CN102184863A - 基于自对准硅化物和钨塞结构的rfldmos及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS及其制备方法，采用双扩散方法在硅片上制备具有横向沟道结构的源极高掺杂区、漏极高掺杂区，并制备多晶硅栅极，其特征在于，再进行下列处理：在表面形成二氧化硅层；将源极顶部以及漏极顶部的部分二氧化硅层刻蚀掉，然后在硅片整个表面沉积一层金属；进行高温退火处理，在硅片表面硅外露的区域形成金属硅化物；在多晶硅栅极上方制作dummy法拉第栅，在整个硅片表面制备氧化物介质层，对应金属硅化物接触孔处制作连通至金属硅化物的通孔，通孔内填充钨；分别对应源极和漏极处的通孔，设置金属层，构成接触电极。本发明降低了源端串联阻抗，有效增大了器件的功率增益。
Description
技术领域
本发明涉及一种LDMOS器件，具体涉及一种大功率RFLDMOS器件以及制备该器件的方法。
背景技术
RFLDMOS器件是为射频功率放大器而设计的经改进的n沟道MOSFET，是微电子集成电路与微波技术融合起来的集成化大功率固态微波功率半导体器件。LDMOS具有横向沟道结构，漏极、源极和栅极都在芯片表面，采用双扩散技术，在同一光刻窗口相继进行硼磷两次扩散，由两次杂质扩散横向结深之差可精确决定沟道长度。由于其较高的击穿电压、线性度好、效率高以及价格低廉等优势，它集中地使用于移动通信基站以及机载雷达等高频大功率装置中。
随着加工工艺特征尺寸的逐渐缩小，器件的源漏和栅极区域和金属层之间的电接触横截面非常小，小的接触面积导致了接触电阻的大幅增加，进而导致功率芯片的性能降低。
难溶金属硅化物是一种稳定的金属化合物，它具有很低的电阻率，一般的金属硅化物能达到50uΩ-cm以下，特别是钛硅的接触电阻率可以达到13-17uΩ-cm左右，金属硅化物可以有效地降低接触孔电阻，在多晶硅栅极接触处制作金属硅化物还可以保持多晶硅与氧化硅之间的良好界面特性。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS结构，以降低源端串联阻抗，适于更小的加工尺寸，本发明另一个目的是提供该种RFLDMOS的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS的制备方法，采用双扩散方法在硅片上制备具有横向沟道结构的源极高掺杂区、漏极高掺杂区，并于硅片表面制备多晶硅栅极，再进行下列处理：
(1)采用湿法清洗方法去除表面氧化层，将SOG溶液均匀旋涂布满于硅片表面，使涂布的溶液高度稍低于多晶硅栅极，溶液淀积完成后烘焙蒸发掉溶剂；
(2)将源极以及漏极上方的二氧化硅层刻蚀掉，然后在硅片整个表面沉积一层金属，所述金属为对应的金属硅化物具有非常低电阻率的金属；
(3)进行高温退火处理，在硅片表面无二氧化硅遮挡的硅裸露区域（即栅极、源极、漏极接触区域）形成金属硅化物；
(4)在多晶硅栅极上方制作dummy法拉第栅，在整个硅片表面制备氧化物介质层，对应金属硅化物接触孔处制作连通至金属硅化物的通孔，通孔内填充钨；
(5) 沉积第一层金属层，分别连接源极和漏极处的通孔，构成接触电极。
上述技术方案中，所述SOG溶液（Spin On Glass）为CMOS工艺的常用溶液，通常由80wt%的溶剂和20wt%的二氧化硅构成，比例可以根据实际情况进行调整。
上述技术方案中，对应源极位置制作两个金属硅化物区域，对应每个金属硅化物区域分别设置一个填充钨的通孔，在两个对称的源极通孔之间设置一连通接触电极和衬低的垂直通孔，该垂直通孔内填充有钨金属。
上述技术方案中，步骤(2)中，所述金属选自钛、钴或钨。
上述技术方案中，步骤(4)所述通孔的内壁沉积有Si3N4扩散阻挡层和Ti黏结层。
本发明同时请求保护上述制备方法制备获得的RFLDMOS。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明采用自对准工艺在栅极，源漏极接触孔处同步制作金属硅化物，大大降低了其接触电阻，有效提高器件性能，同时还节约了生产成本；
2．本发明制备了一种连通源与衬底的钨塞结构，由于直接用金属进行连通，相对于普通的Psink结构而言，它大大降低了源端串联阻抗，有效增大了器件的功率增益。
附图说明
图1是实施例中已经制作完多晶硅栅极的RFLDMOS剖面图；
图2是实施例中沉积金属后的结构示意图；
图3是实施例中制备钨塞结构后的示意图；
图4是实施例中产品的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：参见图1所示，图1为已经制作完多晶硅栅极的RFLDMOS剖面图，其中1为源极高掺杂区，2为漏极高掺杂区，3为多晶硅栅极，高度为2000-3000埃左右，4为表面氧化层。表面氧化层4经过湿法清洗被除去后，用SOG溶液5（Spin On Glass，由80%的溶剂和20%的二氧化硅组成，比例可以根据实际情况进行调整）填满均匀地旋涂于硅片表面，溶液高度稍低于多晶硅栅极3，溶液淀积完成后烘焙SOG蒸发掉溶剂，这时，除了未被覆盖的栅极顶面，整个硅片表面被填满了一层很薄的二氧化硅；下一步，将源极1顶部以及漏极2顶部的部分氧化层刻蚀掉，然后在硅片整个表面沉积一层金属硅化物对应的金属6，如Ti、Co等难溶金属，如图2所示；接着进行高温退火处理，在硅片表面有硅的地方形成硅化物，而在其他区域，将很少或者没有硅化物形成，这样就在栅极和源漏极的接触孔处通过自对准工艺形成了金属硅化物7；接下来在多晶硅栅极3上方制作dummy法拉第栅8，在金属硅化物7接触孔处制作通孔9，通孔9填充物质主要为钨，通孔与通孔之间填充氧化物介质10用于隔离。结构如图3所示，通孔内壁根据需要可以沉积薄的Si3N4扩散阻挡层和Ti黏结层；最后，为了将源极连接到衬底12并充分降低源极阻抗，在两个对称的LDMOS的源极9和11的中间位置制作一个从第一层金属层处连接到衬底12的垂直通孔13，然后在通孔上方制作金属层14，形成接触电极，如图4所示。
本发明适用于钛硅、钴硅、钨硅以及等其他常见的低电阻率难溶金属硅化物的自对准生成，虽然本发明以较佳的实例公布，但技术并非限定本实例，不脱离本发明主要的创新点（即自对准硅化物结构以及连通源与衬底的低阻抗钨塞结构）的各种结构优化和调整变换均包含在本发明的专利范围以内。
Claims (5)
1.一种基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS的制备方法，采用双扩散方法在硅片上制备具有横向沟道结构的源极高掺杂区、漏极高掺杂区，并于硅片表面制备多晶硅栅极，其特征在于，再进行下列处理：
(1)采用湿法清洗方法去除表面氧化层，将SOG溶液均匀旋涂布满于硅片表面，使涂布的溶液高度稍低于多晶硅栅极，溶液淀积完成后烘焙蒸发掉溶剂；
(2)将源极以及漏极上方的二氧化硅层刻蚀掉，然后在硅片整个表面沉积一层金属，所述金属为对应的金属硅化物难溶于水且具有低电阻率的金属；
(3)进行高温退火处理，在硅片表面硅裸露的区域形成金属硅化物；
(4)在多晶硅栅极上方制作dummy法拉第栅，在整个硅片表面制备氧化物介质层，对应金属硅化物接触孔处制作连通至金属硅化物的通孔，通孔内填充钨金属；
(5) 沉积第一层金属层，分别连接源极和漏极处的通孔，构成接触电极。
2.根据权利要求1所述的基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS的制备方法，其特征在于：对应源极位置制作两个金属硅化物区域，对应每个金属硅化物区域分别设置一个填充钨的通孔，在两个对称的源极通孔之间设置一连通接触电极和衬低的垂直通孔，该垂直通孔内填充有金属钨。
3.根据权利要求1所述的基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述金属选自钛、钴或钨。
4.根据权利要求1所述的基于自对准硅化物和钨塞结构的RFLDMOS的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述通孔的内壁先后沉积Ti黏结层和Si3N4扩散阻挡层。
5.采用权利要求1至4中任一制备方法制备获得的RFLDMOS。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Correction item: Applicant Correct: KUNSHAN HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.|Kunshan City, Zhouzhuang Zhen Xiu Hai Lu Suzhou 215300 Jiangsu province No. 188 False: KUNSHAN HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.|Kunshan City, Zhouzhuang Zhen Xiu Hai Lu Suzhou 215300 Jiangsu province No. 188 Number: 37 Volume: 27 |
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| CI02 | Correction of invention patent application |
Correction item: Applicant name Correct: KUNSHAN HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. False: KUNSHAN HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Number: 37 Page: The title page Volume: 27 |
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| ERR | Gazette correction |
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Address after: Room B0604, 388 Ruoshui Road, Suzhou Industrial Park, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: SUZHOU HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 215300 Xiuhai Road, Zhouzhuang Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province, 188 Patentee before: KUNSHAN HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Address after: Room b0604, 388 Ruoshui Road, Suzhou Industrial Park, 215000 Patentee after: Suzhou Huatai Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: Room B0604, 388 Ruoshui Road, Suzhou Industrial Park, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: SUZHOU HUATAI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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