溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件制作方案和優(yōu)化.pdf

1、在小尺寸器件中被廣泛研究和采用的應(yīng)變硅技術(shù)，通過對(duì)硅的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行裁剪，有效減小載流子的有效質(zhì)量和散射率，提升載流子的遷移率。隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，為了適應(yīng)高速高質(zhì)量的信息傳輸需求，在基站和手持設(shè)備中被大量使用的硅基射頻(RF)功率器件LDMOS的尺寸已經(jīng)小到零點(diǎn)幾個(gè)微米。有部分研究人員為了克服 LDMOS器件發(fā)展的障礙，將應(yīng)變硅技術(shù)運(yùn)用到小尺寸LDMOS器件中并獲得了很好的效果，但這些應(yīng)力實(shí)施方案沒有考慮到LDMOS器件結(jié)構(gòu)的特

2、殊性，采用的依然是MOS器件中主流的的應(yīng)力方法，對(duì)器件性能提升的同時(shí)使器件的擊穿特性惡化。為此，我們創(chuàng)造性的提出了通過兩種本征應(yīng)變的氮化硅薄膜向 LDMOS器件溝道和漂移區(qū)中引入正應(yīng)力的應(yīng)力施加方法，并以合作單位的小尺寸LDMOS工藝線為依托，探索應(yīng)力實(shí)施方案，主要的研究工作有：
　　首先，氮化硅薄膜中的本征應(yīng)力的大小是決定 LDMOS器件中引入正應(yīng)力大小的關(guān)鍵，我們探究了通過PECVD淀積高張應(yīng)力和高壓應(yīng)力的設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)方式并做

3、了總結(jié)。根據(jù)實(shí)際設(shè)備的使用情況，制定出了淀積高應(yīng)力薄膜的操作方法。
　　其次，對(duì)于應(yīng)力可能導(dǎo)致的硅片翹曲問題，通過有限元仿真軟件Abaqus進(jìn)行仿真研究，發(fā)現(xiàn)將應(yīng)力薄膜在晶片上覆蓋的面積減小時(shí)可以消除翹曲問題。
　　接著，根據(jù)工藝線條件，制定出溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的 LDMOS器件應(yīng)力實(shí)施方案，在 LDMOS器件源漏區(qū)形成硅化物后，通過前端工藝在器件表面淀積一層薄的氧化層，用于后端工藝淀積本征應(yīng)變的氮化硅薄膜時(shí)阻隔金屬粒子對(duì)器

4、件表面的沾污，也可以作為氮化硅與硅襯底接觸的緩沖層。氧化硅淀積完成后，將器件拿到后端工藝中，通過PECVD在整個(gè)器件表面淀積壓應(yīng)力的氮化硅薄膜，接著進(jìn)行高溫退火，將氮化硅薄膜中的壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變成張應(yīng)力，刻蝕掉器件漂移區(qū)上的氮化硅薄膜，然后在整個(gè)器件表面淀積壓應(yīng)力的氮化硅薄膜，刻蝕掉除漂移區(qū)以外的壓應(yīng)力的氮化硅薄膜，至此，兩種本征應(yīng)變的氮化硅薄膜淀積完成。
　　最后，基于合作單位提供的LDMOS器件工藝步驟，通過Sentaurus工藝和