[发明专利]无负阻LDMOS器件结构及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种降低硅LDMOS器件寄生双极晶体管负阻效应，并适用于硅LDMOS器件的研制与生产的无负阻LDMOS器件结构，属于半导体微电子设计制造技术领域。

背景技术

与硅双极器件相比，硅LDMOS器件具有输出功率大、线性好，失真小，热稳定性好等显著优点，因此大量应用于数字电视，医疗诊断器械，移动通讯等领域，特别是移动通讯领域，硅微波LDMOS功率器件是其基站所用微波功率器件的首选产品。一般认为LDMOS器件不向双极器件那样具有负阻效应，但实际上源区-沟道区-漏区会构成一寄生双极晶体管，如果控制不好，这一寄生双极晶体管同样会在工作过程中出现负阻问题，从而导致LDMOS器件烧毁，常规的抑制寄生双极晶体管负阻效应的方法是用高浓度硼将源区包围起来，形成屏蔽源结构，降低寄生双极晶体管发射极发射效率，这一方法一方面需要增加工艺步骤，另一方面需要严格控制屏蔽源的区域，否则会影响器件的其它性能，如阈值电压等，因此工艺的实现有一定难度。

发明内容

本发明的目的是为了抑制硅LDMOS器件中寄生双极晶体管的负阻效应，克服传统的屏蔽源结构需要增加工艺步骤及工艺实现有一定难度的缺陷，提供

一种硅LDMOS器件结构及其生产方法。

本发明的技术解决方案：无负阻LDMOS器件结构，包括沟道区、漂移区、源漏区，在有源区边界用一高浓度的浓硼区将LDMOS器件漂移区包围起来，该浓硼区与漂移区在有源区边界形成一个P⁺N^-二极管，该二极管击穿电压比器件有源区内部本征击穿电压略低。

无负阻LDMOS器件的生产方法，其特征是该方法的工艺步骤分为，

1).在电阻率(0.01～0.02)Ω·cm的P型硅衬底上外延(8～13)Ω·cm，厚度(5～10)μm的P型外延层；

2).利用高能高剂量离子注入加热推进或者利用ICP刻蚀贯通外延层的深槽，进行侧壁扩散加掺硼多晶硅填充的办法形成形成包围漂移区的高浓度硼掺杂区，同时形成表面源与背面衬底连接的高浓度硼连接区；

3).利用局部氧化技术进行场氧化，栅牺牲层氧化(300～700)与腐蚀、栅氧化，厚度(300～700)；

4).LPCVD淀积多晶硅，厚度(4000～6000)，光刻刻蚀多晶硅，形成多晶硅栅图形；

5).以多晶硅作为自对准边界，光刻沟道注入区，进行沟道注入(能量40Kev～60Kev，剂量3E13cm^-2～1E14cm^-2)和推进(温度1050℃～1150℃，时间3h)，形成器件沟道区；

6).以多晶硅作为自对准边界，光刻源漏注入区，进行源漏注入(能量80Kev～120Kev，剂量1E15cm^-2～3E15cm^-2)和推进(温度900℃～1000℃，时间30min)，形成器件源区和漏区；

7).漂移区注入(能量80Kev～140Kev，剂量1E12cm^-2～4E12cm^-2)和退火(温度900℃～1000℃，时间30min)，同时步骤2)形成的包围漂移区的高浓度硼掺杂区与漂移区在有源区边界形成一个P⁺N^-二极管；

8).用LPCVD工艺在硅片表面淀积SiO₂(厚度5000～8000)，光刻、刻蚀SiO₂开接触窗口；

9).蒸发金属膜(厚度3000～5000)，反刻形成金属电极，即漏极D和栅极G；

10).背面磨片，将硅片减薄到60μm～110μm，蒸发Ti(500～1500)/Ni(3000～5000)/Au(3000～5000)形成下电极，即源极S。