CN106057683B - 改善rfldmos击穿电压的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，增加一步N2O的快速热退火。本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造工艺领域，特别涉及一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法。
背景技术
用于基站等的大功率射频器件RFLDMOS(射频横向场效应晶体管)结构如图1所示，包括源极5、漏极6、栅极8、沟道3和衬底1以及法拉第屏蔽环9。重掺杂衬底1上生长有轻掺杂的外延层2，器件位于外延层2中，漏端有一个较长的漂移区4以得到所需的击穿电压，法拉第屏蔽环9由在漏极6加一层薄介质和金属板组成。沟道3由自对准栅极源极5边缘的P型离子注入，并通过长时间高温推进形成，其引出端7在源极的同一侧，器件的源极5和沟道3要连接到重掺杂的衬底1上。在该器件中，漂移区4的掺杂浓度、长度以及表面状态等都决定了器件的击穿电压的高低。
上述RFLDMOS器件在生产时，首先在重掺杂的衬底1上生长轻掺杂的外延层2，接着形成器件的栅极8，然后依次形成漂移区4、沟道3、源极5、漏极6，最后形成沟道和源极引出结构以及法拉第屏蔽环9。
在RFLDMOS的生产工艺中，击穿电压作为重要的直流参数之一，直接影响着器件的直流性能和器件的可靠性，比如击穿电压的失效可能会导致高温反偏压测试(high-temperature reverse bias,简称HTRB)的失效。而在原有的生产技术中，产品的击穿电压会随着漏极加电流时间的增长，发生下掉的情况，见图2。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，可以获得更稳定的击穿电压。
为解决上述技术问题，本发明提供的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火。
在上述方法中，所述N2O的快速热退火的退火温度为900～1050℃，较佳的为1000℃。
在上述方法中，所述N2O的快速热退火的退火时间为60～180秒，较佳的为120秒。
在上述方法中，所述RFLDMOS形成栅极的步骤包括：
步骤1，在衬底上生长外延层，然后在外延层上生长栅氧化硅；
步骤2，淀积栅极多晶硅，进行N型栅极多晶硅的离子注入，注入能量为30～100keV，注入剂量为5e15～1e16；
步骤3，用光刻胶定义出栅极，通过刻蚀并去除光刻胶形成栅极。
本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压。
附图说明
图1为RFLDMOS器件的结构示意图；
图2为采用现有工艺的RFLDMOS的击穿电压和时间的关系图；
图3a至图3c为本发明形成栅极和进行N2O的快速热退火的器件结构示意图；
图4为采用本发明工艺的RFLDMOS的击穿电压和时间的关系图；
图5为本发明的工艺方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火。如图5所示，具体如下：
步骤1，在重掺杂的衬底1上生长轻掺杂的外延层2，然后在轻掺杂的外延层2上生长栅氧化硅10；
步骤2，在栅氧化硅10上淀积栅极多晶硅11，如图3a所示，并进行N型栅极多晶硅的离子注入，注入能量为30～100keV，注入剂量为5e15～1e16；
步骤3，用光刻胶12定义出栅极，刻蚀形成栅极，如图3b所示；
步骤4，去除光刻胶，进行N2O的快速热退火，退火温度为900～1050℃，较佳的是1000℃，退火时间为60～180秒，较佳的是120秒，如图3c所示。
在步骤4之后按照现有方法形成漂移区、沟道、源极、漏极等器件结构，在此不详加叙述。
本发明在栅极刻蚀之后形成漂移区之前增加一步N2O的快速热退火，使得硅和栅氧化硅之间轻微掺氮，改善了漂移区硅和氧化硅之间的表面态，电子能够更快达到平衡，从而获得更稳定的击穿电压，如图4所示。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，在栅极形成之后，离子注入形成漂移区、沟道之前，进行N2O的快速热退火，具体步骤包括：
步骤1，在衬底上生长外延层，然后在外延层上生长栅氧化硅；
步骤2，淀积栅极多晶硅，进行N型栅极多晶硅的离子注入；
步骤3，用光刻胶定义出栅极，通过刻蚀并去除光刻胶形成栅极；
步骤4，进行N2O的快速热退火；
步骤5，离子注入形成漂移区、沟道。
2.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火温度为900～1050℃。
3.根据权利要求2所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火温度为1000℃。
4.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火时间为60～180秒。
5.根据权利要求4所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，所述N2O的快速热退火的退火时间为120秒。
6.根据权利要求1所述的改善RFLDMOS击穿电压的工艺方法，其特征在于，在步骤2中，离子注入的注入能量为30～100keV，注入剂量为5e15～1e16。
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