CN105789054B - Rfldmos制备方法及结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFLDMOS制备方法，该方法通过三次离子注入形成漂移区，第一次离子注入覆盖整个漂移区，第二次离子注入从法拉第边缘到漏引出端，第三次离子注入从距离漏引出端0.1μm～0.3μm开始直到漏引出端。本发明还公开了用上述方法制备的RFLDMOS的结构。在该RFLDMOS结构中，自漏引出端至距离该漏引出端0.1μm～0.3μm的区域有一离子掺杂区。本发明通过在轻掺杂漏端进行三次阶梯形的离子(LDD)注入来调节漂移区电场分布，提高了器件的击穿电压和饱和电流，降低了漏端表面电场和导通电阻，提高了产品击穿电压稳定性及鲁棒性。

Description

RFLDMOS制备方法及结构
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及RFLDMOS的制备方法及结构。
背景技术
RFLDMOS(射频横向扩散金属氧化物半导体)器件是一种非常具有竞争力的功率器件，最初是用于替代基站的双极型晶体管。其具有线性度好、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，并且价格远低于砷化镓器件。此外，该器件的射频应用覆盖了从1MHz到4GHz的广阔范围。正是由于这些优点，它被广泛用于GSM、PCS、W-CDMA基站的功率放大器，无线广播，工业，科学，医学(ISM)以及雷达等方面。
对工作电压为28～32V的器件来说，击穿电压是射频LDMOS器件可靠性的一个重要参数，它不仅决定了其输出功率，还决定了器件的耐压能力，因此必须要优化。由于工艺过程中，不可避免的会出现表面电荷，造成产品的不稳定，因此，为了保证器件运行时的可靠性，要求击穿电压必须高于65V。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种RFLDMOS制备方法，它可以提高器件击穿电压的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明的RFLDMOS制备方法，通过三次离子注入形成漂移区，第一次离子注入覆盖整个漂移区，第二次离子注入从法拉第边缘到漏引出端，第三次离子注入从距离漏引出端0.1μm～0.3μm开始直到漏引出端。
第一次离子注入的剂量高于第二次离子注入的剂量，第一次离子注入的能量低于第二次离子注入的能量，第三次离子注入的剂量和第二次离子注入的剂量接近，第三次离子注入的能量低于第二次离子注入能量。三次离子注入的能量范围为100keV～250keV。
较佳的，第三次离子注入的剂量为5E11～1E12，能量为80Kev～100Kev。
本发明要解决的技术问题之二是提供用上述方法制备的RFLDMOS的结构。在该RFLDMOS结构中，自漏引出端至距离该漏引出端0.1μm～0.3μm的区域有一离子掺杂区。
本发明通过在轻掺杂漏端进行三次阶梯形的离子(LDD)注入来调节漂移区电场分布，提高了器件的击穿电压和饱和电流，降低了漏端表面电场和导通电阻，提高了产品击穿电压稳定性及鲁棒性。在静态电流偏置下，靠近栅极的电场强度不变，HCI特性不受影响。
附图说明
图1是传统RFLDMOS的结构示意图。
图2是本发明实施例的RFLDMOS结构示意图。
图3是击穿电压条件下，RFLDMOS的传统结构与本发明实施例的结构的表面电场分布图。
图4是本发明实施例的RFLDMOS在HCI条件下的表面电场分布图。
图5是本发明实施例的RFLDMOS在HCI条件下的栅极边缘横向电场。
图6是本发明实施例的RFLDMOS的BV稳定性。
图7是本发明实施例的RFLDMOS的HCI结果。
具体实施方式
为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：
本实施例的RFLDMOS制备工艺步骤如下：
步骤1，在P型衬底生长P型外延。
步骤2，炉管生长栅氧化层及多晶硅。
步骤3，光刻胶定义出栅极，干法刻蚀，形成栅极区，进行三次N型离子注入，形成RFLDMOSN型漂移区。
其中，第一次N型离子注入(NLDD1)覆盖整个漂移区，第二次N型离子注入(NLDD2)从法拉第边缘到高掺杂的漏引出端，第三次N型离子注入(NLDD3)从距离高掺杂的漏引出端0.1μm～0.3μm开始直到漏引出端。NLDD1的剂量比NLDD2的剂量高，NLDD1的能量比NLDD2的能量低；NLDD3的剂量和NLDD2的剂量接近，NLDD3的能量低于NLDD2的能量。三次离子注入能量的范围可以从100keV到250keV。在本实施例中，NLDD3的剂量为5E11～1E12，能量为80Kev～100Kev。
步骤4，光刻胶定义出P型沟道区，通过50keV左右能量和1E12～1E13剂量离子注入形成P型沟道，通过快速热退火或者炉管做推进。
步骤5，用光刻胶定义出N型重掺杂源/漏区和P型体区，分别进行N型和P型离子注入。
步骤6，在源漏端及多晶硅上形成约左右的钛金属硅化物。
步骤7，进行后续接触孔、金属工艺等，完成LDMOS基本结构。
如图3所示，增加了第三次N型离子注入(NLDD3)后，漏端电场明显下降，从而有效地提高了产品鲁棒性和击穿电压稳定性。但是随着NLDD3剂量和能量的增加，漏端电场会增加，此时需要降低导通电阻，保持与击穿电压、鲁棒性之间的平衡。
如图4、5所示，增加了NLDD3后，只要合理设置NLDD3的剂量(5E11～1E12)和能量(80Kev～100Kev)，多晶硅边缘电场将不会增加，也就不会影响HCI(hot carrierinjection，热载流子注入)，但是随着NLDD3剂量和能量增加，栅极边缘电场增加，可能导致HCI变差，此时需要优化NLDD3剂量。
如图6所示，只要NLDD3能量和剂量优化合理，可以得到更加稳定的击穿电压，鲁棒性也能得到提高。
如图7所示，只要NLDD3能量和剂量优化合理，HCI可以通过。

Claims (5)

1.RFLDMOS制备方法，其特征在于，通过三次相同类型离子注入形成漂移区，第一次离子注入覆盖整个漂移区，第二次离子注入从法拉第边缘到漏引出端，第三次离子注入从距离漏引出端0.1μm～0.3μm开始直到漏引出端，且漏引出端与第三次离子注入为相同杂质类型掺杂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一次离子注入的剂量高于第二次离子注入的剂量，第一次离子注入的能量低于第二次离子注入的能量，第三次离子注入的剂量和第二次离子注入的剂量接近，第三次离子注入的能量低于第二次离子注入的能量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，三次离子注入的能量范围为100keV～250keV。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三次离子注入的剂量为5E11～1E12，能量为80Kev～100Kev。
5.RFLDMOS的结构，其特征在于：该RFLDMOS结构包括第一离子掺杂区、第二离子掺杂区及第三离子掺杂区，其中第一离子掺杂区覆盖整个漂移区，第二离子掺杂区从法拉第边缘到漏引出端，第三离子掺杂区自漏引出端至距离该漏引出端0.1μm～0.3μm的区域，且第一离子掺杂区、第二离子掺杂区及第三离子掺杂区为相同杂质类型掺杂，漏引出端与第三离子掺杂区为相同杂质类型掺杂。
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