[发明专利]一种射频横向扩散N型MOS管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向扩散金属氧化物半导体管，尤其是阶梯沟槽隔离结构射频N型金属氧化物半导体管及其制造方法。

背景技术

射频横向扩散N型金属氧化物半导体管（MOS管）具有高功率增益、高效率及低成本等优点，被广泛应用于移动通信基站、雷达、导航等领域。射频横向扩散N型金属氧化物半导体管包括靠近漏区的轻掺杂漂移区以增加击穿电压。由于轻掺杂漂移区的存在，半导体管因此具有较高的导通电阻。为了进一步提高射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的击穿电压，增大输出功率，通常增加漂移区长度和降低漂移区掺杂浓度，半导体管导通电阻也会进一步增加，进而增大功耗降低效率。为了兼顾功率器件对高击穿电压和低导通电阻的性能要求，射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的设计一般都会采用场极板技术来达到击穿电压和导通电阻之间的平衡。

图1是一种现有技术的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的示意图。在P型衬底10上形成P型外延层11和P型下沉区（sinker区）12，在P型外延层11上形成N型漂移区14；在P型外延层11上且位于N型漂移区14两端分别相邻设置N型漏15和P型沟道13；在外延层11上且位于与P沟道13相邻的位置形成N型源16；在P型沟道13的表面包覆有栅氧层171；在栅氧层171的表面包覆有多晶硅栅17；在多晶硅栅17及N型漂移区14的表面包覆有场氧化层172；在N型漏15上形成金属电极（漏极）19。为了改善N型漂移区14内部的电场分布，降低N型漂移区14与P型沟道13之间PN结处电场峰值，增加半导体管击穿电压，在场氧化层172的表面包覆有金属场极板18。

这种现有技术的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管简单实用，但是，还没有最大的利用芯片面积，在相同的结构尺寸下，还没有达到最大的击穿电压及最小的导通电阻。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单且与现有射频横向双扩散金属氧化物半导体工艺相兼容的漂移区具有阶梯浅沟槽隔离结构的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管及其制造方法，在相同的结构尺寸下，提升半导体管的击穿电压，而导通电阻保持不变。

本发明的技术方案是：一种射频横向扩散N型MOS管，在P型衬底上设有P型外延层，在P型外延层上设有N型漂移区，在P型外延层上且位于N型漂移区的相邻两端分别设置N型漏和P型沟道，在P型沟道的表面包覆有栅氧层，在栅氧层的表面包覆有多晶硅栅，在所述多晶硅栅的表面包覆有第一场氧化层，在所述N型漂移区上设有阶梯浅沟槽隔离氧化层，所述阶梯浅沟槽隔离氧化层包括位于N型漂移区之上的第二浅沟槽隔离氧化层和位于第二浅沟槽隔离氧化层之上的第一浅沟槽隔离氧化层；在所述阶梯浅沟槽隔离氧化层的表面包覆有第二场氧化层，在所述第一场氧化层的表面包覆有金属场极板，所述金属场极板将第一场氧化层和第二场氧化层分隔。

进一步的，所述的一种射频横向扩散N型MOS管，在所述N型漏上设置金属电极，在所述P型衬底上还设置有P型下沉区，在P型下沉区的表面包覆金属场极板。

进一步的，所述的一种射频横向扩散N型MOS管，在所述P型外延层上设有N型源，所述N型源与所述P型沟道相邻，在所述N型源的表面包覆金属场极板。

本发明还公开了一种射频横向扩散N型MOS管的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：制备重掺杂P型衬底，并在P型衬底上生长P型外延层；

步骤S2：在P型外延层上进行P型重掺杂、N型轻掺杂和P型掺杂，分别形成P型下沉区、N型漂移区、P型沟道，再进行源、漏N型杂质注入，形成N型源和N型漏；

步骤S3：在N型漂移区的上部刻蚀形成第一层浅沟槽；在N型漂移区的中部区域且位于第一层浅沟槽的下方刻蚀形成第二层浅沟槽，再在第一层浅沟槽和第二层浅沟槽内淀积氧化层，分别形成第一浅沟槽隔离氧化层和第二浅沟槽隔离氧化层，构成阶梯浅沟槽隔离氧化层；

步骤S4：在P型沟道的表面干热氧化生长并形成栅氧层，在栅氧层上淀积有多晶硅栅，在阶梯浅沟槽隔离氧化层的上表面及多晶硅栅的两侧和上表面湿热氧化生长并形成第一场氧化层，使第一场氧化层覆盖在第一浅沟槽隔离氧化层的表面；

步骤S5：在第一场氧化层中刻孔，并淀积金属铝，刻铝形成金属场极板和金属电极；所述金属场极板包覆在P型下沉区、N型源及场氧化层的表面；所述金属电极覆盖在所述N型漏的表面。