LDMOS器件及制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310589117.3

申请日:

2013.11.20

公开号:

CN104659091A

公开日:

2015.05.27

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 29/78申请公布日:20150527|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 29/78申请日:20131120|||公开

IPC分类号:

H01L29/78; H01L29/06; H01L21/336

主分类号:

H01L29/78

申请人:

上海华虹宏力半导体制造有限公司

发明人:

钱文生; 石晶; 慈朋亮; 胡君; 吴刚

地址:

201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号

优先权:

专利代理机构:

上海浦一知识产权代理有限公司31211

代理人:

丁纪铁

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内容摘要

本发明公开了一种LDMOS器件,在由N型外延层组成的漂移区中增加了高剂量的N型杂质注入形成的N型注入层,在漏区和P阱之间的场氧层底部的N型注入层表面形成有从源端一侧到漏端一侧方向上结深和掺杂量逐渐降低的P型辅助耗尽层。本发明还公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明能够降低器件的导通电阻、增加器件的导通电流,同时能降低漂移区的表面电场强度、增加器件的击穿电压,能集成在BCD工艺中、不需要增加额外工艺成本。

权利要求书

权利要求书1.  一种LDMOS器件,其特征在于,包括:N型外延层,形成于P型硅衬底表面上;P阱,形成于所述N型外延层中;N阱,形成于所述N型外延层中;所述N阱和所述P阱相隔一段距离,在所述N阱和所述P阱之间设置有一个场氧层,所述场氧层的第一侧和所述P阱相隔一段距离,所述场氧层的第二侧延伸到所述N阱上方;N型注入层,形成于所述N型外延层中,所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触,所述N型注入层的第二侧向所述N阱方向延伸并将所述N阱包围;P型辅助耗尽层,形成于所述N型注入层表面、且位于所述场氧层的底部,所述P型辅助耗尽层的宽度小于所述场氧层的底部宽度;所述P型辅助耗尽层的第一侧靠近所述P阱、所述P型辅助耗尽层的第二侧靠近所述N阱,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少;栅极结构,由形成于所述N型外延层表面的栅介质层和多晶硅栅组成,所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述场氧层表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道;源区,由形成于所述P阱中的N+区组成,所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准:漏区,由形成于所述N阱中的N+区组成,所述漏区和所述场氧层自对准;P型衬底引出区,由形成于所述P阱中的P+区组成,用于引出所述P阱;由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层用于对所述N型注入层进行耗尽,所述P型辅助耗尽层的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。2.  如权利要求1所述的LDMOS器件,其特征在于:所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。3.  如权利要求1所述的LDMOS器件,其特征在于:所述P型辅助耗尽层由多个 相隔一定距离的第一P型离子注入区经过扩散后组合而成,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加,各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。4.  一种LDMOS器件的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、在P型硅衬底表面形成N型外延层;步骤二、光刻打开P阱注入区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P阱;光刻打开N阱注入区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层中形成N阱,所述P阱和所述N阱之间相隔一段距离;步骤三、光刻打开N型注入层区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层中形成N型注入层,所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触,所述N型注入层的第二侧向所述N阱方向延伸并将所述N阱包围;步骤四、光刻打开用于组成P型辅助耗尽层的第一P型离子注入区的注入区域并在该注入区域进行第一P型离子注入形成各所述第一P型离子注入区,所述P型辅助耗尽层的第一侧靠近所述P阱、所述P型辅助耗尽层的第二侧靠近所述N阱,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加;步骤五、对各所述第一P型离子注入区热推进,各所述第一P型离子注入区经过热推进扩散后组合而成所述P型辅助耗尽层,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少;步骤六、淀积场氧层并对所述场氧层进行光刻刻蚀,刻蚀后在所述N阱和所述P阱之间设置有一个所述场氧层,所述场氧层的第一侧和所述P阱相隔一段距离,所述场氧层的第二侧延伸到所述N阱上方;步骤七、在所述N型外延层表面依次淀积栅介质层和多晶硅栅,对所述多晶硅栅和所述栅介质层进行光刻刻蚀形成栅极结构,所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述场氧层表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道;步骤八、进行N+源漏离子注入形成源区和漏区,所述源区位于所述P阱中,所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准;所述漏区位于所述N阱中,所述漏区和所述场 氧层自对准;进行P+离子注入形成P型衬底引出区,所述P型衬底引出区位于所述P阱中,用于引出所述P阱;由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层用于对所述N型注入层进行耗尽,所述P型辅助耗尽层的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。5.  如权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤三中所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。6.  如权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤四中各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。7.  如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述P型硅衬底的电阻率为0.007欧姆·厘米~0.013欧姆·厘米。8.  如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述LDMOS器件的制造工艺集成在BCD工艺中,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P阱和所述BCD工艺中的CMOS器件的P阱工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N阱和所述BCD工艺中的CMOS器件的N阱工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N+源漏离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的N+源漏离子注入相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P型衬底引出区的所述P+离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的P+源漏离子注入相同且同步形成;所述LDMOS器件的制造工艺中的所述栅极结构的形成工艺和所述BCD工艺中的CMOS器件的栅极结构的形成工艺相同且同步形成。

说明书

说明书LDMOS器件及制造方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域,特别是涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(lateral double-dif fused MOSFET,LDMOS)器件,本发明还涉及该LDMOS器件制造方法。
背景技术
双扩散金属氧化物半导体场效应管(DMOS)由于具有耐高压,大电流驱动能力和极低功耗等特点,目前在电源管理电路中被广泛采用。在LDMOS器件中,导通电阻是一个重要的指标。在BCD(Bipolar-CMOS-DMOS,双极—互补金属氧化物半导体—双重扩散金属氧化物半导体)工艺中,DMOS虽然与CMOS集成在同一块芯片中,但由于高耐压和低导通电阻的要求,DMOS在本底区和漂移区的条件与CMOS现有的工艺条件共享的前提下,其导通电阻较高,往往无法满足开关管应用的要求。因此,为了制作高性能的LDMOS,需要采用各种方法优化器件的导通电阻。通常需要在器件的漂移区增加一道额外的N型注入,使器件有较低的导通电阻,而采用这种方法会降低器件的击穿电压。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种LDMOS器件,能够降低器件的导通电阻、增加器件的导通电流,同时能降低漂移区的表面电场强度、增加器件的击穿电压,能集成在BCD工艺中、不需要增加额外工艺成本。为此,本发明还提供了LDMOS器件的制造方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的LDMOS器件包括:
N型外延层,形成于P型硅衬底表面上。
P阱,形成于所述N型外延层中。
N阱,形成于所述N型外延层中;所述N阱和所述P阱相隔一段距离,在所述N阱和所述P阱之间设置有一个场氧层,所述场氧层的第一侧和所述P阱相隔一段距离,所述场氧层的第二侧延伸到所述N阱上方。
N型注入层,形成于所述N型外延层中,所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧 面接触,所述N型注入层的第二侧向所述N阱方向延伸并将所述N阱包围。
P型辅助耗尽层,形成于所述N型注入层表面、且位于所述场氧层的底部,所述P型辅助耗尽层的宽度小于所述场氧层的底部宽度;所述P型辅助耗尽层的第一侧靠近所述P阱、所述P型辅助耗尽层的第二侧靠近所述N阱,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少。
栅极结构,由形成于所述N型外延层表面的栅介质层和多晶硅栅组成,所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述场氧层表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道。
源区,由形成于所述P阱中的N+区组成,所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准。
漏区,由形成于所述N阱中的N+区组成,所述漏区和所述场氧层自对准。
P型衬底引出区,由形成于所述P阱中的P+区组成,用于引出所述P阱。
由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层用于对所述N型注入层进行耗尽,所述P型辅助耗尽层的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
进一步的改进是,所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
进一步的改进是,所述P型辅助耗尽层由多个相隔一定距离的第一P型离子注入区经过扩散后组合而成,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加,各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
为解决上述技术问题,本发明提供的LDMOS器件的制造方法包括如下步骤:
步骤一、在P型硅衬底表面形成N型外延层。
步骤二、光刻打开P阱注入区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P阱;光刻打开N阱注入区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层中形成N阱,所述P阱和所述N阱之间相隔一段距离。
步骤三、光刻打开N型注入层区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外 延层中形成N型注入层,所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触,所述N型注入层的第二侧向所述N阱方向延伸并将所述N阱包围。
步骤四、光刻打开用于组成P型辅助耗尽层的第一P型离子注入区的注入区域并在该注入区域进行第一P型离子注入形成各所述第一P型离子注入区,所述P型辅助耗尽层的第一侧靠近所述P阱、所述P型辅助耗尽层的第二侧靠近所述N阱,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加。
步骤五、对各所述第一P型离子注入区热推进,各所述第一P型离子注入区经过热推进扩散后组合而成所述P型辅助耗尽层,从所述P型辅助耗尽层的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少。
步骤六、淀积场氧层并对所述场氧层进行光刻刻蚀,刻蚀后在所述N阱和所述P阱之间设置有一个所述场氧层,所述场氧层的第一侧和所述P阱相隔一段距离,所述场氧层的第二侧延伸到所述N阱上方。
步骤七、在所述N型外延层表面依次淀积栅介质层和多晶硅栅,对所述多晶硅栅和所述栅介质层进行光刻刻蚀形成栅极结构,所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述场氧层表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道。
步骤八、进行N+源漏离子注入形成源区和漏区,所述源区位于所述P阱中,所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准;所述漏区位于所述N阱中,所述漏区和所述场氧层自对准;进行P+离子注入形成P型衬底引出区,所述P型衬底引出区位于所述P阱中,用于引出所述P阱。
由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层用于对所述N型注入层进行耗尽,所述P型辅助耗尽层的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
进一步的改进是,步骤三中所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
进一步的改进是,步骤四中各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能 量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
进一步的改进是,所述P型硅衬底的电阻率为0.007欧姆·厘米~0.013欧姆·厘米。
进一步的改进是,所述LDMOS器件的制造工艺集成在BCD工艺中,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P阱和所述BCD工艺中的CMOS器件的P阱工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N阱和所述BCD工艺中的CMOS器件的N阱工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N+源漏离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的N+源漏离子注入相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P型衬底引出区的所述P+离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的P+源漏离子注入相同且同步形成;所述LDMOS器件的制造工艺中的所述栅极结构的形成工艺和所述BCD工艺中的CMOS器件的栅极结构的形成工艺相同且同步形成。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明LDMOS器件通过调整器件的掺杂注入,在漂移区增加高剂量的N型杂质注入形成N型注入层能够有效降低器件的导通电阻。
2、本发明通过在位于场氧层的底部的N型注入层表面形成一从P阱到N阱方向掺杂量逐渐减小的非均匀P型辅助耗尽层,能够实现利用P型辅助耗尽层对N型注入层进行耗尽,从而能增加器件的击穿电压;本发明还能利用P型辅助耗尽层的非均匀掺杂结构使得N型注入层耗尽后表面电场平坦,从而能进一步的提高器件的击穿电压。
3、本发明能够集成于BCD工艺中,不需要增加额外工艺成本。如本发明的所有工艺条件如源漏注入工艺都能与BCD工艺平台中的CMOS工艺共用。
4、由于本发明器件具有较大的导通电阻同时具有较高的击穿电压,所有本发明器件能够同时满足开关器件和模拟器件的使用特性。
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是本发明实施例LDMOS器件的结构示意图;
图2是本发明实施例LDMOS器件的仿真结构图;
图3是沿图2中的切线位置处的本发明实施例LDMOS器件的电场强度曲线图;
图4A-图4J本发明实施例LDMOS器件的制造方法的各步骤中的器件结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明实施例LDMOS器件的结构示意图;本发明实施例LDMOS器件为N型LDMOS器件,包括:
N型外延层102,形成于P型硅衬底101表面上。
P阱103,形成于所述N型外延层102中。
N阱104,形成于所述N型外延层102中;所述N阱104和所述P阱103相隔一段距离,在所述N阱104和所述P阱103之间设置有一个场氧层107,所述场氧层107的第一侧和所述P阱103相隔一段距离,所述场氧层107的第二侧延伸到所述N阱104上方。
N型注入层105,形成于所述N型外延层102中,所述N型注入层105第一侧和所述P阱103的侧面接触,所述N型注入层105的第二侧向所述N阱104方向延伸并将所述N阱104包围。较佳为,所述N型注入层105的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
P型辅助耗尽层106,形成于所述N型注入层105表面、且位于所述场氧层107的底部,所述P型辅助耗尽层106的宽度小于所述场氧层107的底部宽度;所述P型辅助耗尽层106的第一侧靠近所述P阱103、所述P型辅助耗尽层106的第二侧靠近所述N阱104,从所述P型辅助耗尽层106的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层106的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少。较佳为,所述P型辅助耗尽层106由多个相隔一定距离的第一P型离子注入区经过扩散后组合而成,从所述P型辅助耗尽层106的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加,各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
栅极结构,由形成于所述N型外延层102表面的栅介质层108和多晶硅栅109组成;较佳为,所述栅介质层108为栅氧化层,所述多晶硅栅109的侧面形成有侧墙110。所述栅极结构覆盖部分所述P阱103表面并横向延伸到所述N型注入层105表面以及所述场氧层107表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱103表面用于形成沟道。
源区111a,由形成于所述P阱103中的N+区组成,所述源区111a和所述栅极结构的第一侧自对准。
漏区111b,由形成于所述N阱104中的N+区组成,所述漏区111b和所述场氧层107自对准。
P型衬底引出区112,由形成于所述P阱103中的P+区组成,用于引出所述P阱103。
由位于所述N阱104和所述P阱103之间的所述N型注入层105、所述P型辅助耗尽层106和所述N型外延层102组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层105的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层106用于对所述N型注入层105进行耗尽,所述P型辅助耗尽层106的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层105耗尽后表面电场平坦。
所述源区111a、所述漏区111b、所述P型衬底引出区112和所述多晶硅栅109分别通过接触孔113和顶部金属引线连接并分别实现源极、漏极、P型衬底引出电极和栅极的引出。
本发明实施例LDMOS器件不仅通过在漂移区增加高剂量的N型杂质注入形成N型注入层来有效降低器件的导通电阻;还通过在N型注入层的表面位于场氧层底部区域进行P型离子注入形成非均匀掺杂的P型辅助耗尽层来对漂移区的表面电场分布进行优化,从而能提高器件的击穿电压,所以本发明实施例能够避免现有技术中单纯增加漂移区的N型杂质注入时而导致的击穿电压降低的问题。如图2所示,是本发明实施例LDMOS器件的仿真结构图;在场氧层107底部区域也即图2的切线1中形成有P型辅助耗尽层;如图3所示,是沿图2中的切线1位置处的本发明实施例LDMOS器件的电场强度曲线图;可知,从电场强度曲线2可以看出,本发明实施例的电场强度不并集中在场氧层107的靠近源区侧的角落处,电场强度是比较均匀的分布在整个场氧层107的底部,没有出现明显高和低的区域,当器件击穿时,曲线2所围面积能够大大增加,也即本发明实施例的击穿电压能够大大增加。
本发明实施例LDMOS器件的制造方法包括如下步骤:
步骤一、如图4A所示,在P型硅衬底101表面形成N型外延层102。所述P型硅衬底101的电阻率为0.007欧姆·厘米~0.013欧姆·厘米。
步骤二、如图4B所示,光刻打开P阱103注入区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层102中形成P阱103;光刻打开N阱104注入区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层102中形成N阱104,所述P阱103和所述N阱104之间相隔一段距离。
步骤三、如图4C所示,光刻打开N型注入层105区域并在该区域进行N型离子 注入在所述N型外延层102中形成N型注入层105,所述N型注入层105第一侧和所述P阱103的侧面接触,所述N型注入层105的第二侧向所述N阱104方向延伸并将所述N阱104包围。较佳为,所述N型注入层105的离子注入的注入杂质为磷或砷,注入能量为50KeV~600KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
步骤四、如图4D所示,利用有源区光刻形成光刻胶图形114打开用于组成P型辅助耗尽层106的第一P型离子注入区的注入区域并在该注入区域进行第一P型离子注入形成各所述第一P型离子注入区,所述P型辅助耗尽层106的第一侧靠近所述P阱103、所述P型辅助耗尽层106的第二侧靠近所述N阱104,从所述P型辅助耗尽层106的第一侧到第二侧方向上,各所述第一P型离子注入区的宽度逐渐减少、间距逐渐增加。较佳为,各所述第一P型离子注入区的注入杂质为硼,注入能量为50KeV~500KeV,注入剂量范围为le11cm-2~le13cm-2。
步骤五、如图4E所示,去除所述光刻胶图形114。如图4F所示,对各所述第一P型离子注入区热推进,各所述第一P型离子注入区经过热推进扩散后组合而成所述P型辅助耗尽层106,从所述P型辅助耗尽层106的第一侧到第二侧方向上,所述P型辅助耗尽层106的结深逐渐减少、掺杂量逐渐减少。
步骤六、如图4G所示,淀积场氧层107并对所述场氧层107进行光刻刻蚀,刻蚀后在所述N阱104和所述P阱103之间设置有一个所述场氧层107,所述场氧层107的第一侧和所述P阱103相隔一段距离,所述场氧层107的第二侧延伸到所述N阱104上方。
步骤七、如图4H所示,在所述N型外延层102表面依次淀积栅介质层108和多晶硅栅109,对所述多晶硅栅109和所述栅介质层108进行光刻刻蚀形成栅极结构,所述栅极结构覆盖部分所述P阱103表面并横向延伸到所述N型注入层105表面以及所述场氧层107表面上,被所述栅极结构所覆盖的所述P阱103表面用于形成沟道。较佳为,所述栅介质层108为栅氧化层。
如图4I所示,淀积一层2500埃~3500埃的二氧化硅,干法刻蚀之后在所述多晶硅栅109的侧面形成侧墙110。
步骤八、如图4J所示,进行N+源漏离子注入形成源区111a和漏区111b,所述源区111a位于所述P阱103中,所述源区111a和所述栅极结构的第一侧自对准;所述漏区111b位于所述N阱104中,所述漏区111b和所述场氧层107自对准;进行P+ 离子注入形成P型衬底引出区112,所述P型衬底引出区112位于所述P阱103中,用于引出所述P阱103。
由位于所述N阱104和所述P阱103之间的所述N型注入层105、所述P型辅助耗尽层106和所述N型外延层102组成LDMOS器件的漂移区;所述N型注入层105的掺杂浓度越高,所述LDMOS器件的导通电阻越低;所述P型辅助耗尽层106用于对所述N型注入层105进行耗尽,所述P型辅助耗尽层106的结深和掺杂量在从第一侧到第二侧方向上逐渐减少的设置使得所述N型注入层105耗尽后表面电场平坦。
如图1所示,最后还包括步骤:形成层间膜,通过接触孔工艺形成接触孔113连接;形成顶部金属引线,所述源区111a、所述漏区111b、所述P型衬底引出区112和所述多晶硅栅109分别通过接触孔113和顶部金属引线连接并分别实现源极、漏极、P型衬底引出电极和栅极的引出。
所述LDMOS器件的制造工艺集成在BCD工艺中,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P阱103和所述BCD工艺中的CMOS器件的P阱103工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N阱104和所述BCD工艺中的CMOS器件的N阱104工艺相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N+源漏离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的N+源漏离子注入相同且同步形成,所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P型衬底引出区112的所述P+离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的P+源漏离子注入相同且同步形成;所述LDMOS器件的制造工艺中的所述栅极结构的形成工艺和所述BCD工艺中的CMOS器件的栅极结构的形成工艺相同且同步形成。
本发明实施例方法利用BCD平台中原有的工艺条件,在不额外增加光刻版并且利用原有注入条件的情况下,仅通过调整器件掺杂注入的光刻图形,在漂移区增加不均匀掺杂的辅助耗尽区域,利用P型区域辅助耗尽,改变表面电场分布,避免导通电流增加的同时击穿电压下降,使得器件保持较好特性的前提下,击穿电压保持不变。
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。

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本发明公开了一种LDMOS器件,在由N型外延层组成的漂移区中增加了高剂量的N型杂质注入形成的N型注入层,在漏区和P阱之间的场氧层底部的N型注入层表面形成有从源端一侧到漏端一侧方向上结深和掺杂量逐渐降低的P型辅助耗尽层。本发明还公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明能够降低器件的导通电阻、增加器件的导通电流,同时能降低漂移区的表面电场强度、增加器件的击穿电压,能集成在BCD工艺中、不需要增加额外。

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