改善rfldmos擊穿電壓的工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，在柵極形成之后，離子注入形成漂移區、溝道之前，增加一步N2O的快速熱退火。本發明在柵極刻蝕之后形成漂移區之前增加一步N2O的快速熱退火，使得硅和柵氧化硅之間輕微摻氮，改善了漂移區硅和氧化硅之間的表面態，電子能夠更快達到平衡，從而獲得更穩定的擊穿電壓。
【專利說明】
改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及半導體集成電路制造工藝領域，特別涉及一種改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法。
【背景技術】
[0002]用于基站等的大功率射頻器件RFLDMOS(射頻橫向場效應晶體管)結構如圖1所示，包括源極5、漏極6、柵極8、溝道3和襯底I以及法拉第屏蔽環9。重摻雜襯底I上生長有輕摻雜的外延層2，器件位于外延層2中，漏端有一個較長的漂移區4以得到所需的擊穿電壓，法拉第屏蔽環9由在漏極6加一層薄介質和金屬板組成。溝道3由自對準柵極源極5邊緣的P型離子注入，并通過長時間高溫推進形成，其引出端7在源極的同一側，器件的源極5和溝道3要連接到重摻雜的襯底I上。在該器件中，漂移區4的摻雜濃度、長度以及表面狀態等都決定了器件的擊穿電壓的高低。
[0003]上述RFLDMOS器件在生產時，首先在重摻雜的襯底I上生長輕摻雜的外延層2，接著形成器件的柵極8，然后依次形成漂移區4、溝道3、源極5、漏極6，最后形成溝道和源極引出結構以及法拉第屏蔽環9。
[0004]在RFLDMOS的生產工藝中，擊穿電壓作為重要的直流參數之一，直接影響著器件的直流性能和器件的可靠性，比如擊穿電壓的失效可能會導致高溫反偏壓測試(high-temperature reverse bias,簡稱HTRB)的失效。而在原有的生產技術中，產品的擊穿電壓會隨著漏極加電流時間的增長，發生下掉的情況，見圖2。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，可以獲得更穩定的擊穿電壓。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，在柵極形成之后，離子注入形成漂移區、溝道之前，進行N2O的快速熱退火。
[0007]在上述方法中，所述N2O的快速熱退火的退火溫度為900?1050°C，較佳的為1000Γ。
[0008]在上述方法中，所述N2O的快速熱退火的退火時間為60?180秒，較佳的為120秒。
[0009]在上述方法中，所述RFLDMOS形成柵極的步驟包括:
[0010]步驟I，在襯底上生長外延層，然后在外延層上生長柵氧化硅；
[0011]步驟2，淀積柵極多晶硅，進行N型柵極多晶硅的離子注入，注入能量為30?100keV，注入劑量為5el5?lel6;
[0012]步驟3，用光刻膠定義出柵極，通過刻蝕并去除光刻膠形成柵極。
[0013]本發明在柵極刻蝕之后形成漂移區之前增加一步N2O的快速熱退火，使得硅和柵氧化硅之間輕微摻氮，改善了漂移區硅和氧化硅之間的表面態，電子能夠更快達到平衡，從而獲得更穩定的擊穿電壓。
【附圖說明】
[0014]圖1為RFLDMOS器件的結構示意圖；
[0015]圖2為采用現有工藝的RFLDMOS的擊穿電壓和時間的關系圖；
[0016]圖3a至圖3c為本發明形成柵極和進行N2O的快速熱退火的器件結構示意圖；
[0017]圖4為采用本發明工藝的RFLDMOS的擊穿電壓和時間的關系圖；
[0018]圖5為本發明的工藝方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0020]本發明提供的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，在柵極形成之后，離子注入形成漂移區、溝道之前，進行N2O的快速熱退火。如圖5所示，具體如下:
[0021]步驟I，在重摻雜的襯底I上生長輕摻雜的外延層2，然后在輕摻雜的外延層2上生長柵氧化硅I O;
[0022]步驟2，在柵氧化硅10上淀積柵極多晶硅11，如圖3a所示，并進行N型柵極多晶硅的離子注入，注入能量為30?lOOkeV，注入劑量為5el5?lel6;
[0023]步驟3，用光刻膠12定義出柵極，刻蝕形成柵極，如圖3b所示；
[0024]步驟4，去除光刻膠，進行N2O的快速熱退火，退火溫度為900?1050°C，較佳的是1000C,退火時間為60?180秒，較佳的是120秒，如圖3 c所示。
[0025]在步驟4之后按照現有方法形成漂移區、溝道、源極、漏極等器件結構，在此不詳加敘述。
[0026]本發明在柵極刻蝕之后形成漂移區之前增加一步N2O的快速熱退火，使得硅和柵氧化硅之間輕微摻氮，改善了漂移區硅和氧化硅之間的表面態，電子能夠更快達到平衡，從而獲得更穩定的擊穿電壓，如圖4所示。
[0027]以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，在柵極形成之后，離子注入形成漂移區、溝道之前，進行N2O的快速熱退火。2.根據權利要求1所述的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，所述N2O的快速熱退火的退火溫度為900?1050°C。3.根據權利要求2所述的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，所述N2O的快速熱退火的退火溫度為1000°c。4.根據權利要求1所述的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，所述N2O的快速熱退火的退火時間為60?180秒。5.根據權利要求4所述的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，所述N2O的快速熱退火的退火時間為120秒。6.根據權利要求1所述的改善RFLDMOS擊穿電壓的工藝方法，其特征在于，所述RFLDMOS形成柵極的步驟包括: 步驟I，在襯底上生長外延層，然后在外延層上生長柵氧化硅； 步驟2，淀積柵極多晶硅，進行N型柵極多晶硅的離子注入，注入能量為30?lOOkeV，注入劑量為5el5?lel6; 步驟3，用光刻膠定義出柵極，通過刻蝕并去除光刻膠形成柵極。
【文檔編號】H01L21/336GK106057683SQ201610674993
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610674993.X, CN 106057683 A, CN 106057683A, CN 201610674993, CN-A-106057683, CN106057683 A, CN106057683A, CN201610674993, CN201610674993.X
【發明人】蔡瑩, 周正良
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司