本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)，尤其涉及一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方法。

背景技術(shù)：

射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(RF lateral double-diffused Metal Oxide Semiconductor，簡(jiǎn)稱RF LDMOS)廣泛應(yīng)用于手機(jī)基站、廣播電視和雷達(dá)等領(lǐng)域。

RF LDMOS的結(jié)構(gòu)一般由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：漏區(qū)、漂移區(qū)、體區(qū)、源區(qū)、P+區(qū)、下沉區(qū)以及多晶硅柵極區(qū)。漂移區(qū)主要起耐高壓作用，在能容許的較高電壓下，漂移區(qū)及其下面的外延區(qū)域會(huì)全部耗盡，以達(dá)到阻斷目的。

在現(xiàn)有的工藝中，制作RF LDMOS漂移區(qū)時(shí)，通常利用定義漂移區(qū)的光刻版定義好漂移區(qū)后，用光阻做掩膜，然后注入漂移區(qū)離子，從而形成漂移區(qū)。這種制作方法，不僅使得RF LDMOS的制作過(guò)程復(fù)雜，而且制作成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方法，用于解決現(xiàn)有的制造方法過(guò)程復(fù)雜，成本高的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方法，包括：

向襯底中注入第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)離子，并通過(guò)高溫驅(qū)入形成具有第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)；

向形成所述具有第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)的襯底中注入第二預(yù)設(shè)濃度的體 區(qū)離子，并通過(guò)高溫驅(qū)入形成具有第二預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)；

向形成所述具有第二預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)的襯底上注入第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)離子，形成具有第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)、具有第四預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)和具有第五預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)，所述第二預(yù)設(shè)濃度小于所述第一預(yù)設(shè)濃度，所述第三預(yù)設(shè)濃度小于所述第二預(yù)設(shè)濃度，所述第四預(yù)設(shè)濃度小于所述第一預(yù)設(shè)濃度，所述第五預(yù)設(shè)濃度小于所述第二預(yù)設(shè)濃度；

在所述形成具有第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)的襯底上形成源區(qū)、漏區(qū)和P+區(qū)。

如上所述的RF LDMOS制作方法，第三預(yù)設(shè)濃度在1E12個(gè)/平方厘米至5E13個(gè)/平方厘米之間。

如上所述的RF LDMOS制作方法，第二預(yù)設(shè)濃度在1.1E13個(gè)/平方厘米至1.5E14個(gè)/平方厘米之間。

如上所述的RF LDMOS制作方法，第一預(yù)設(shè)濃度在1E15個(gè)/平方厘米至1E16個(gè)/平方厘米之間。

如上所述的RF LDMOS制作方法，所述向形成所述第一下沉區(qū)的襯底中注入第二預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)離子之前，還包括：

在形成所述具有第一濃度的下沉區(qū)的襯底上生長(zhǎng)柵氧化層和多晶硅，并對(duì)所述多晶硅進(jìn)行低阻化注入，對(duì)所述多晶硅進(jìn)行光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極線條。

如上所述的RF LDMOS制作方法，所述在所述形成漂移區(qū)的襯底上形成源區(qū)、漏區(qū)和P+區(qū)，包括：

用光刻版定義源區(qū)和漏區(qū)位置，然后進(jìn)行離子注入，以形成源區(qū)和漏區(qū)；

用光刻版定義P+區(qū)位置，然后進(jìn)行離子注入，以形成P+區(qū)。

如上所述的RF LDMOS制作方法，所述體區(qū)離子為硼離子、二氟化硼、磷離子或者砷離子。

如上所述的RF LDMOS制作方法，所述漂移區(qū)離子為硼離子、二氟化硼、磷離子或者砷離子。

如上所述的RF LDMOS制作方法，所述漂移區(qū)離子注入能量為40千電子伏特～80千電子伏特。

本發(fā)明提供的RF LDMOS制作方法，通過(guò)控制向下沉區(qū)、體區(qū)和漂移區(qū) 注入的離子濃度，使得在制作漂移區(qū)時(shí)，無(wú)需光刻版定義漂移區(qū)，無(wú)光阻做掩膜，而直接向整個(gè)襯底注入漂移區(qū)離子，簡(jiǎn)化了漂移區(qū)的制作過(guò)程，從而簡(jiǎn)化了RF LDMOS的制作過(guò)程，節(jié)省了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的RF LDMOS的制作方法中形成下沉區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的RF LDMOS制作方法中形成體區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的RF LDMOS制作方法中形成漂移區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的N型RF LDMOS制作方法流程示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中具有P型外延的濃襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中形成柵氧化層和多晶硅的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中定義體區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中形成源區(qū)和漏區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中形成P+區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-襯底； 2-輕摻雜外延； 3-下沉區(qū)；

4-柵氧化層； 5-多晶硅柵極； 6-體區(qū)；

7-漂移區(qū)； 8-1-漏區(qū)； 8-2-源區(qū)；

9-P+區(qū)； 10-光阻。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方 法的流程示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體的制作方法，可以包括：

S10，向襯底中注入第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)離子，并通過(guò)高溫驅(qū)入形成具有第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)。

其中，對(duì)于N型RF LDMOS，本實(shí)施例中的襯底為P型襯底，相應(yīng)的外延為P型外延；對(duì)于P型RF LDMOS，本實(shí)施例中的襯底為N型襯底，相應(yīng)的外延為N型外延。

參考圖2，圖2為本發(fā)明提供的RF LDMOS的制作方法中形成下沉區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，第一預(yù)設(shè)濃度在1E15個(gè)/平方厘米～1E16個(gè)/平方厘米之間。下沉區(qū)離子注入能量為60千電子伏特(Kiloelectron volt，簡(jiǎn)稱Kev)～200kev，具體的，對(duì)于N型RF LDMOS下沉區(qū)離子為硼離子或者二氟化硼，對(duì)于P型RF LDMOS下沉區(qū)離子為磷離子或者砷離子。在進(jìn)行下沉區(qū)離子注入前，需要先用下沉區(qū)的光刻板定義下沉區(qū)，具體過(guò)程可根據(jù)現(xiàn)有的下沉區(qū)形成方法進(jìn)行，此處不再贅述。即本步驟中在形成下沉區(qū)時(shí)，僅對(duì)注入的離子濃度進(jìn)行了控制，實(shí)現(xiàn)工藝可參照現(xiàn)有技術(shù)，

S11，向形成所述具有第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)的襯底中注入第二預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)離子，并通過(guò)高溫驅(qū)入形成具有第二預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)。

參考圖3，圖3為本發(fā)明提供的RF LDMOS的制作方法中形成體區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體的，所述體區(qū)離子為硼離子、二氟化硼、磷離子或者砷離子。

其中，對(duì)于N型RF LDMOS，注入的體區(qū)離子為硼離子或者二氟化硼，對(duì)于P型RF LDMOS，注入的體區(qū)離子為磷離子或者砷離子。

注入體區(qū)離子時(shí)，第二預(yù)設(shè)濃度在1.1E13個(gè)/平方厘米至1.5E14個(gè)/平方厘米之間。

在本實(shí)施例中，在進(jìn)行體區(qū)離子注入前，需要先用光刻板定義體區(qū)，具體過(guò)程可根據(jù)現(xiàn)有的體區(qū)形成方法進(jìn)行，此處不再贅述。

S12，向形成所述具有第二預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)的襯底上注入第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)離子，形成具有第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)、具有第四預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)和具有第五預(yù)設(shè)濃度的體區(qū)。

其中，所述第二預(yù)設(shè)濃度小于所述第一預(yù)設(shè)濃度，所述第三預(yù)設(shè)濃度小于所述第二預(yù)設(shè)濃度，所述第四預(yù)設(shè)濃度小于所述第一預(yù)設(shè)濃度，所述第五預(yù)設(shè)濃度小于所述第二預(yù)設(shè)濃度。

參考圖4，圖4為本發(fā)明提供的RF LDMOS的制作方法中形成漂移區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

漂移區(qū)離子的注入濃度在1E12個(gè)/平方厘米至5E13個(gè)/平方厘米之間。所述漂移區(qū)離子注入能量為40千電子伏特～80千電子伏特。

具體的，所述漂移區(qū)離子為硼離子、二氟化硼、磷離子或者砷離子。其中，對(duì)于N型RF LDMOS，注入的漂移區(qū)離子為磷離子或者砷離子，對(duì)于P型RF LDMOS，注入的漂移區(qū)離子為硼離子或者二氟化硼。即漂移區(qū)離子與體區(qū)離子和下沉區(qū)離子的特性相反。

可以理解的是，依據(jù)離子的補(bǔ)償效應(yīng)，即如果N型和P型離子注入在同一個(gè)區(qū)域里，那么濃的一方就會(huì)補(bǔ)償?shù)舻囊环?，最終這片區(qū)域里只體現(xiàn)出濃的一方的非本征特性。所以本發(fā)明提供的RF LDMOS的制作方法中，由于下沉區(qū)離子與漂移區(qū)離子特性相反，則第四預(yù)設(shè)濃度為第一預(yù)設(shè)濃度與第三預(yù)設(shè)濃度的差值，第五預(yù)設(shè)濃度為第二預(yù)設(shè)濃度與第三預(yù)設(shè)濃度的差值。

需要說(shuō)明的是，漂移區(qū)離子的注入濃度在選擇時(shí)，需要根據(jù)體區(qū)離子的注入濃度確定，使得體區(qū)離子補(bǔ)償完漂移區(qū)離子后，在1E13個(gè)/平方厘米至1E14個(gè)/平方厘米之間。即第五預(yù)設(shè)的濃度在1E13個(gè)/平方厘米至1E14個(gè)/平方厘米之間。

具體的，漂移區(qū)中的離子注入劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于源區(qū)、漏區(qū)、P+區(qū)、下沉區(qū)3、體區(qū)6和多晶硅柵極5中的離子劑量，因此，即使是漂移區(qū)7離子注入到了硅片的其他位置(比如源區(qū)、漏區(qū)、下沉區(qū)、體區(qū)等)，也不會(huì)對(duì)這些區(qū)域的離子分布構(gòu)成大的影響，也可以說(shuō)幾乎沒(méi)有影響。所以本發(fā)明提供的RFLDMOS的制作方法中，在制作漂移區(qū)時(shí)，不用光刻版來(lái)定義漂移區(qū)的位置，也無(wú)需光阻做掩膜，而是整片硅片都注入漂移區(qū)離子。

以N型RF LDMOS為例，由于其他區(qū)域，如體區(qū)6中P型的體區(qū)離子比較濃，且體區(qū)起作用的主要是多晶硅柵極下面的體區(qū)離子，所以N型的漂移區(qū)離子即使注入到體區(qū)，對(duì)體區(qū)P型離子也沒(méi)有影響，而且對(duì)后續(xù)濃度更濃的源區(qū)、漏區(qū)和P+區(qū)更加沒(méi)有影響。

S13，在所述形成具有第三預(yù)設(shè)濃度的漂移區(qū)的襯底上形成源區(qū)、漏區(qū)和P+區(qū)。

具體的，上述S13包括：

用光刻版定義源區(qū)和漏區(qū)位置，然后進(jìn)行離子注入，以形成源區(qū)和漏區(qū)；

用光刻版定義P+區(qū)位置，然后進(jìn)行離子注入，以形成P+區(qū)。

同樣的，若為N型RF LDMOS，則源區(qū)和漏區(qū)注入的離子為磷離子或砷離子，若為P型RF LDMOS，則源區(qū)和漏區(qū)注入的離子為硼離子或二氟化硼。

在完成P+區(qū)的制作后，可以按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行后端工藝，如接觸孔、金屬和護(hù)層、背面工藝等等，最終完成RF LDMOS的制作。

本實(shí)施例提供的RF LDMOS的制作方法，通過(guò)控制向下沉區(qū)、體區(qū)和漂移區(qū)注入的離子濃度，使得在制作漂移區(qū)時(shí)，無(wú)需光刻版定義漂移區(qū)，無(wú)光阻做掩膜，而直接向整個(gè)襯底注入漂移區(qū)離子，簡(jiǎn)化了漂移區(qū)的制作過(guò)程，從而簡(jiǎn)化了RF LDMOS的制作過(guò)程，節(jié)省了成本。

另外，在上述S10之前，該RF LDMOS的制作方法還包括：

形成所述具有第一預(yù)設(shè)濃度的下沉區(qū)的襯底上生長(zhǎng)柵氧化層和多晶硅，并對(duì)所述多晶硅進(jìn)行低阻化注入，對(duì)所述多晶硅進(jìn)行光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極線條。

具體的，以N型RF LDMOS為例，圖5為本發(fā)明提供的N型RF LDMOS的制作方法流程示意圖。

S50，提供一個(gè)P型的濃襯底，上面有輕摻雜的P型外延。

如圖6所示，圖6為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中具有P型外延的濃襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。

S51，用下沉區(qū)的光刻版定義下沉區(qū)，并注入下沉區(qū)離子，之后進(jìn)行高溫驅(qū)入，直到下沉區(qū)離子與濃的P型襯底充分接觸。

其中，下沉區(qū)離子注入能量為60千電子伏特(Kiloelectron volt，簡(jiǎn)稱Kev)～200kev，劑量1E15～1E16(個(gè)/平方厘米)。如圖2所示。

S52，定義有源區(qū)，然后生長(zhǎng)柵氧化層和多晶硅，并對(duì)多晶硅進(jìn)行低阻化注入，之后對(duì)多晶硅進(jìn)行光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極線條。

其中，注入能量為30kev～100kev，劑量1E15～1E16(個(gè)/平方厘米)，注入元素為砷離子或者磷離子。如圖7所示，圖7為本發(fā)明提供的制作N型 RF LDMOS方法中形成柵氧化層和多晶硅的結(jié)構(gòu)示意圖。

S53，用體區(qū)光刻版定義體區(qū)，然后進(jìn)行P型體區(qū)離子注入。

其中，注入元素是硼離子或者二氟化硼，注入能量為60～120kev，劑量1.1E13～1.5E14(個(gè)/平方厘米)。如圖8所示，圖8為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中定義體區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

S54，對(duì)體區(qū)離子進(jìn)行高溫驅(qū)入，直到硼離子橫向擴(kuò)散到多晶硅的右側(cè)為止。

其中，溫度1100～1200度，時(shí)間100～300分鐘之間，如圖3所示。

S55，注入N型漂移區(qū)離子。

其中，注入元素為磷離子或者砷離子，注入能量為40kev～80kev，劑量為1E12～5E13(個(gè)/平方厘米)，如圖4所示。

S56，用光刻版定義源區(qū)和漏區(qū)位置，然后做離子注入。

其中，注入元素為磷離子或砷離子，注入能量為40kev～100kev，劑量3E15～1E16(個(gè)/平方厘米)。如圖9所示，圖9為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中形成源區(qū)和漏區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

S57，用光刻版定義P+區(qū)位置，然后做離子注入。

注入元素為硼離子，能量40kev～80kev，劑量1E15～1E16(個(gè)/平方厘米)。如圖10所示，圖10為本發(fā)明提供的制作N型RF LDMOS方法中形成P+區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

后端工藝制作，如接觸孔、金屬和護(hù)層、背面工藝等等，可參照現(xiàn)有工藝過(guò)程執(zhí)行，在此不作詳細(xì)描述。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。