[发明专利]RFLDMOS器件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别涉及一种应用于大功率射频信号放大的RFLDMOS。本发明还涉及所述RFLDMOS器件的制造方法。

背景技术

RFLDMOS（Radio Frequency Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，射频横向双扩散金属氧化物半导体）是被广泛应用在广电发射基站、移动发射基站、雷达等的具有高增益、高线性、高耐压、高输出功率的射频功率器件，其工作电压有28V和50V两种，对应的击穿电压的要求分别为70V和120V。器件的基本结构如图1所示，它是一个N型器件，较高的耐压由N型低掺杂漂移区6的长度（重掺杂N型漏端7到多晶硅栅极4边沿的距离），以及用作场板的调节电场分布的金属法拉第杯11决定；但同时，由漏极7以及漂移区6为集电极，P型沟道5及P型电下沉连接10为基极，源极8为发射极，形成了一个寄生的NPN管，它的发射极和基极是短接在一起并连到地电压，由于P型沟道5是通过P型下沉10连接到地的，这样就会有一个等效的基极电阻R_B，同时N型轻掺杂漂移区6和P型沟道5之间会形成一个反向的二极管，形成如图2所示的RFLDMOS的等效电路图。在RFLDMOS管正常工作时，漏极7会加上工作电压并会再加射频信号使其接近击穿电压，同时也会有大于击穿的脉冲尖峰电压，这样就需要寄生二极管的反向击穿电压和寄生三极管的骤回电压要比击穿电压大20V左右；为达到这一目标，需要二极管的反向击穿电压比RFLDMOS的击穿电压大20V以上和较小漏电，并有较低的基极电阻R_B。常见的RFLDMOS器件的骤回电压曲线如图3所示，为28V和50V LDMOS的骤回曲线，28V LDMOS的骤回点在90伏附近，50V LDMOS的骤回点在140V～150V，对于LDMOS来说，骤回点电压越大越好。

常规的RFLDMOS使用长时间扩散的P型重掺杂10作为电下沉，它和P型沟道5能形成较低的R_B；而另外一种RFLDMOS器件使用金属钨塞作电和热下沉，如图4所示，与图1相比较，不同之处在于，是将图1中的P型重掺杂10替换为金属钨塞结构13，同时增加了一个重掺杂的P型沟道5。金属可降低和衬底的电阻并提升热扩散能力，但此结构的器件仍存在基极电阻R_B较大，有可能发生骤回效应，引起管子烧毁等器件耐压性失效发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种RFLDMOS器件，降低寄生NPN管的基极电阻，使器件具有较高的骤回电压。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述RFLDMOS器件的制造方法。

为解决上述问题，本发明所述的RFLDMOS器件，位于P型硅衬底上的轻掺杂P型外延中；在轻掺杂P型外延中，具有N型轻掺杂漏极漂移区及与之抵靠接触的P型沟道区；所述N型轻掺杂漏极漂移区中，包含所述RFLDMOS器件的漏区，漏区表面具有金属硅化物引出所述RFLDMOS器件的漏极；所述P型沟道区中，包含有重掺杂P型沟道连接区及与之抵靠接触的重掺杂N型区，重掺杂N型区即所述RFLDMOS器件的源区；所述重掺杂P型沟道连接区和RFLDMOS的源区表面覆盖一层金属硅化物引出所述RFLDMOS的源极；在P型沟道区与N型轻掺杂漏极漂移区交界上方的硅表面上方具有栅氧化层，栅氧化层上覆盖多晶硅栅极及金属硅化物，多晶硅栅极及栅氧化层两端具有栅极侧墙，金属硅化物、靠漏侧的侧墙、以及漏侧侧墙与漏区金属硅化物之间的N型轻掺杂漏极漂移区上均包裹介质层，多晶硅栅极上的金属硅化物靠漏区的部分上及N型轻掺杂漏极漂移区上的介质层上均覆盖一层金属层形成金属法拉第杯层；在整个器件表面具有层间介质，在重掺杂P型沟道连接区远离漏区的一侧的轻掺杂P型外延中还具有钨塞，钨塞底部连接到P型衬底中，钨塞上部也穿通层间介质。

所述栅氧化层在多晶硅栅极下具有坡度，且靠漏区一侧的栅氧化层的厚度大于靠源区一侧的栅氧化层。

所述第一P型埋层位于P型沟道区中，且第一P型埋层中还具有一第二P型埋层；所述的第一P型埋层及第二P型埋层连接钨塞及重掺杂P型沟道连接区。

进一步地，所述的第一P型埋层为轻掺杂，所述第二P型埋层为中等掺杂。

另外，本发明提供所述RFLDMOS器件的制造方法，包含如下几个步骤：

第1步，在P型衬底上生长P型外延层；在其上方生长第一次栅氧，光刻打开源端及靠源的部分栅极，进行P型离子注入形成第一埋层；