。
[0021]进一步地,所述第6步中,第二金属层的厚度为3?4μ m。
[0022]本发明所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构及制造方法,将连接源极的第一金属层往外延伸,利用其接地的特点,隔离环区和第二金属层之间形成隔离,避免了连接漏区的第二金属层由于电压过高,引起位于其下方的隔离环区反型而产生漏电的问题,工艺简单易于实施,降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是传统的射频LDMOS器件结构示意图;
[0024]图2?5是本发明工艺步骤示意图;
[0025]图6是隔离优化区域的剖面图;
[0026]图7是本发明工艺流程图;
[0027]附图标记说明
[0028]I是有源区,2是栅极,3是P型隔离环区,4是P型重掺杂区,5是源区,6是接触孔,7是第一金属层,8是第二金属层,9是P型沟槽掺杂,10是漏区。
【具体实施方式】
[0029]本发明所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构,如图5、6所示,适用于大功率器件应用领域,由多个栅极2并联形成,其总输出电流大于20安培,总栅极宽度大于30毫米,可达200毫米。有源区I中源区与漏区10是互相间隔交替排列,其间具有多晶硅栅极2,隔离环区3环绕包围有源区I。
[0030]源区5上覆盖第一金属层7并通过接触孔6相互连接,漏区10上具有第二金属层8并通过接触孔6相互连接,第二金属层8跨过隔离环区3,将漏极10引出隔离环区3之外。
[0031]第一金属层7和第二金属层8之间具有介质层(即图6中第一金属层7和第二金属层8之间的空白区域),P型隔离环区3和第一金属层7之间具有场氧。
[0032]第二金属层8跨过隔离环区3,位于隔离环区3上方,由于第二金属层8连接漏极10,电压较高,高压电场容易引起位于其下方的隔离环区3反型而形成漏电,因此,本发明将连接源区5的第一金属层7往外延伸(即第二金属层7的引出方向),使第一金属层7延伸的部分位于第二金属层8和隔离环区3之间,将第二金属层8与隔离环区3进行隔离。由于连接源区5的第一金属层7的电性属性为接地,因此第一金属层7延伸部分下方的隔离环区3具有了地线屏蔽的效果,阻止了第二金属层8的高压电场引起的隔离环区3反型,解决了器件漏电的问题。
[0033]本发明所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造工艺如下:
[0034]第I步,定义场氧化层区域,在工艺上实现半等平面的场氧化工艺。厚度在10000?15000A。
[0035]第2步,定义P型隔离环区域3,如图2所示,在场氧化层内部定义一个宽度在3?5um的隔离环带3,包围整个有源区1,工艺上用高能量300?500KeV,浓度在2xl014/CM_3以上注入B离子。
[0036]第3步,在隔离环区包围的有源区内分别注入形成源区5及漏区10,制作多晶硅栅极2,形成所述的LDMOS器件,如图3所示。
[0037]第4步,定义第一金属层,如图4所示,第一金属层为源极连接层,与衬底通过穿孔一起接地,在金属层定义的时候,让第一金属层走线盖住P型隔离环区将被第二金属层盖住的区域,保护P型隔离环。第一金属层厚度为8000?12000A。
[0038]第5步,形成厚度为30000?35000A的金属层间介质层。
[0039]第6步,定义制作第二金属层,如图5所示,厚度为3?4um。第二金属层通过接触孔连接漏极。即可形成射频LDMOS器件的边缘隔离。
[0040]以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种射频LDMOS器件边缘隔离结构,P型掺杂隔离环区环绕包围有源区;在有源区中,多个源区和漏区交替间隔排列,且源区和漏区之间的沟道区上具有多晶硅栅极,源区上覆盖第一金属层并通过接触孔相互连接,漏区上具有第二金属层并通过接触孔相互连接,第二金属层跨过隔离环区,将漏极引出隔离环区之外,所述的边缘隔离结构,其特征在于: 连接源区的第一金属层向第二金属层将漏极引出的引出方向上延伸,并位于隔离环区与第二金属层之间,且相邻的第一金属层连接在一起,将隔离环区与第二金属层隔离。
2.如权利要求1所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构,其特征在于:所述的隔离环区为P型高掺杂隔离区,掺杂浓度为1x1014/CM_3以上。
3.如权利要求1所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构,其特征在于:所述的连接源区的第一金属层接地,在第二金属层和隔离环区的交界区域形成隔离。
4.如权利要求1所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:包含: 第I步,定义场氧化区域; 第2步,定义隔离环区,在场氧化层内部定义一个隔离环区,包围整个有源区; 第3步,在隔离环区内的有源区分别注入形成源区及漏区,制作多晶硅栅极,形成器件; 第4步,制作第一金属层,并通过接触孔连接源区;第一金属层同时盖住后续第二金属层跨过隔离环区的交界区域,形成第二金属层与隔离环区之间的隔离; 第5步,淀积金属层间介质; 第6步,制作第二金属层,通过接触孔连接漏区,第二金属层将漏区引出隔离环区外。
5.如权利要求4所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第I步中,实现半等平面的场氧化工艺,场氧的厚度为10000?15000A。
6.如权利要求4所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第2步中,隔离环区的环宽度为3?5μπι,包围整个有源区;隔离环区采用硼离子注入,注入能量为300?500KeV,浓度为2xl014/Cr3以上。
7.如权利要求4所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第4步中,第一金属层的厚度为《000?12000A。
8.如权利要求4所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第5步中,金属层间介质的厚度为30000?35000A。
9.如权利要求4所述的射频LDMOS器件边缘隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第6步中,第二金属层的厚度为3?4μπι。
【文档编号】H01L29/417GK104167432SQ201310187583
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】马彪, 周正良, 遇寒 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司