RFLDMOS中栅场板的制作方法.pdf

本发明公开了一种RFLDMOS中栅场板的制作方法，包括步骤：在硅衬底上形成P型外延层；形成隔离氧化层；热氧化生长栅氧化层；淀积第一层多晶硅并进行掺杂，对第一层多晶硅进行光刻刻蚀并形成多晶硅栅；外延生长第二层多晶硅；对第二层多晶硅进行热氧化并在多晶硅栅底部形成楔形氧化层；形成P阱，N型漂移区，源区和漏区，P阱引出区。本发明并需要采用光刻刻蚀工艺就能实现不同厚度的栅氧化层结构，从而实现栅场板的功能，不仅能节省工艺成本，且工艺相对简单、工艺过程更容易控制。

权利要求书1.  一种RFLDMOS中栅场板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在一P型硅衬底上形成P型外延层；步骤二、在所述P型外延层上形成隔离氧化层，所述隔离氧化层在所述P型外延层中隔离出有源区，RFLDMOS器件形成于所述有源区中；步骤三、采用第一次热氧化工艺在所述P型外延层表面生长一层栅氧化层；步骤四、在所述栅氧化层表面淀积第一层多晶硅，并通过离子注入工艺对所述第一层多晶硅进行掺杂；采用光刻刻蚀工艺对所述第一层多晶硅进行刻蚀并由刻蚀后的所述第一层多晶硅作为RFLDMOS器件的多晶硅栅；步骤五、采用外延生长工艺在形成有所述多晶硅栅的所述硅衬底正面生长第二层多晶硅，所述第二层多晶硅覆盖在所述多晶硅栅的顶部表面、侧面以及所述多晶硅栅外部的栅氧化层和所述隔离氧化层表面；令所述多晶硅栅的两侧面底部和所述栅氧化层相交的区域处为第一位置，由于第一位置处的所述多晶硅栅和所述栅氧化层相交，所述第一位置处的所述第二层多晶硅的质量要比所述第一位置外的质量差、在所述第一位置处的所述第二层多晶硅中的间隙要比所述第一位置外的间隙多；步骤六、采用第二次热氧化工艺对所述第二层多晶硅进行热氧化并将所述第二层多晶硅完全转化成二氧化硅；在所述第二次热氧化工艺中，由于所述第一位置处的所述第二层多晶硅的质量较差、间隙较多，氧原子更容易穿过所述第一位置处的所述第二层多晶硅并实现对所述第一位置处的所述多晶硅栅底部的氧化，对所述第一位置处的所述多晶硅栅底部的氧化会在所述第一位置处形成一楔形氧化层，从所述多晶硅栅的侧面到所述多晶硅栅的中心位置方向上所述楔形氧化层的厚度逐渐减小到0，在所述楔形氧化层顶部正上方的所述多晶硅栅同时作为栅场板；步骤七、形成所述LDMOS的P阱，N型漂移区，N+区组成的源区和漏区，P+区组成的P阱引出区。2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中形成的所述栅氧化层的厚度为3.  如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤三中形成的所述栅氧化层的厚度为4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤四中形成的所述第一层多晶硅 的厚度为5.  如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤四中形成的所述第一层多晶硅的厚度为6.  如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤五中形成的所述第二层多晶硅的厚度为7.  如权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤五中形成的所述第二层多晶硅的厚度为8.  如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括如下步骤：步骤八、在所述源区、所述漏区、所述P阱引出区和所述多晶硅栅的表面形成金属硅化物，其中所述源区和所述P阱引出区表面的所述金属硅化物连接在一起；步骤九、淀积层间膜；采用光刻刻蚀工艺对所述层间膜进行刻蚀并形成接触孔，并在所述接触孔中填充金属；所述接触孔的底部分别和所述多晶硅栅、所述源区和所述漏区表面的所述金属硅化物接触；步骤十、淀积金属层，对所述金属层进行图形化分别形成栅极、源极和漏极。

说明书RFLDMOS中栅场板的制作方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种射频横向扩散金属氧化物半导体（RFLDMOS）中栅场板的制作方法。
背景技术
如图1所示，是为现有RFLDMOS的结构示意图，现有RFLDMOS器件包括P型重掺杂的硅衬底101，在所述硅衬底101上形成有P型外延层102，P型外延层102为轻掺杂。在所述P型外延层102上形成有场氧隔离结构（未示出），场氧隔离结构能为局部场氧隔离或浅沟槽场氧隔离，场氧隔离结构隔离出有源区，RFLDMOS形成于有源区中。在所述P型外延层102中形成有P阱103，N型漂移区106，在所述P型外延层102的表面形成有栅氧化层108和多晶硅栅109，多晶硅栅109覆盖所述P阱103且被所述多晶硅栅109覆盖的所述P阱103的表面用于形成沟道。源区104形成于所述P阱103中，所述源区104和所述多晶硅栅109的第一侧自对准，漏区107形成于所述N型漂移区106中，所述漏区107和所述多晶硅栅109的第二侧相隔一段距离，所述源区104和所述漏区107都由N+区组成；在所述P阱103中还形成有由P+区组成的P阱引出区105，所述P阱引出区105用于引出所述P阱103。在所述漏区107的上方形成有用于引出所述漏区107的多晶硅层110，在所述P阱引出区105、所述源区104、所述多晶硅栅109和所述多晶硅层110的表面上都形成有金属硅化物112。层间膜111形成于整个硅衬底101的正面，在所述层间膜111中形成有接触孔，所述接触孔和所述P阱引出区105、所述源区104表面的金属硅化物112接触引出源极，所述接触孔和所述多晶硅栅109表面的金属硅化物112接触引出栅极，所述接触孔和所述多晶硅层110表面的金属硅化物112接触引出漏极。
图1所示的现有RFLDMOS中并不具备栅场板。在RFLDMOS工艺流程中，能通过多种手段提升器件性能。其中一种工艺方法是通过制作栅场板来提高器件击穿电压，改善热载流子效应，并使器件可靠性表现更好。现有工艺中如果需要在RFLDMOS器件中制作栅场板，一般是通过双栅氧化（Dual Gate OX）工艺来实现，即通过两层栅氧化层的生长的方法，来在多晶硅栅109底部形成具有不同厚度的且具有台阶差的栅氧化 层。其中较厚的栅氧化层顶部的所述多晶硅栅109就能实现栅场板的功能。但是双栅氧化工艺不仅步骤多，成本高。而且对刻蚀和光刻精度要求高，工艺较难掌握。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种RFLDMOS中栅场板的制作方法，不仅能节省工艺成本，且工艺相对简单、工艺过程更容易控制。
为解决上述技术问题，本发明提供的RFLDMOS中栅场板的制作方法包括如下步骤：
步骤一、在一P型硅衬底上形成P型外延层。
步骤二、在所述P型外延层上形成隔离氧化层，所述隔离氧化层在所述P型外延层中隔离出有源区，RFLDMOS器件形成于所述有源区中。
步骤三、采用第一次热氧化工艺在所述P型外延层表面生长一层栅氧化层。
步骤四、在所述栅氧化层表面淀积第一层多晶硅，并通过离子注入工艺对所述第一层多晶硅进行掺杂；采用光刻刻蚀工艺对所述第一层多晶硅进行刻蚀并由刻蚀后的所述第一层多晶硅作为RFLDMOS器件的多晶硅栅。
步骤五、采用外延生长工艺在形成有所述多晶硅栅的所述硅衬底正面生长第二层多晶硅，所述第二层多晶硅覆盖在所述多晶硅栅的顶部表面、侧面以及所述多晶硅栅外部的栅氧化层和所述隔离氧化层表面；令所述多晶硅栅的两侧面底部和所述栅氧化层相交的区域处为第一位置，由于第一位置处的所述多晶硅栅和所述栅氧化层相交，所述第一位置处的所述第二层多晶硅的质量要比所述第一位置外的质量差、在所述第一位置处的所述第二层多晶硅中的间隙要比所述第一位置外的间隙多。
步骤六、采用第二次热氧化工艺对所述第二层多晶硅进行热氧化并将所述第二层多晶硅完全转化成二氧化硅；在所述第二次热氧化工艺中，由于所述第一位置处的所述第二层多晶硅的质量较差、间隙较多，氧原子更容易穿过所述第一位置处的所述第二层多晶硅并实现对所述第一位置处的所述多晶硅栅底部的氧化，对所述第一位置处的所述多晶硅栅底部的氧化会在所述第一位置处形成一楔形氧化层，从所述多晶硅栅的侧面到所述多晶硅栅的中心位置方向上所述楔形氧化层的厚度逐渐减小到0，在所述楔形氧化层顶部正上方的所述多晶硅栅同时作为栅场板。
步骤七、形成所述LDMOS的P阱，N型漂移区，N+区组成的源区和漏区，P+区组成的P阱引出区。
进一步的改进是，步骤三中形成的所述栅氧化层的厚度为
进一步的改进是，步骤三中形成的所述栅氧化层的厚度为
进一步的改进是，步骤四中形成的所述第一层多晶硅的厚度为
进一步的改进是，步骤四中形成的所述第一层多晶硅的厚度为
进一步的改进是，步骤五中形成的所述第二层多晶硅的厚度为
进一步的改进是，步骤五中形成的所述第二层多晶硅的厚度为
进一步的改进是，还包括如下步骤：
步骤八、在所述源区、所述漏区、所述P阱引出区和所述多晶硅栅的表面形成金属硅化物，其中所述源区和所述P阱引出区表面的所述金属硅化物连接在一起。
步骤九、淀积层间膜；采用光刻刻蚀工艺对所述层间膜进行刻蚀并形成接触孔，并在所述接触孔中填充金属；所述接触孔的底部分别和所述多晶硅栅、所述源区和所述漏区表面的所述金属硅化物接触。
步骤十、淀积金属层，对所述金属层进行图形化分别形成栅极、源极和漏极。
本发明并不需要通过双栅氧化工艺就能在多晶硅栅底部形成具有不同厚度且具有台阶结构的栅氧化层，从而能够形成栅场板；本发明形成不同厚度的栅氧化层中的楔形氧化层并不需要采用光刻和刻蚀工艺，而是利用多晶硅栅的两侧面底部和栅氧化层相交的区域处外延形成的第二层多晶硅具有更差质量和更多间隙的特性实现楔形氧化层的形成位置的自对准定义，所以相对于需要采用光刻和刻蚀工艺的现有技术，本发明能够不仅能节省工艺成本，且工艺相对简单、工艺过程更容易控制。
本发明方法形成楔形氧化层能使多晶硅栅的边沿更加圆滑，使楔形氧化层顶部的多晶硅栅起到栅场板的作用，能提高器件击穿电压，改善热载流子效应，并提升器件的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是为现有RFLDMOS的结构示意图；
图2是本发明实施例方法的流程图；
图3A-图3G是本发明实施例方法的各步骤中的器件结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例方法的流程图；如图3A至图3G所示，是本发明实施例方法的各步骤中的器件结构示意图。本发明实施例RFLDMOS中栅场板的制作方法 包括如下步骤：
步骤一、如图3A所示，在一P型硅衬底1上形成P型外延层2。所述硅衬底1为重掺杂，所述P型外延层2为轻掺杂。
步骤二、如图3B所示，在所述P型外延层2上形成隔离氧化层2B，所述隔离氧化层2B在所述P型外延层2中隔离出有源区11，RFLDMOS器件形成于所述有源区11中。由于RFLDMOS器件形成于所述有源区11中，如图3C至图3G中仅表示了一个所述有源区11中的结构，所述隔离氧化层2B未再标出。
步骤三、如图3C所示，采用第一次热氧化工艺在所述P型外延层2表面生长一层栅氧化层3。进一步的改进是，所述栅氧化层3的厚度为更优为，所述栅氧化层3的厚度为
步骤四、如图3D所示，在所述栅氧化层3表面淀积第一层多晶硅，并通过离子注入工艺对所述第一层多晶硅进行掺杂；采用光刻刻蚀工艺对所述第一层多晶硅进行刻蚀并由刻蚀后的所述第一层多晶硅作为RFLDMOS器件的多晶硅栅4。进一步的改进是，所述第一层多晶硅的厚度为更优为，所述第一层多晶硅的厚度为
步骤五、如图3E所示，采用外延生长工艺在形成有所述多晶硅栅4的所述硅衬底1正面生长第二层多晶硅5，所述第二层多晶硅5覆盖在所述多晶硅栅4的顶部表面、侧面以及所述多晶硅栅4外部的栅氧化层3和所述隔离氧化层2B表面；令所述多晶硅栅4的两侧面底部和所述栅氧化层3相交的区域处为第一位置5A，由于第一位置5A处的所述多晶硅栅4和所述栅氧化层3相交，所述第一位置5A处的所述第二层多晶硅5的质量要比所述第一位置5A外的质量差、在所述第一位置5A处的所述第二层多晶硅5中的间隙要比所述第一位置5A外的间隙多。进一步的改进是，所述第二层多晶硅5的厚度为更优为，所述第二层多晶硅5的厚度为
步骤六、如图3F所示，采用第二次热氧化工艺对所述第二层多晶硅5进行热氧化并将所述第二层多晶硅5完全转化成二氧化硅5B；在所述第二次热氧化工艺中，由于所述第一位置5A处的所述第二层多晶硅5的质量较差、间隙较多，氧原子更容易穿过所述第一位置5A处的所述第二层多晶硅5并实现对所述第一位置5A处的所述多晶硅栅4底部的氧化，对所述第一位置5A处的所述多晶硅栅4底部的氧化会在所述第一位置5A处形成一楔形氧化层5C，从所述多晶硅栅4的侧面到所述多晶硅栅4的 中心位置方向上所述楔形氧化层5C的厚度逐渐减小到0，在所述楔形氧化层5C顶部正上方的所述多晶硅栅4同时作为栅场板。
步骤七、如图3G所示，形成所述LDMOS的P阱9，N型漂移区6，N+区组成的源区11和漏区8，P+区组成的P阱引出区7。所述P阱9和所述N型漂移区6都形成于所述P型外延层2中，被所述多晶硅栅4所覆盖的所述P阱9的表面用于形成沟道。所述源区11和所述P阱引出区7形成于所述P阱9中，所述源区11和所述多晶硅栅4的第一侧自对准；所述P阱引出区7用于引出所述P阱9。所述漏区8形成于所述N型漂移区6中，所述漏区8和所述多晶硅栅4的第二侧相隔一段距离。
步骤八、如图3G所示，在所述源区11、所述漏区8、所述P阱引出区7和所述多晶硅栅4的表面形成金属硅化物9，其中所述源区11和所述P阱引出区7表面的所述金属硅化物9连接在一起。
步骤九、如图3G所示，淀积层间膜10；采用光刻刻蚀工艺对所述层间膜10进行刻蚀并形成接触孔，并在所述接触孔中填充金属；所述接触孔的底部分别和所述多晶硅栅4、所述源区11和所述漏区8表面的所述金属硅化物9接触。
步骤十、淀积金属层，对所述金属层进行图形化分别形成栅极、源极和漏极。
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，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。