[发明专利]一种射频LDMOS器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，尤其涉及一种射频LDMOS器件及其制备方法。

背景技术

横向双扩散场效应管(Lateral Double-diffused MOS，LDMOS)是一种市场需求大、发展前景广的射频功率器件。在射频无线通信领域，基站和长距离发射机几乎全部使用硅基LDMOS高功率晶体管；此外，LDMOS还广泛应用于射频放大器，如HF、VHF和UHF通信系统、脉冲雷达、工业、科学和医疗应用、航空电子和WiMAXTM通信系统等领域。由于LDMOS具有高增益、高线性、高耐压、高输出功率和易与CMOS工艺兼容等优点，硅基LDMOS晶体管已成为射频半导体功率器件的一个新热点。与SiGe和GaAs工艺相比，虽然Si LDMOS技术的高频性能和噪声性能并不是最优，但其工艺最为成熟、成本最低、功耗最小、应用也最为广泛，尤其是随着器件特征尺寸的等比例缩小，LDMOS晶体管的频率和噪声特性也逐渐得到改善，因此从长远来看，硅基LDMOS射频电路将是未来发展的趋势。

如图1所示，是现有射频LDMOS器件的结构示意图；现有射频LDMOS器件的基本结构包括：

P+硅衬底101即掺高浓度P型杂质的衬底以及形成于所述P+硅衬底上方的P-外延层102；所述P+硅衬底101的电阻率为0.01欧姆·厘米～0.02欧姆·厘米，所述P-外延层102的厚度和掺杂浓度根据器件耐压的要求不同进行设置，如器件耐压为60伏的话，所述P-外延层102的厚度约为5微米～8微米。

利用注入和扩散形成的P+下沉层(P+SINKER)103，该P+下沉层103穿过所述P-外延层102并且所述P+下沉层103的底部进入到所述P+硅衬底101中。

P阱104，该P阱104用于形成器件的沟道区。

栅极氧化层以及栅极多晶硅108，覆盖于所述P阱104的上方，被所述栅极多晶硅108的所述P阱104形成沟道区。

漂移区105，由形成于所述P-外延层102中的N-掺杂区组成，所述漂移区105和所述栅极多晶硅108的一侧相邻。

源区106，由一N+掺杂区组成，和所述栅极多晶硅108的另一侧自对准。

漏区107，由一N+掺杂区组成，和所述栅极多晶硅108的相隔一段距离，且是通过所述漂移区105和所述P阱104相连接。

通过金属图形109引出源极S、漏极D和栅极G。从漏区107到漏极D包括了多层金属层以及用于相邻金属层之间的连接的接触孔和通孔，其中接触孔用于漏区107和第一层金属的连接，通孔用于金属层之间的连接。源区106和源极S之间也包括了多层金属层以及用于相邻金属层之间的连接的接触孔和通孔,源极S也可以是硅片背面的金属110，栅极多晶硅108和栅极G之间也包括了多层金属层以及用于相邻金属层之间的连接的接触孔和通孔。

所述P+硅衬底101减薄后在背面形成有背面金属110，所述背面金属110通过所述P+硅衬底101、所述P+下沉层103和所述源极S相连接或作为源极。

击穿电压是LDMOS最重要的静态参数之一，良好的耐压特性是LDMOS器件可靠性的重要体现。采用平面工艺制作LDMOS器件，由于P-N结表面受到曲率半径、氧化层中正电荷以及Si/SiO2界面态的影响，使得P-N结表面处的电场增大，P-N结击穿首先在表面发生，为了提高击穿电压而在P-N结边缘采取的减小表面电场的技术称为结终端技术。本发明提供了一种通过漂移区注入剂量的改变提高射频LDMOS击穿电压的方法，该方法能够对对器件的阈值电压、击穿电压及频率特性等主要参数进行优化，从而设计出具有优异性能指标要求的RF LDMOS器件。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种射频LDMOS器件及其制备方法，以解决现有技术的无法优化射频器件击穿电压的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种射频LDMOS器件，所述器件包括：

电阻率为0.05～0.15Ω/cm³的P+硅衬底；

在所述P+硅衬底上外延形成的厚度为9μm、掺杂浓度为6*10¹⁴cm^-3～8*10¹⁴cm^-3的P型外延区域；

B杂质注入剂量为5.5*10¹⁵cm^-2～7.5*10¹⁵cm^-2、能量为90～110Kev、1050℃高温推进时间为180～220min的P+下沉区域；