本發(fā)明涉及半導體芯片制造領域，更具體涉及射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件及其制作方法。

背景技術：

射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體(RF LDMOS)廣泛應用于手機基站、廣播電視和雷達等領域。RF LDMOS的工藝一般包括下沉層、多晶硅、體區(qū)層、源漏層、注入層等。RF LDMOS器件的工作原理是，注入?yún)^(qū)將下沉區(qū)與源區(qū)連接，注入?yún)^(qū)和源區(qū)又會通過接觸孔的金屬短接。多晶硅下的溝道形成后，電流就可以從漏區(qū)流到源區(qū)，然后通過接觸孔的金屬流到注入?yún)^(qū)，然后通過下沉區(qū)流到背面的源端。

傳統(tǒng)的制作方法，一般都是先用光刻工藝定義出零層在劃片道區(qū)的位置，然后以光阻做掩模，通過硅刻蝕形成一個硅槽，這個硅槽的高低差就是一個對準標記，后續(xù)的下沉層等層次就可以使用這個標記來做光刻對準。

圖1是傳統(tǒng)工藝中器件的剖面圖。從中可以看到，在器件有源區(qū)之外的劃片道區(qū)，有一個零層形成的硅槽臺階。這個臺階可以給后續(xù)的各層做光刻對準使用。傳統(tǒng)方法的優(yōu)點是工藝簡單，但是需要單獨的一層光刻層零層，零層本身并不是器件結構中所需要的層次，它只是提供一個對準標記，因此造成成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是如何在保證功率器件性能的同時，節(jié)省零層光刻程序，節(jié)省成本。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件，所述器件包括：

襯底；

外延層，所述外延層位于所述襯底上，在所述外延層中設置有源區(qū)，所述有源區(qū)中包括下沉區(qū)和對準槽，所述對準槽位于所述有源區(qū)的上表面，所述下沉區(qū)位于所述對準槽的下部，并與所述對準槽底部以及襯底均接觸；所述有源區(qū)還包括注入?yún)^(qū)，所述注入?yún)^(qū)的下部延伸入所述下沉區(qū)并部分接觸所述對準槽的底部；

柵氧化層，覆蓋于所述有源區(qū)上表面、對準槽的底部和對準槽的側壁；

多晶硅，位于所述柵氧化層上表面，且對應于所述有源區(qū)的體區(qū)與所述柵氧化層接觸的位置；

場氧化層，位于所述有源區(qū)的兩側，且與所述外延層接觸。

優(yōu)選地，所述對準槽的高度在500～1000埃之間。

本發(fā)明還公開了一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件的制作方法，所述方法包括以下步驟：

S1、在襯底上制備外延層，并在所述外延層的預設區(qū)域形成對準槽和下沉區(qū)，所述對準槽位于所述外延層的上表面，所述下沉區(qū)位于所述對準槽的下部，并與所述對準槽以及襯底均接觸；

S2、以所述對準槽為對準標記定義有源區(qū)，在所述有源區(qū)的兩側的外延層的上表面形成場氧化層；

S3、在所述有源區(qū)的上表面以及所述對準槽的底部和側壁形成連續(xù)的柵氧化層，并在所述柵氧化層上形成多晶硅；

S4、在所述有源區(qū)內(nèi)形成體區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)、漂移區(qū)以及注入?yún)^(qū)，所述注入?yún)^(qū)的下部延伸入所述下沉區(qū)并部分接觸所述對準槽的底部。

優(yōu)選地，所述步驟S1中，形成所述對準槽和下沉區(qū)具體包括以下步驟：

S11、在所述外延層中定義下沉區(qū)，并在所述下沉區(qū)的上表面刻蝕所述對準槽；

S12、在所述下沉區(qū)注入離子，并進行離子驅入。

優(yōu)選地，通過光刻板定義所述下沉區(qū)，并在注入離子之后、離子驅入之前去除光阻。

優(yōu)選地，采用干法刻蝕刻蝕所述對準槽，刻蝕厚度在500～1000埃之間。

優(yōu)選地，所述步驟S2具體為：

S21、在所述外延層的上表面、所述對準槽的底部和側壁形成連續(xù)的墊氧化層，其厚度在200～500埃之間；

S22、在所述墊氧化層的上表面形成連續(xù)的氮化硅，其厚度在1500～3000埃之間；

S23、通過光刻板定義所述有源區(qū)，并刻蝕所述有源區(qū)兩側的所述氮化硅，露出對應位置的所述墊氧化層，之后去除定義所述有源區(qū)使用的光阻；

S24、在所述步驟S23中露出所述墊氧化層的區(qū)域形成場氧化層，其厚度在5000～30000埃之間，之后去除所述有源區(qū)上表面的所述墊氧化層和氮化硅，露出所述有源區(qū)上表面以及下沉區(qū)的上表面。

優(yōu)選地，所述步驟S4具體為：

S41、在所述有源區(qū)定義體區(qū)，并注入離子，之后進行離子驅入；

S42、在所述有源區(qū)定義源區(qū)、漏區(qū)以及漂移區(qū)，并分別進行離子注入；

S43、在所述有源區(qū)定義注入?yún)^(qū)，并進行離子注入。

優(yōu)選地，所述步驟S43中，進行離子注入的能量為70～100kev，劑量在1E15～1E16每平方厘米之間。

優(yōu)選地，所述注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于所述下沉區(qū)的摻雜濃度，所述下沉區(qū)的摻雜濃度大于所述體區(qū)的摻雜濃度，所述體區(qū)的摻雜濃度大于所述外延層的參雜濃度。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件及其制作方法，本發(fā)明在下沉層離子注入之前，增加一步槽刻蝕工藝，使得形成一個對準槽，作為后續(xù)各層光刻層次對準使用，本發(fā)明節(jié)省了零層光刻程序，節(jié)省了成本，而且對器件性能也無任何影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖

圖1是現(xiàn)有技術中射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件制作方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明中定義下沉區(qū)后的器件結構示意圖；

圖4是本發(fā)明中形成對準槽后的器件結構示意圖；

圖5是本發(fā)明中形成下沉區(qū)并去除光阻后的器件結構示意圖；

圖6是本發(fā)明中定義有源區(qū)后的器件結構示意圖；

圖7是本發(fā)明中形成刻蝕有源區(qū)兩側的氮化硅后的器件結構示意圖；

圖8是本發(fā)明中形成場氧化層后的器件結構示意圖；

圖9是本發(fā)明中形成柵氧化層以及多晶硅后的器件結構示意圖；

圖10是本發(fā)明中形成體區(qū)后的器件結構示意圖；

圖11是本發(fā)明中形成源區(qū)、漏區(qū)以及漂移區(qū)后的器件結構示意圖；

圖12是本發(fā)明中形成注入?yún)^(qū)后的器件結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例 用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

圖1是現(xiàn)有技術中射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件的結構示意圖，從圖中可以看到，器件包括襯底1、外延層2、場氧化層3、柵氧化層4、體區(qū)5、多晶硅6、注入?yún)^(qū)7、源區(qū)8、漂移區(qū)9、漏區(qū)10以及下沉區(qū)11。注入?yún)^(qū)7將下沉區(qū)11與源區(qū)8連接，注入?yún)^(qū)7和源區(qū)8又會通過接觸孔的金屬短接。多晶硅下的溝道形成后，電流就可以從漏區(qū)10流到源區(qū)8，然后通過接觸孔的金屬流到注入?yún)^(qū)7，然后通過下沉區(qū)11流到背面的源端，從圖1中可以看到，在器件區(qū)之外的劃片道區(qū)，有一個零層形成的硅槽臺階15，這個臺階可以給后續(xù)的各層做光刻對準使用。傳統(tǒng)方法的優(yōu)點是工藝簡單，但是成本較高，需要單獨的一層光刻層零層，零層本身并不是器件結構中所需要的層次，它只是提供一個對準標記。

針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件，所述器件包括：襯底1；外延層2，所述外延層2位于所述襯底1上，在所述外延層2中設置有源區(qū)，所述有源區(qū)中包括下沉區(qū)11和對準槽16，所述對準槽16位于所述有源區(qū)的上表面，所述下沉區(qū)11位于所述對準槽16的下部，并與所述對準槽16以及襯底1均接觸；所述有源區(qū)還包括注入?yún)^(qū)7，所述注入?yún)^(qū)7的下部延伸入所述下沉區(qū)11并部分接觸所述對準槽16的底部；柵氧化層4，覆蓋于所述有源區(qū)上表面、對準槽的底部和對準槽的側壁；多晶硅6，位于所述柵氧化層4上表面，且對應于所述有源區(qū)的體區(qū)5與所述柵氧化層4接觸的位置；場氧化層3，位于所述有源區(qū)的兩側，且與所述外延層2接觸。

進一步地，所述對準槽16的高度在500～1000埃之間。

本發(fā)明還公開了一種射頻水平雙擴散金屬氧化物半導體器件的制作方法，所述方法包括以下步驟：

S1、在襯底1上制備外延層2，并在所述外延層2的預設區(qū)域形成對準槽16和下沉區(qū)11，所述對準槽16位于所述外延層2的上表面， 所述下沉區(qū)11位于所述對準槽16的下部，并與所述對準槽16以及襯底1均接觸；

S2、以所述對準槽16為對準標記定義有源區(qū)，在所述有源區(qū)的兩側的外延層的上表面形成場氧化層3；

S3、在所述有源區(qū)的上表面以及所述對準槽的底部和側壁形成連續(xù)的柵氧化層4，并在所述柵氧化層4上形成多晶硅6，如圖9所示；

進一步地，通過光刻定義并刻蝕形成所述多晶硅6；

S4、在所述有源區(qū)內(nèi)形成體區(qū)5、源區(qū)8、漏區(qū)10、漂移區(qū)9以及注入?yún)^(qū)7，所述注入?yún)^(qū)7的下部延伸入所述下沉區(qū)11并部分接觸所述對準槽16的底部。

進一步地，所述步驟S1中，形成所述對準槽16和下沉區(qū)11具體包括以下步驟：

S11、在所述外延層2中定義下沉區(qū)11，并在所述下沉區(qū)11的上表面刻蝕所述對準槽，如圖4所示；

通過光刻板定義所述下沉區(qū)11，如圖3所示；

對所述對準槽的刻蝕采用干法刻蝕，刻蝕厚度在500～1000埃之間，刻蝕氣體是氯氣和溴化氫，流量分別是40～60毫升/分鐘和30～50毫升/分鐘，功率300～500瓦，腔體壓力80毫托，此步的目的是形成后續(xù)光刻的對準臺階，這個臺階替代了傳統(tǒng)工藝中零層的臺階；

S12、在所述下沉區(qū)11注入離子，并進行離子驅入。并在注入離子之后、離子驅入之前去除光阻14，如圖5所示。

下沉區(qū)11離子注入，注入離子是硼離子，能量100～200Kev之間，劑量1E15～1E16每平方厘米，然后用濕法工藝、干法工藝除或兩者兼用來去光阻14，其中濕法工藝就是硫酸和雙氧水的混合溶液，干法工藝就是使用氧離子轟擊；之后進行下沉區(qū)11離子驅入，直到將下沉區(qū)11離子與重摻雜的襯底充分接觸，其中驅入溫度1100～1200度之間，時間2～6小時之間。

進一步地，所述步驟S2具體為：

S21、在所述外延層2的上表面、所述對準槽的側壁和底部形成連續(xù)的墊氧化層12，其厚度在200～500埃之間；

S22、在所述墊氧化層12的上表面形成連續(xù)的氮化硅13，其厚度在1500～3000埃之間；

S23、以所述對準槽為對準標記，通過光刻板定義所述有源區(qū)，如圖6所示，并刻蝕所述有源區(qū)兩側的所述氮化硅13，露出對應位置的所述墊氧化層12，之后去除定義所述有源區(qū)使用的光阻14，如圖7所示；

S24、在所述步驟S23中露出所述墊氧化層的區(qū)域形成場氧化層3，其厚度在5000～30000埃之間，之后去除所述有源區(qū)上表面的所述墊氧化層12和氮化硅13，露出所述有源區(qū)上表面以及下沉區(qū)11的上表面，如圖8所示。

進一步地，生長所述場氧化層場氧采用濕法氧化，之后用溫度170度，濃度為85％的濃磷酸去除氮化硅13，用氫氟酸剝除墊氧化層12。

進一步地，所述步驟S4具體為：

S41、在所述有源區(qū)定義體區(qū)5，并注入離子，之后進行離子驅入，如圖10所示；

S42、在所述有源區(qū)定義源區(qū)8、漏區(qū)10以及漂移區(qū)9，并分別進行離子注入，如圖11所示；

S43、在所述有源區(qū)定義注入?yún)^(qū)7，并進行離子注入，如圖12所示；

進一步地，由于在下沉區(qū)11有硅槽，所以下沉區(qū)的離子必須比對準槽要深，才能避免硅槽將注入?yún)^(qū)分割開。因為這個原因，注入能量要比傳統(tǒng)工藝稍大，能量為70～100kev，劑量1E15～1E16每平方厘米之間，注入離子為硼或者二氟化硼。傳統(tǒng)工藝中，能量僅為40～70kev之間。

進一步地，所述注入?yún)^(qū)7的摻雜濃度大于所述下沉區(qū)11的摻雜濃度，所述下沉區(qū)11的摻雜濃度大于所述體區(qū)5的摻雜濃度，所述體區(qū)5的摻雜濃度大于所述外延層2的參雜濃度。

所述步驟S4之后的工藝，如孔層形成、表面金屬連線以及背金工藝，與傳統(tǒng)工藝相同，在此不再詳細敘述。

本發(fā)明的器件若為N型器件，則襯底1為P型襯底，外延層2為P型外延層，體區(qū)5為P型體區(qū)，注入?yún)^(qū)7為P型注入?yún)^(qū)，源區(qū)8為N型源區(qū)，漂移區(qū)9為N型漂移區(qū)，漏區(qū)10為N型漏區(qū)，下沉區(qū)11為P型下沉區(qū)；本發(fā)明的器件若為P型器件，襯底1為P型襯底，則外延層2為P型外延層，體區(qū)5為N型體區(qū)，注入?yún)^(qū)7為P型注入?yún)^(qū)，源區(qū)8為P型源區(qū)，漂移區(qū)9為P型漂移區(qū)，漏區(qū)10為P型漏區(qū)，下沉區(qū)11為P型下沉區(qū)。

本發(fā)明公開了的制作方法，利用傳統(tǒng)工藝中的下沉層形成硅槽臺階，供后續(xù)的各光刻層次做光刻對準使用，實現(xiàn)方法是在下沉層定義之后、離子注入之前，增加一步硅槽刻蝕工藝，使得形成一個硅槽，作為后續(xù)各層光刻層次對準使用。本發(fā)明節(jié)省了零層光刻程序，節(jié)省了成本，而且對器件也無任何影響。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。