本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)，尤其涉及一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在通信領(lǐng)域是常用的半導(dǎo)體器件，例如在寬帶頻率調(diào)制發(fā)射機(jī)、廣播電視發(fā)射機(jī)、機(jī)載應(yīng)答器等均成功的使用了射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件。

射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件區(qū)別于其他功率器件最典型的特征在于其源區(qū)通過下沉層從背面引出，從而可以避免封裝時(shí)的綁定線帶來的源極寄生電感。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般是通過大劑量的注入離子，然后通過長時(shí)間的高溫推進(jìn)，讓離子經(jīng)過擴(kuò)散形成下沉區(qū)101，下沉區(qū)101穿透外延層400至下層的襯底100，源區(qū)600通過下沉區(qū)101將源區(qū)600引向器件的背面。

但是現(xiàn)有技術(shù)中，由于進(jìn)行長時(shí)間的高溫推進(jìn)，會(huì)讓襯底100的離子向上擴(kuò)散至外延層400，減小了外延層400的厚度，導(dǎo)致整個(gè)器件的擊穿電壓變小。

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)體器件及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件在形成下沉區(qū)時(shí)長時(shí)間的高溫推進(jìn)而導(dǎo)致的擊穿電壓變小的問題。

本發(fā)明一方面提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，包括：在襯底中形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成外延層，所述外延層的上表面與所述襯底的上表面齊平；在所述外延層中形成源區(qū)；在所述襯底與所述源區(qū) 的表面形成金屬連接層，以使所述襯底和所述源區(qū)通過所述金屬連接層導(dǎo)通。

本發(fā)明另一方面提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，包括：

具有溝槽的襯底；

在所述溝槽內(nèi)形成的外延層，所述外延層的上表面與所述襯底的上表面齊平；

在所述外延層中形成的源區(qū)；

金屬連接層，形成在所述襯底與所述源區(qū)的表面，所述金屬連接層用于導(dǎo)通所述襯底和所述源區(qū)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制作方法，通過在襯底中形成溝槽，改變了襯底的結(jié)構(gòu)，從而通過襯底本身將源區(qū)引向器件的背面，無需進(jìn)行長時(shí)間的高溫推進(jìn)，保證了外延層的厚度，增大了器件的擊穿電壓。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法的流程圖；

圖3A-3G為本發(fā)明一實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例提供一種射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制作方法。如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制作方法的流程圖，該射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制作方法包括：

步驟201，在襯底中形成溝槽；

步驟202，在溝槽內(nèi)形成外延層，外延層的上表面與襯底的上表面齊平；

步驟203，在外延層中形成源區(qū)；

步驟204，在襯底與源區(qū)的表面形成金屬連接層，以使襯底和源區(qū)通過金屬連接層導(dǎo)通。

本實(shí)施例的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制作方法中，通過在襯底中形成溝槽，改變了襯底的結(jié)構(gòu)，從而通過襯底本身將源區(qū)引向器件的背面，無需進(jìn)行長時(shí)間的高溫推進(jìn)，保證了外延層的厚度，增大了器件的擊穿電壓。

具體的，如圖3A至3G所示，圖3A-3G為本發(fā)明一實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3A所示，在襯底1上刻蝕溝槽包括:在襯底1表層形成掩膜層2，具體的，在襯底1的表層通過低壓化學(xué)氣相沉積沉積掩膜層2，掩膜層2的厚度為20000埃至40000埃。其中，襯底1可以采用硅襯底，其中摻雜有硼離子，硼離子的摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10²⁰原子/立方厘米，即襯底1的電阻率為0.001歐姆·厘米至0.01歐姆·厘米。

如圖3B所示，在掩膜層2表面形成具有圖案的光阻3，以光阻3為掩膜，刻蝕第一預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層21，如圖3C所示，使第一預(yù)設(shè)區(qū)域下方的襯底1裸露，保留光阻3覆蓋的第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22。具體的，采用干法刻蝕將第一預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層21刻蝕掉，保留第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22是為了后續(xù)的溝槽刻蝕工藝中作為阻擋層。在這里需要說明的是，在采用干法刻蝕去除第一預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層21時(shí)，由于干法刻蝕對(duì)二氧化硅的選擇比高，因此，優(yōu)選的，掩膜層2為二氧化硅，從而可以在刻蝕第一預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層21時(shí)，不會(huì)刻蝕第一預(yù)設(shè)區(qū)域下方的襯底1。當(dāng)然，掩膜層2也可以為氮化硅，此時(shí)需要嚴(yán)格的控制刻蝕時(shí)間。

如圖3C所示，將光阻3去除,以第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22作為掩膜，如圖3D所示，刻蝕第一預(yù)設(shè)區(qū)域下方的襯底1，形成溝槽20，溝槽20的深度為6微米至15微米。由于有第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22作為掩膜保護(hù)，使得第二預(yù)設(shè)區(qū)域下方的襯底1不被刻蝕。其中，刻蝕工藝可以采用濕法刻蝕，優(yōu)選的，采用干法刻蝕，從而可以避免側(cè)向腐蝕襯底1，溝槽20的側(cè)壁201與溝槽底部200之間的夾角為85度至90度。為了生成外延層，需要去除第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22，其中，采用氫氟酸溶液或者含有氫氟酸的混合溶液可以較好的去除掩膜層22。

如圖3E所示，采用外延工藝在襯底1上和溝槽20內(nèi)形成厚外延層5。

進(jìn)一步的，如圖3F所示，在去除第二預(yù)設(shè)區(qū)域的掩膜層22之后，在溝槽20內(nèi)形成外延層4，外延層4的上表面與襯底1的上表面齊平，具體的實(shí)現(xiàn)方式可以對(duì)圖3E中的厚外延層5進(jìn)行平坦化以形成外延層4，外延層4的上表面與所述襯底的上表面齊平。其中，可以采用化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical mechanical polishing,簡(jiǎn)稱CMP)進(jìn)行研磨，使外延層4的上表面平整。為了實(shí)現(xiàn)更好的填充效果，厚外延層5的厚度為溝槽20深度的1.5-3倍，從而保證在平坦化的過程中使溝槽20填滿。優(yōu)選的，厚外延層5的厚度為10微米至30微米。需要說明的是，這里所說的厚外延層5的厚度是指未進(jìn)行CMP工藝時(shí)的外延層的厚度。

進(jìn)一步的，如圖3G所示，在外延層4中形成源區(qū)6，其中，源區(qū)6的導(dǎo)電類型和襯底1的導(dǎo)電類型相反，因此，需要在襯底1與源區(qū)6的表面形成金屬連接層7，以使襯底1和源區(qū)6通過金屬連接層7導(dǎo)通。具體的，源區(qū)6和襯底1之間可以有間隙，如圖3G所示出的，當(dāng)然源區(qū)6也可以和襯底1緊密相鄰，只要保證金屬連接層7同時(shí)與源區(qū)6和襯底1接觸，即實(shí)現(xiàn)源區(qū)6和襯底1的導(dǎo)通即可。

本實(shí)施例的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制作方法中，通過在襯底1中形成溝槽20，改變了襯底1的結(jié)構(gòu)，從而通過襯底1本身將源區(qū)6引向器件的背面，無需進(jìn)行長時(shí)間的高溫推進(jìn)，保證了外延層4的厚度，增大了器件的擊穿電壓。

此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)中的下沉層在進(jìn)行高溫推進(jìn)的過程中越深入至襯底處電阻越大，下沉層的電阻率一般為漸變的增大的，上表面約為0.008歐姆·厘米，與襯底接觸處約為0.2歐姆·厘米。而本申請(qǐng)襯底1的電阻率為0.001歐姆·厘米至0.01歐姆·厘米，襯底1的電阻也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于現(xiàn)有技術(shù)中下沉層的電阻，通過襯底1本身將源區(qū)6引向器件的背面，降低了器件的導(dǎo)通電阻，提高了器件的性能。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供一射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，如圖3G所示，該器件包括：具有溝槽的襯底1、在溝槽內(nèi)形成的外延層4、在外延層4中形成的源區(qū)6以及金屬連接層7，該金屬連接層形成在襯底1與源區(qū)6的表面，其中，外延層4的上表面與襯底1的上表面齊平，金屬連接層7用于導(dǎo)通襯底1和源區(qū)6，金屬連接層7為金屬柱，金屬柱的 底部與襯底1和源區(qū)6均接觸，具體的，源區(qū)6和襯底1之間可以有間隙，當(dāng)然源區(qū)6也可以和襯底1相鄰，只要保證金屬連接層7同時(shí)與源區(qū)6和襯底1接觸，即實(shí)現(xiàn)源區(qū)6和襯底1的導(dǎo)通即可。為了保證外延層4的厚度，溝槽的深度為6微米至15微米。另外，襯底1可以采用硅襯底，其中摻雜有硼離子，硼離子的摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10²⁰原子/立方厘米，即襯底1的電阻率為0.001歐姆·厘米至0.01歐姆·厘米。

需要說明的是，本實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為根據(jù)上述實(shí)施例中的制作方法制作而成，在此不再贅述。

本實(shí)施例的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，通過在襯底1中形成溝槽，改變了襯底1的結(jié)構(gòu)，從而通過襯底1本身將源區(qū)6引向器件的背面，無需進(jìn)行長時(shí)間的高溫推進(jìn)，保證了外延層4的厚度，增大了器件的擊穿電壓。并且，襯底1的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于現(xiàn)有技術(shù)中下沉層的電阻，通過襯底1本身將源區(qū)6引向器件的背面，降低了器件的導(dǎo)通電阻，提高了器件的性能。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了完整的本說明射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的射頻橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該器件還包括：在襯底1和外延層4的表面形成的柵氧化層8，形成于柵氧化層8上的多晶硅9，以及在外延層4內(nèi)通過離子注入形成的體區(qū)10、漏區(qū)11和漂移區(qū)12。具體的，多晶硅9作為該器件的柵極，體區(qū)10與源區(qū)6相鄰，位于源區(qū)6和漏區(qū)11之間，漏區(qū)11位于漂移區(qū)12與體區(qū)10之間。其中，形成體區(qū)10、源區(qū)6、漏區(qū)11和漂移區(qū)12時(shí)，最先形成體區(qū)10，其他區(qū)域形成的順序不加以限定。

進(jìn)一步的，該器件還包括：介電層13、柵區(qū)金屬連接層14、漏區(qū)金屬連接層15和背面金屬16。具體的，可以通過化學(xué)氣相沉積在柵氧化層8的表面沉積一層介電層13，通過在介電層13中刻蝕深孔，進(jìn)而在深孔中沉積柵區(qū)金屬連接層14、漏區(qū)金屬連接層15以及金屬連接層7。在該器件的正面工藝完成后，將背面金屬16背鍍到襯底1的底面上，從而在器件有外加電壓時(shí)使電流經(jīng)由源極6通過金屬連接層7引至襯底1，進(jìn)而引出至背面金屬16。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，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。