射頻ldmos器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻LDMOS器件邊緣隔離優(yōu)化結(jié)構(gòu)，在大功率器件中，由于較大的柵寬導(dǎo)致的漏電，在邊緣進(jìn)行隔離時(shí)，將源極金屬層向漏極金屬層與隔離環(huán)區(qū)交界的區(qū)域延伸，利用源極金屬層的接地，將漏極金屬層與隔離環(huán)進(jìn)行屏蔽，防止漏極金屬中較高的電壓導(dǎo)致隔離環(huán)區(qū)反型而產(chǎn)生漏電，方法簡單易于實(shí)施且效果良好。本發(fā)明還公開了所述射頻LDMOS器件邊緣隔離優(yōu)化結(jié)構(gòu)的制造方法。
【專利說明】射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是指一種射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還涉及所述射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高頻率器件，要求器件本身有比較好的頻率特性以滿足頻率要求，同時(shí)也要做大功率，N型大功率射頻LDM0S，由多個(gè)柵極形成陣列以得到大電流，被廣泛用于各種信號發(fā)射基站。大的陣列意味柵極總寬度很大，如何做好器件間隔離以保持低漏電是很大的挑戰(zhàn)。因此對于漏電有較高的要求。
[0003]在現(xiàn)有的射頻LDMOS器件中，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，在P型隔離環(huán)下面有一段區(qū)域是在第二層金屬的下面，第二層金屬連接的是漏極，在工作狀態(tài)下，漏極會(huì)連接很大的電壓，在P型隔離環(huán)的上面也會(huì)有高電壓，高壓電場導(dǎo)致P型隔離環(huán)里面的摻雜區(qū)反型(圖1中圓圈處所示)，或者摻雜濃度變低，導(dǎo)致漏電流增加。由于不太良好的器件隔離，造成較大的漏電，容易造成器件發(fā)熱，最終導(dǎo)致器件性能降低或者失效。因此，做好器件隔離是一個(gè)良好的射頻LDMOS器件的重要因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供所述射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種射頻LDMOS器件的邊緣隔離結(jié)構(gòu)，是隔離環(huán)區(qū)環(huán)繞包圍有源區(qū)，在有源區(qū)中，多個(gè)源區(qū)和漏區(qū)交替間隔排列，且源區(qū)和漏區(qū)之間的溝道區(qū)上具有多晶硅柵極，源區(qū)上覆蓋第一金屬層并通過接觸孔相互連接，漏區(qū)上具有第二金屬層并通過接觸孔相互連接，第二金屬層跨過隔離環(huán)區(qū)，將漏極引出隔離環(huán)區(qū)之外；
[0007]連接源區(qū)的第一金屬層向第二金屬層將漏極引出的引出方向上延伸，并位于隔離環(huán)區(qū)與第二金屬層之間，且相鄰的第一金屬層連接在一起，將隔離環(huán)區(qū)與第二金屬層隔離。
[0008]進(jìn)一步地，所述的隔離環(huán)區(qū)為P型高摻雜隔離區(qū)，摻雜濃度為1x1014/CM_3以上。
[0009]進(jìn)一步地，所述的連接源區(qū)的第一金屬層接地，在第二金屬層和隔離環(huán)區(qū)的交界區(qū)域形成隔離。
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包含如下步驟:
[0011]第I步，定義場氧化區(qū)域；
[0012]第2步，定義隔離環(huán)區(qū)，在場氧化層內(nèi)部定義一個(gè)隔離環(huán)區(qū)，包圍整個(gè)有源區(qū)；
[0013]第3步，在隔離環(huán)區(qū)內(nèi)的有源區(qū)分別注入形成源區(qū)及漏區(qū)，制作多晶硅柵極，形成器件；
[0014]第4步，制作第一金屬層，并通過接觸孔連接源區(qū)；第一金屬層同時(shí)蓋住后續(xù)第二金屬層跨過隔離環(huán)區(qū)的交界區(qū)域，形成第二金屬層與隔離環(huán)區(qū)之間的隔離；
[0015]第5步,淀積金屬層間介質(zhì)；
[0016]第6步，制作第二金屬層，通過接觸孔連接漏區(qū)，第二金屬層將漏區(qū)引出隔離環(huán)區(qū)外。
[0017]進(jìn)一步地，所述第I步中，實(shí)現(xiàn)半等平面的場氧化工藝，場氧的厚度為10000?15000A。
[0018]進(jìn)一步地，所述第2步中，隔離環(huán)區(qū)的環(huán)寬度為3?5μπι，包圍整個(gè)有源區(qū)；隔離環(huán)區(qū)采用硼離子注入，注入能量為300?500KeV，濃度為2X1014/CM_3以上。
[0019]進(jìn)一步地，所述第4步中，第一金屬層的厚度為8000?12000A。
[0020]進(jìn)一步地，所述第5步中，金屬層間介質(zhì)的厚度為30000?35000A。
[0021]進(jìn)一步地,所述第6步中,第二金屬層的厚度為3?4μ m。
[0022]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)及制造方法，將連接源極的第一金屬層往外延伸，利用其接地的特點(diǎn)，隔離環(huán)區(qū)和第二金屬層之間形成隔離，避免了連接漏區(qū)的第二金屬層由于電壓過高，引起位于其下方的隔離環(huán)區(qū)反型而產(chǎn)生漏電的問題，工藝簡單易于實(shí)施，降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是傳統(tǒng)的射頻LDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2?5是本發(fā)明工藝步驟示意圖；
[0025]圖6是隔離優(yōu)化區(qū)域的剖面圖；
[0026]圖7是本發(fā)明工藝流程圖；
[0027]附圖標(biāo)記說明
[0028]I是有源區(qū)，2是柵極，3是P型隔離環(huán)區(qū)，4是P型重?fù)诫s區(qū)，5是源區(qū)，6是接觸孔，7是第一金屬層，8是第二金屬層，9是P型溝槽摻雜，10是漏區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)，如圖5、6所示，適用于大功率器件應(yīng)用領(lǐng)域，由多個(gè)柵極2并聯(lián)形成，其總輸出電流大于20安培，總柵極寬度大于30毫米，可達(dá)200毫米。有源區(qū)I中源區(qū)與漏區(qū)10是互相間隔交替排列，其間具有多晶硅柵極2，隔離環(huán)區(qū)3環(huán)繞包圍有源區(qū)I。
[0030]源區(qū)5上覆蓋第一金屬層7并通過接觸孔6相互連接，漏區(qū)10上具有第二金屬層8并通過接觸孔6相互連接，第二金屬層8跨過隔離環(huán)區(qū)3，將漏極10引出隔離環(huán)區(qū)3之外。
[0031]第一金屬層7和第二金屬層8之間具有介質(zhì)層(即圖6中第一金屬層7和第二金屬層8之間的空白區(qū)域)，P型隔離環(huán)區(qū)3和第一金屬層7之間具有場氧。
[0032]第二金屬層8跨過隔離環(huán)區(qū)3，位于隔離環(huán)區(qū)3上方，由于第二金屬層8連接漏極10，電壓較高，高壓電場容易引起位于其下方的隔離環(huán)區(qū)3反型而形成漏電，因此，本發(fā)明將連接源區(qū)5的第一金屬層7往外延伸(即第二金屬層7的引出方向)，使第一金屬層7延伸的部分位于第二金屬層8和隔離環(huán)區(qū)3之間，將第二金屬層8與隔離環(huán)區(qū)3進(jìn)行隔離。由于連接源區(qū)5的第一金屬層7的電性屬性為接地，因此第一金屬層7延伸部分下方的隔離環(huán)區(qū)3具有了地線屏蔽的效果，阻止了第二金屬層8的高壓電場引起的隔離環(huán)區(qū)3反型，解決了器件漏電的問題。
[0033]本發(fā)明所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造工藝如下:
[0034]第I步，定義場氧化層區(qū)域，在工藝上實(shí)現(xiàn)半等平面的場氧化工藝。厚度在10000?15000A。
[0035]第2步，定義P型隔離環(huán)區(qū)域3，如圖2所示，在場氧化層內(nèi)部定義一個(gè)寬度在3?5um的隔離環(huán)帶3，包圍整個(gè)有源區(qū)1，工藝上用高能量300?500KeV，濃度在2xl014/CM_3以上注入B離子。
[0036]第3步，在隔離環(huán)區(qū)包圍的有源區(qū)內(nèi)分別注入形成源區(qū)5及漏區(qū)10，制作多晶硅柵極2，形成所述的LDMOS器件，如圖3所示。
[0037]第4步，定義第一金屬層，如圖4所示，第一金屬層為源極連接層，與襯底通過穿孔一起接地，在金屬層定義的時(shí)候，讓第一金屬層走線蓋住P型隔離環(huán)區(qū)將被第二金屬層蓋住的區(qū)域，保護(hù)P型隔離環(huán)。第一金屬層厚度為8000?12000A。
[0038]第5步，形成厚度為30000?35000A的金屬層間介質(zhì)層。
[0039]第6步，定義制作第二金屬層，如圖5所示，厚度為3?4um。第二金屬層通過接觸孔連接漏極。即可形成射頻LDMOS器件的邊緣隔離。
[0040]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)，P型摻雜隔離環(huán)區(qū)環(huán)繞包圍有源區(qū)；在有源區(qū)中，多個(gè)源區(qū)和漏區(qū)交替間隔排列，且源區(qū)和漏區(qū)之間的溝道區(qū)上具有多晶硅柵極，源區(qū)上覆蓋第一金屬層并通過接觸孔相互連接，漏區(qū)上具有第二金屬層并通過接觸孔相互連接，第二金屬層跨過隔離環(huán)區(qū)，將漏極引出隔離環(huán)區(qū)之外，所述的邊緣隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于: 連接源區(qū)的第一金屬層向第二金屬層將漏極引出的引出方向上延伸，并位于隔離環(huán)區(qū)與第二金屬層之間，且相鄰的第一金屬層連接在一起，將隔離環(huán)區(qū)與第二金屬層隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的隔離環(huán)區(qū)為P型高摻雜隔離區(qū)，摻雜濃度為1x1014/CM_3以上。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的連接源區(qū)的第一金屬層接地，在第二金屬層和隔離環(huán)區(qū)的交界區(qū)域形成隔離。
4.如權(quán)利要求1所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:包含: 第I步，定義場氧化區(qū)域； 第2步，定義隔離環(huán)區(qū)，在場氧化層內(nèi)部定義一個(gè)隔離環(huán)區(qū)，包圍整個(gè)有源區(qū)； 第3步，在隔離環(huán)區(qū)內(nèi)的有源區(qū)分別注入形成源區(qū)及漏區(qū)，制作多晶硅柵極，形成器件； 第4步，制作第一金屬層，并通過接觸孔連接源區(qū)；第一金屬層同時(shí)蓋住后續(xù)第二金屬層跨過隔離環(huán)區(qū)的交界區(qū)域，形成第二金屬層與隔離環(huán)區(qū)之間的隔離； 第5步,淀積金屬層間介質(zhì)； 第6步，制作第二金屬層，通過接觸孔連接漏區(qū)，第二金屬層將漏區(qū)引出隔離環(huán)區(qū)外。
5.如權(quán)利要求4所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第I步中，實(shí)現(xiàn)半等平面的場氧化工藝，場氧的厚度為10000?15000A。
6.如權(quán)利要求4所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第2步中，隔離環(huán)區(qū)的環(huán)寬度為3?5μπι，包圍整個(gè)有源區(qū)；隔離環(huán)區(qū)采用硼離子注入，注入能量為300?500KeV，濃度為2xl014/Cr3以上。
7.如權(quán)利要求4所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第4步中，第一金屬層的厚度為《000?12000A。
8.如權(quán)利要求4所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第5步中，金屬層間介質(zhì)的厚度為30000?35000A。
9.如權(quán)利要求4所述的射頻LDMOS器件邊緣隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第6步中，第二金屬層的厚度為3?4μπι。
【文檔編號】H01L29/417GK104167432SQ201310187583
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】馬彪, 周正良, 遇寒 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司