[发明专利]射频横向双扩散场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造器件，特别是涉及一种射频横向双扩散场效应晶体管，本发明还涉及该晶体管的制造方法。

背景技术

射频横向双扩散场效应晶体管(RFLDMOS)器件是半导体集成电路技术与微波电子技术融合而成的新一代集成化的固体微波功率半导体产品，具有线性度好、增益高、耐压高、输出功率大、热稳定性好、效率高、宽带匹配性能好、易于和MOS工艺集成等优点，并且其价格远低于砷化镓器件，是一种非常具有竞争力的功率器件，被广泛用于GSM，PCS，W-CDMA基站的功率放大器，以及无线广播与核磁共振等方面。

RFLDMOS器件的击穿电压(BV)与导通电阻(Rdson)是两个用来衡量器件性能的重要参数。较高的击穿电压有助于保证器件在实际工作时的稳定性，如工作电压为50V的RFLDMOS器件，其击穿电压需要达到110V以上。而导通电阻(Rdson)则会直接影响到器件的输出功率与增益等特性。为了实现较高的击穿电压，一般RFLDMOS管采用了两层法拉第盾(G-shield)结构，这有利于电场更均匀地分布，如图1所示，采用掺高浓度P型杂质的衬底，即P型衬底11，根据器件耐压的要求不同，在所述P型衬底11上，生长不同厚度和掺杂浓度的P型外延层12，通过光刻板定义，进行离子注入形成轻掺杂漂移区(NLDD)13；随后热氧生长一层栅极氧化层14；淀积多晶硅，光刻板定义并刻蚀出多晶硅栅15；利用离子注入和扩散工艺分别形成P阱16、P+区域17、N+源区18及N+漏区19；然后淀积一层氧化层110，淀积金属或者金属硅化物，刻蚀出第一层法拉第盾111，再淀积一层氧化层110，淀积金属或者金属硅化物，刻蚀出第二层法拉第盾112，然后定义P型多晶硅塞或金属塞结构113，并淀积相应材料；最后进行后续工艺，形成RFLDMOS。然而，仅靠两层法拉第盾结构实现更高的击穿电压BV(例如高于120V)仍然存在较大困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种射频横向双扩散场效应晶体管，能获得超过原有结构器件的性能，实现更高的击穿电压(高于120V)，同时还可以降低原有结构器件的导通电阻。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种射频横向双扩散场效应晶体管，包括P型衬底，在所述P型衬底上生长P型外延层，在所述P型外延层中形成轻掺杂漂移区，在所述P型外延层上方设置有第一层法拉第盾及第二层法拉第盾，在所述轻掺杂漂移区中还包括两块第二次NLDD注入区域，分别位于所述第一层法拉第盾及所述第二层法拉第盾的下方。

进一步的，还包括位于所述P型外延层上方的栅极氧化层及多晶硅栅，位于所述P型外延层中的利用离子注入和扩散工艺分别形成P阱、P+区域、N+源区及N+漏区，及P型多晶硅塞或金属塞结构。

进一步的，所述位于所述第一层法拉第盾下方的第二次NLDD注入区域，长度为0-0.8微米。

进一步的，所述位于所述第二层法拉第盾下方的第二次NLDD注入区域，长度为0-0.95微米。

一种射频横向双扩散场效应晶体管的制造方法，包括：

步骤1、在P型衬底上生长P型外延层；经栅极氧化层生长后，淀积多晶硅，通过刻板定义并刻蚀出多晶硅栅，在刻蚀完成后，进行一步较高能量的轻掺杂LDD的N型离子注入，形成轻掺杂漂移区；

步骤2、通过光刻定义并进行离子注入形成两块第二次NLDD注入区域，所述两块第二次NLDD注入区域位于所述轻掺杂漂移区中并分别位于两层法拉第盾下方的区域；

步骤3、P阱的形成；

步骤4、P+区域、N+源区及N+漏区的形成；

步骤5、第一层法拉第盾、第二层法拉第盾及P型多晶硅塞或金属塞结构的形成。

进一步的，步骤1中进行一步较高能量的轻掺杂LDD的N型离子注入，注入离子为磷或砷，能量为50-300keV，剂量为5e¹¹-4e¹²cm^-2。

进一步的，步骤2中所述进行离子注入形成两块第二次NLDD注入区域，注入离子为磷或砷，注入能量范围为50-300KeV，注入剂量范围为5e¹¹-4e¹²cm^-2。

进一步的，步骤3中所述P阱的形成有两种方式，一种是在多晶硅栅形成前通过注入与高温推进形成，另一种是通过自对准工艺加高温推进形成。