專利名稱：Ldmos器件及其制造方法
LDMOS器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LDMOS器件及其制造方法。背景技術(shù)：
橫向雙擴(kuò)散MOS晶體管(LDMOS)，是一種輕摻雜漏的MOS器件。由于LDMOS —般工作在線性區(qū)，其電流基本保持不變，所以LDMOS的功耗主要取決于導(dǎo)通電阻的大小。為了增加擊穿電壓，在有源區(qū)和漏區(qū)之間有一個(gè)漂移區(qū)。LDMOS中的漂移區(qū)是該類器件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度比較低，因此，當(dāng)LDMOS接高壓時(shí)，漂移區(qū)由于是高阻，能夠承受更高的電壓。目前傳統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)都是用較深的阱做的漂移區(qū)來承受器件耐壓，由于阱的深度較深，漂移區(qū)耗盡較難，因此必須降低漂移區(qū)的摻雜濃度來承受耐壓。這就導(dǎo)致器件的導(dǎo)通后的電阻較大，在相同的工作電流下器件功耗過高。且器件尺寸較大，使得芯片面積增大， 集成度降低，很難滿足目前的電路設(shè)計(jì)需求。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要針對(duì)LDMOS器件通過降低漂移區(qū)的摻雜濃度來承受耐壓導(dǎo)致導(dǎo)通電阻較大的問題，提供一種擊穿電壓較高、導(dǎo)通電阻較低的LDMOS器件。此外，還有必要針對(duì)LDMOS器件通過降低漂移區(qū)的摻雜濃度來承受耐壓導(dǎo)致導(dǎo)通電阻較大的問題，提供一種使LDMOS器件擊穿電壓較高、導(dǎo)通電阻較低的LDMOS器件的制造方法。一種LDMOS器件，包括源區(qū)，柵極區(qū)，漏區(qū)，體區(qū)以及摻雜類型與體區(qū)相反的漂移區(qū)，體區(qū)在襯底區(qū)之上，漂移區(qū)在漏區(qū)和體區(qū)之間，還包括絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層位于漂移區(qū)之上，柵極區(qū)之下。優(yōu)選地，還包括緩變溝道摻雜的P-body區(qū)，所述P-body區(qū)在體區(qū)之上，源區(qū)之下。優(yōu)選地，所述的絕緣介質(zhì)層為二氧化硅層。優(yōu)選地，所述漂移區(qū)的摻雜濃度為IO17 IO18CnT3量級(jí)，所述漂移區(qū)的結(jié)深為0. 4 微米 2. 0微米。優(yōu)選地，所述體區(qū)的摻雜濃度為IO17 IO18cnT3量級(jí)。優(yōu)選地，所述絕緣介質(zhì)層和柵氧層的厚度不相等。一種制造LDMOS器件的方法，所述LDMOS器件包括源區(qū)，柵極區(qū)，漏區(qū)，體區(qū)以及摻雜類型與體區(qū)相反的漂移區(qū)，體區(qū)在襯底區(qū)之上，漂移區(qū)在漏區(qū)和體區(qū)之間，其特征在于包括在漂移區(qū)上生長絕緣介質(zhì)層的步驟。優(yōu)選地，所述LDMOS器件還包括襯底引出區(qū)，柵氧層，位于柵極區(qū)兩側(cè)的柵側(cè)墻區(qū)，P-body區(qū)，包括如下步驟步驟一，采用標(biāo)準(zhǔn)工藝的阱注入工藝，形成襯底；步驟二，利用標(biāo)準(zhǔn)的LOCOS或STI隔離工藝，通過有源區(qū)的版圖，在將要形成的LDMOS的溝道區(qū)和源、漏、襯底以外區(qū)域形成隔離區(qū)；步驟三，對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行低摻雜，再生長所述絕緣介質(zhì)層，形成LDMOS器件的漂移區(qū)；步驟四，接下來進(jìn)行柵區(qū)的形成和源漏注入工藝，依次形成柵氧層，淀積和刻蝕柵材料，形成柵極區(qū)，P-body區(qū)注入和退火，低摻雜輕摻雜漏區(qū)且靠近漏區(qū)引出，形成柵側(cè)墻， 然后是進(jìn)行源漏和襯底引出注入；步驟五，依次淀積隔離層，光刻接觸孔，淀積金屬，光刻引線，鈍化。優(yōu)選地，所述漂移區(qū)采用緩變摻雜的方式。優(yōu)選地，所述絕緣層形成時(shí)，器件除場(chǎng)區(qū)和漂移區(qū)外的區(qū)域被氮化硅覆蓋。 通過引入絕緣介質(zhì)層，可以調(diào)整絕緣介質(zhì)層的厚度提升柵電極對(duì)漂移區(qū)的增強(qiáng)耗盡作用，因此，可以降低漂移區(qū)結(jié)深、提高摻雜濃度和優(yōu)化絕緣介質(zhì)厚度，使電場(chǎng)更均勻，利于提高器件耐壓，減小漂移區(qū)長度或提高漂移區(qū)濃度，從而降低導(dǎo)通電阻。

圖1是第一種實(shí)施例的LDMOS器件結(jié)構(gòu)圖。圖2是第二種實(shí)施例的實(shí)施例的LDMOS器件結(jié)構(gòu)圖。圖3是第三種實(shí)施例的實(shí)施例的LDMOS器件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)N型LDMOS器件和P型LDMOS器件，現(xiàn)以N型LDMOS 為例，若要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的P型的LDMOS器件結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員只需要根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例做相應(yīng)改動(dòng)即可。如圖1所示，一種LDMOS器件，包括襯底101，體區(qū)103(P_well)，體區(qū)引出105， 源區(qū)，源區(qū)引出107，漏區(qū)，漏區(qū)引出109，柵氧層111，柵極區(qū)113，漂移區(qū)115，絕緣介質(zhì)層 117，位于柵極區(qū)113兩側(cè)的柵側(cè)墻區(qū)119，還包括P-body區(qū)121。絕緣介質(zhì)層117位于漂移區(qū)115之上，柵極區(qū)113之下。絕緣介質(zhì)層117采用電絕緣材料如二氧化硅。絕緣介質(zhì)層117的厚度較薄，提高器件的耐壓能力，絕緣介質(zhì)層117 的厚度可根據(jù)器件要求確定，厚度一般在柵氧層111厚度到場(chǎng)氧隔離或STI的厚度(幾十納米到幾千埃的范圍)。通過降低絕緣介質(zhì)層117厚度提升柵極區(qū)113對(duì)漂移區(qū)115增強(qiáng)耗盡作用。體區(qū)103和體區(qū)引出105均采用ρ型導(dǎo)電類型雜質(zhì)摻雜，而源區(qū)、漏區(qū)和漂移區(qū) 115均采用η型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)摻雜，相應(yīng)的，對(duì)于ρ型器件，各個(gè)區(qū)的雜質(zhì)類型與η型 LDMOS相反。優(yōu)選地，體區(qū)103采用較高的濃度IO17 IO18CnT3量級(jí)，降低體電阻，防止寄生三極
管導(dǎo)通。漂移區(qū)115摻雜濃度為IO17 IO18CnT3量級(jí)，漂移區(qū)115結(jié)深在0. 4微米 2. 0微米左右。傳統(tǒng)的漂移區(qū)濃度為7. 5 X IO16cnT3,漂移區(qū)結(jié)深為2. 0微米。P-body區(qū)121可以形成緩變溝道摻雜，調(diào)整閾值電壓，減小襯底電阻，防止寄生三極管導(dǎo)通，提高體區(qū)濃度，縮短溝道長度，降低導(dǎo)通電阻并減小器件面積。P-body區(qū)121在體區(qū)之上，源區(qū)之下。因此，本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)通過絕緣介質(zhì)層117增強(qiáng)對(duì)漂移區(qū)115的耗盡，并且漂移區(qū)115深度較淺，提高了器件的耐壓能力。漂移區(qū)的摻雜濃度較高，有利于降低導(dǎo)通電阻。如圖2所示，其為另一實(shí)施例的LDMOS器件結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例中，省去了圖1所示的P-body區(qū)121，使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。如圖3所示，其為另一實(shí)施例的LDMOS器件結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例中，體引出摻雜區(qū) 122結(jié)深淺，摻雜濃度高，從而降低體電阻，防止寄生三極管導(dǎo)通。本發(fā)明一種實(shí)施例的LDMOS的制造方法包括1、采用標(biāo)準(zhǔn)工藝的阱注入工藝，形成襯底。2、利用標(biāo)準(zhǔn)的LOCOS (局部硅氧化)或STI (淺溝槽隔離)隔離工藝，通過有源區(qū)的版圖，在將要形成的LDMOS的溝道區(qū)和源、漏、襯以外區(qū)域形成隔離區(qū)；在此過程中，非 LOCOS或STI隔離的區(qū)域一般是通過二氧化硅和氮化硅作為硅表面的掩蔽層。利用這層掩蔽層，通過漂移區(qū)115的光刻刻板對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行涂膠一曝光一顯影一氮化硅刻蝕。3、對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行低摻雜，再生長絕緣介質(zhì)層，形成LDMOS器件的漂移區(qū)，漂移區(qū)的摻雜方式可以是均勻摻雜，也可以是采用摻雜濃度從漏區(qū)向體區(qū)103緩變摻雜的方式。生長的絕緣介質(zhì)層厚度根據(jù)器件耐壓需求調(diào)整；此時(shí)除了場(chǎng)區(qū)和漂移區(qū)以外的其余區(qū)域完全被氮化硅覆蓋，調(diào)整絕緣介質(zhì)層對(duì)其他器件影響很小。4、接下來進(jìn)行柵區(qū)的形成和源漏注入工藝，依次形成柵氧層，淀積和刻蝕柵材料， 形成柵極區(qū)，P-body區(qū)注入和退火，低摻雜輕摻雜漏區(qū)(LDD)區(qū)，且LDMOS只在源端進(jìn)行 LDD摻雜注入，形成柵側(cè)墻。然后是進(jìn)行源漏和襯底引出注入，形成圖1所示結(jié)構(gòu)。5、依次淀積隔離層，光刻接觸孔，淀積金屬，光刻引線，鈍化。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種LDMOS器件，包括源區(qū)，柵極區(qū)，漏區(qū)，體區(qū)以及摻雜類型與體區(qū)相反的漂移區(qū)， 體區(qū)在襯底區(qū)之上，漂移區(qū)在漏區(qū)和體區(qū)之間，其特征在于還包括絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層位于漂移區(qū)之上，柵極區(qū)之下。
2.如權(quán)利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于還包括緩變溝道摻雜的P-body區(qū)， 所述P-body區(qū)在體區(qū)之上，源區(qū)之下。
3.如權(quán)利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于所述的絕緣介質(zhì)層為二氧化硅層。
4.如權(quán)利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于所述漂移區(qū)的摻雜濃度為IO17 IO18cnT3量級(jí)，所述漂移區(qū)的結(jié)深為0. 4微米 2. 0微米。
5.如權(quán)利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于所述體區(qū)的摻雜濃度為IO17 IO18cm-3 量級(jí)。
6.如權(quán)利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于所述絕緣介質(zhì)層和柵氧層的厚度不相等。
7.—種制造LDMOS器件的方法，所述LDMOS器件包括源區(qū)，柵極區(qū)，漏區(qū)，體區(qū)以及摻雜類型與體區(qū)相反的漂移區(qū)，體區(qū)在襯底區(qū)之上，漂移區(qū)在漏區(qū)和體區(qū)之間，其特征在于包括在漂移區(qū)上生長絕緣介質(zhì)層的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的制造LDMOS器件的方法，其特征在于所述LDMOS器件還包括襯底引出區(qū)，柵氧層，位于柵極區(qū)兩側(cè)的柵側(cè)墻區(qū)，P-body區(qū)，包括如下步驟步驟一，采用標(biāo)準(zhǔn)工藝的阱注入工藝，形成襯底；步驟二，利用標(biāo)準(zhǔn)的LOCOS或STI隔離工藝，通過有源區(qū)的版圖，在將要形成的LDMOS 的溝道區(qū)和源、漏、襯底以外區(qū)域形成隔離區(qū)；步驟三，對(duì)漂移區(qū)進(jìn)行低摻雜，再生長所述絕緣介質(zhì)層，形成LDMOS器件的漂移區(qū)；步驟四，接下來進(jìn)行柵區(qū)的形成和源漏注入工藝，依次形成柵氧層，淀積和刻蝕柵材料，形成柵極區(qū)，P-body區(qū)注入和退火，低摻雜輕摻雜漏區(qū)且靠近漏區(qū)引出，形成柵側(cè)墻，然后是進(jìn)行源漏和襯底引出注入；步驟五，依次淀積隔離層，光刻接觸孔，淀積金屬，光刻引線，鈍化。
9.如權(quán)利要求7所述的制造LDMOS器件的方法，其特征在于所述漂移區(qū)采用緩變摻雜的方式。
10.如權(quán)利要求7所述的制造LDMOS器件的方法，其特征在于所述絕緣層形成時(shí)，器件除場(chǎng)區(qū)和漂移區(qū)外的區(qū)域被氮化硅覆蓋。
全文摘要
一種LDMOS器件，包括源區(qū)，柵極區(qū)，漏區(qū)，體區(qū)以及摻雜類型與體區(qū)相反的漂移區(qū)，體區(qū)在襯底區(qū)之上，漂移區(qū)在漏區(qū)和體區(qū)之間。LDMOS器件還包括絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層位于漂移區(qū)之上，柵極區(qū)之下。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以提高器件的擊穿電壓，有利于降低導(dǎo)通電阻，使器件的功耗降低。并且在調(diào)整制造過程中，調(diào)整絕緣介質(zhì)層和漂移區(qū)的結(jié)深對(duì)其他器件的較小。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102386211SQ201010269279
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者吳孝嘉, 孫貴鵬, 羅澤煌 申請(qǐng)人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司