[发明专利]一种LDMOS器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频功率器件和制备方法，更具体地说是一种LDMOS器件及其制备方法。

背景技术

射频功率器件主要应用于无线通讯中移动通信系统基站的射频功率放大器。但是由于CMOS射频功率性能的不足，在射频功率半导体市场上，直到上世纪90年代中期，射频功率器件还都是使用双极型晶体管或GaAsMOSFET。直到90年代后期，硅基横向扩散晶体管LDMOS的出现改变了这一状况。与双极型晶体管或GaAs MOSFET相比较，LDMOS器件具有耐压较高、高频下线性放大动态范围大、失真小、增益高、输出功率的，成本低的优点，使其已超过GaAs功率器件逐渐成为射频功率MOSFET的主流技术,。

LDMOS器件在保持MOS器件基本结构的基础上，通过横向双扩散工艺形成沟道区。即在同一个光刻窗口进行两次扩散，一次中等浓度高能量硼（B）扩散，一次高浓度低能量的砷（As）扩散，由于硼扩散比砷快，所以在栅极边界下会沿着横向扩散更远，形成一个有浓度梯度的沟道。LDMOS器件的沟道长度不受光刻精度的影响，通过对工艺的控制，可以将沟道长度做的很小，从而提高器件的跨导和工作频率。

在漏极和沟道之间引入的低掺杂漂移区，提高了LDMOS器件的击穿电压，减小了源漏极之间的寄生电容，提高了器件的频率特性。通过对LDD区域的长度和掺杂浓度，可以调整器件的导通电阻和击穿电压。

LDMOS的P-sinker区域实现了源极和衬底的连接，以降低射频应用时的源极的接线电感，增大共源放大器的RF增益，提高器件的性能。因为源极的电阻和电感都会产生负反馈，减小器件的功率增益。同时将源极与接地的P+衬底相连可以在版图上省去源极的布线，这样不仅可以减小由于布线带来的寄生参数，还可以减小整个版图的面积，使得在流片后器件的工作性能得到进一步改善。

LDMOS晶体管还具有很好的温度特性，它的温度系数是负数，负反馈使过大的局部电流不会形成像双极型器件那样的二次击穿，安全工作区宽，热稳定性好，可靠性高。

LDMOS半导体工艺技术除了主要面向移动电话基站的射频功率放大器外，还广泛应用于HF、VHF与UHF广播用发射器，数字电视发射机以及微波与航空系统用晶体管。此外，随着LDMOS应用频率上限的不断拓展，更使其大举进军其它领域，包括新兴的WiMax市场，以及ISM市场。随着新一代无线通讯技术的快速发展和越来越广泛的应用，射频功率LDMOS有着非常乐观的市场前景。

为适应基站放大器的发展要求，需要进一步提高射频功率LDMOS的性能，具体地讲，需要更高的击穿电压，更高的输出功率，更优良的高频特性，特别是导通电阻同击穿电压、跨导同击穿及截止频率之间相互制约的关系需要得到改善。

发明内容

本发明的目的包括提供一种LDMOS器件，进一步的，本发明的目的包括还提供该LDMOS器件的制备方法。本发明提供的LDMOS器件在满足击穿电压大于80V条件的基础上，显著减小了漂移区导通电阻和源漏寄生电容，明显优化了器件的直流和射频特性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种LDMOS器件，所述LDMOS器件包括源极、栅极、漏极，其特征在于，还包括以下结构：硅型衬底，P-epi区域，P+sinker区域，P+base区域，栅氧化层，漂移区。

进一步地，所述漂移区包括一个以上的子区域，所述一个以上的子区域通过分次注入分别得到。

在一个实施方案中，所述漂移区长度为3-5μm；所述漂移区包括彼此相邻的LDD1区和LDD2区，所述LDD2区位于LDD1区上方，所述LDD1区的注入浓度为1e12至3e12cm^-2，所述LDD2区的注入浓度为2e11至2e12cm^-2；优选地，所述漂移区长度为4μm，所述LDD1区的注入浓度为2e12cm^-2，所述LDD2区的注入浓度为1.2e12cm^-2；进一步优选地，所述LDD1区为深结区域，LDD2区为浅结区域。

在另一个实施方案中，所述的LDMOS器件进一步包括：a)所述栅氧化层边缘具有鸟嘴结构；b)制备中包括侧墙工艺，所述侧墙工艺操作在P+base注入后，在LDD注入之前进行，并且，c)包括源场板结构，所述源场板结构通过源极金属延伸到漂移区上方覆盖所述漂移区所形成；优选地，所述鸟嘴结构的厚度约为