[发明专利]射频横向双扩散场效应晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种射频横向双扩散场效应晶体管及其制作方法。

背景技术

随着3G时代的到来，通讯领域越来越多的要求更大功率的RF器件的开发。射频横向双扩散场效应晶体管(RFLDMOS)，由于其具有非常高的输出功率，早在上世纪90年代就已经被广泛应用于手提式无线基站功率放大中，其应用频率为900MHz到3.8GHz。RFLDMOS与传统的硅基双极晶体管相比，具有更好的线性度，更高的功率和增益。如今，RFLDMOS比双极管，以及GaAs器件更受欢迎。

目前RFLDMOS的结构如图1所示，这种结构在漏端有轻掺杂的漂移区(LDD)，从而使其具有较大的击穿电压(BV)，同时由于其漂移区浓度较淡，使其具有较大的导通电阻(Rdson)。法拉第屏蔽层的作用是降低反馈的栅漏电容(Cgd)，同时由于其在应用中处于零电位，可以起到场版的作用，降低表面电场，从而增大器件的击穿电压，并且能够起到抑制热载流子注入的作用。在RFLDMOS的设计中，其输出电容决定着器件的频率特性，在高频应用中要求更低的输出电容。并且其热载流子能力(HCI)也影响到器件的寿命，一般情况下，为了改善器件的热载流子注入能力，通常会采用阶梯型栅的结构，从而降低多晶硅栅下方电场强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种的射频横向双扩散场效应晶体管及其制作方法，工艺简单，制造的射频横向双扩散场效应晶体管具有阶梯型栅多晶硅栅与阶梯型法拉第屏蔽层，既保持有较小的输入电容，又减小了输出电容，降低栅边缘下方电场强度，提高器件的射频特性，以及改善器件的鲁棒性。

为解决上述技术问题，本发明提供的射频横向双扩散场效应晶体管的制作方法，包括以下步骤：

一.在P型衬底上生长P型外延层，P型外延层的掺杂浓度比P型衬底低；

二.在P型外延层上面热氧化生长第一氧化层；

三.保留P型外延层中部的第一氧化层，将P型外延层上的其它第一氧化层全部刻蚀掉；

四.在P型外延层上面再热氧生长第二氧化层，第二氧化层较第一氧化层薄，从而从左到右，P型外延层上面的氧化层的结构为薄厚薄的结构；

五.在氧化层上淀积多晶硅，光刻刻蚀出多晶硅栅，多晶硅栅的左部覆盖于P型外延层左部上面的薄氧化层的右端，多晶硅栅的右部覆盖于P型外延层中部上面的厚氧化层的左端，从而形成左低右高的阶梯型多晶硅栅；

六.保留多晶硅栅上面的光刻胶，通过自对准注入分别在多晶硅栅左侧及右侧的P型外延层中形成N型掺杂区，多晶硅栅右侧的P型外延层中的N型掺杂区作为N型漂移区；

七.通过模板定义P阱区域，在多晶硅栅左侧的P型外延层中进行P型离子注入，然后高温推进形成P阱；

八.通过光刻版定义出源端重N型区域、漏端重N型区域和衬底端重P型区域，在源端重N型区域、漏端重N型区域注入N型杂质；在衬底端重P型区域注入P型杂质；

九.在硅片上淀积第三氧化层，从而多晶硅栅右侧的氧化层从左到右为从高到低的三个高度；

十.在第三氧化层上淀积一金属层，通过模板定义，刻蚀形成左高右低的阶梯型法拉第屏蔽金属层，阶梯型法拉第屏蔽金属层的左部在阶梯型多晶硅栅右侧的最高的氧化层上方，阶梯型法拉第屏蔽金属层的中部在阶梯型多晶硅栅右侧的中间高度的氧化层上方，阶梯型法拉第屏蔽金属层的左部在阶梯型多晶硅栅右侧的最低的氧化层上方；

十一.通过模板，在衬底端重P型区域定义出多晶硅塞或者金属塞的位置和大小，刻蚀至P型衬底，淀积多晶硅或者金属，形成多晶硅或者金属塞。

本发明提供的射频横向双扩散场效应晶体管的制作方法制作的射频横向双扩散场效应晶体管，P型衬底上生长P型外延层，P型外延层左部形成有P阱，右部形成有N型漂移区；

在P阱的右部及N型漂移区的左部之间的P型外延层上方依次形成有左低右高的阶梯型栅氧及阶梯型多晶硅栅；

在邻接于多晶硅栅右侧的N型漂移区上方形成有左高右低的阶梯型法拉第屏蔽介质层以及阶梯型法拉第屏蔽金属层；

所述阶梯型法拉第屏蔽介质层，位于阶梯型法拉第屏蔽金属层同N型漂移区之间，从左到右呈高、中、低三种厚度分布；

在邻接多晶硅栅左侧的P阱上形成源端重N型区；

在N型漂移区右端上形成漏端重N型区；

所述源端重N型区左侧形成重P型区；

所述重P型区中及下方形成P型多晶硅或者金属连接物，将所述重P型区、P阱、P外延层及P衬底引出。