專利名稱：一種具有p埋層的SOI nLDMOS器件單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有P埋層(BPL)的SOI (絕緣層上半導(dǎo)體) nLDMOS (η溝道橫向雙擴(kuò)散金屬_氧化物_半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)器件單元的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
SOI nLDMOS器件由于其較高的集成度、較高的工作頻率和溫度、較強(qiáng)的抗輻照能力、極小的寄生效應(yīng)、較低的成本以及較高的可靠性，作為無(wú)觸點(diǎn)高頻功率電子開關(guān)或功率放大器、驅(qū)動(dòng)器在智能電力電子、高溫環(huán)境電力電子、空間電力電子、交通工具電力電子和射頻通信等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。常規(guī)SOI nLDMOS是在SOI襯底的n_型漂移區(qū)上形成場(chǎng)氧化層；在近源極端采用雙離子注入及退火推進(jìn)自對(duì)準(zhǔn)摻雜技術(shù)形成短溝道nMOSFET及多晶硅柵場(chǎng)板，附加P+離子注入摻雜實(shí)現(xiàn)p-well ；由多晶硅柵引出柵極金屬引線，n+p+區(qū)引出源極金屬引線；在近漏極端通過(guò)磷離子注入摻雜形成η型緩沖區(qū)，在該摻雜去進(jìn)行大劑量高能磷、砷離子注入形成漏極區(qū)并引出金屬漏極。該SOI nLDMOS器件中由于隱埋氧化層的存在襯底不參與耐壓，當(dāng)器件工作應(yīng)用中遇到電壓尖峰時(shí)，器件容易被擊穿，嚴(yán)重影響了器件的耐壓性能，同時(shí)較厚的埋氧層將影響器件的散熱，不利于提高器件和系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有P埋層的SOI nLDMOS器件單元，通過(guò)引入縱向的反向偏置pn結(jié)承受器件絕大部分縱向耐壓，從而為提高器件的橫向耐壓性能大大拓展了空間。本發(fā)明包括ρ型半導(dǎo)體襯底、隱埋氧化層、ρ埋層區(qū)、η型輕摻雜漂移區(qū)，隱埋氧化層覆蓋在P型半導(dǎo)體襯底上，P埋層區(qū)覆蓋在隱埋氧化層上，η型輕摻雜漂移區(qū)覆蓋在P埋層區(qū)上。在η型輕摻雜漂移區(qū)頂部的兩側(cè)分別嵌入ρ型阱區(qū)和η型緩沖區(qū)，其中P型阱區(qū)為P型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)，η型緩沖區(qū)為η型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)；ρ型阱區(qū)的頂部嵌入η型源區(qū)和ρ型歐姆接觸區(qū)，η型源區(qū)和ρ型歐姆接觸區(qū)相接，η型源區(qū)設(shè)置在ρ型歐姆接觸區(qū)與η型緩沖區(qū)之間；η型緩沖區(qū)的頂部嵌入η型漏區(qū)，η型源區(qū)與η型漏區(qū)之間順序間隔有 P型阱區(qū)、η型輕摻雜漂移區(qū)和η型緩沖區(qū)；所述的ρ型歐姆接觸區(qū)為ρ型重?fù)诫s形成，η型源區(qū)和η型漏區(qū)為η型重?fù)诫s形成。η型源區(qū)的頂部設(shè)置有第一場(chǎng)氧化層，ρ型阱區(qū)的頂部設(shè)置有柵氧化層，η型輕摻雜漂移區(qū)的頂部設(shè)置有第二場(chǎng)氧化層，柵氧化層設(shè)置在第一場(chǎng)氧化層和第二場(chǎng)氧化層之間，柵氧化層的兩側(cè)分別與第一場(chǎng)氧化層和第二場(chǎng)氧化層相接；柵氧化層覆蓋了相鄰的η 型源區(qū)頂部的一部分、P型阱區(qū)的一部分以及η型輕摻雜漂移區(qū)頂部的一部分；第二場(chǎng)氧化層覆蓋了相鄰的η型輕摻雜漂移區(qū)頂部的一部分、η型緩沖區(qū)的頂部以及η型漏區(qū)頂部的一部分。ρ型歐姆接觸區(qū)的頂部設(shè)置有金屬源極，柵氧化層的頂部設(shè)置有η型多晶硅柵極，η型漏區(qū)的頂部設(shè)置有金屬漏極；金屬源極覆蓋了 ρ型歐姆接觸區(qū)的頂部、η型源區(qū)頂部的一部分和第一場(chǎng)氧化層頂部的一部分；η型多晶硅柵極覆蓋了柵氧化層的頂部以及第二場(chǎng)氧化層頂部的一部分，并且與第一場(chǎng)氧化層相接；金屬漏極覆蓋了 η型漏區(qū)的頂部的一部分以及第二場(chǎng)氧化層頂部的一部分。本發(fā)明在常規(guī)SOI nLDMOS器件結(jié)構(gòu)的η型輕摻雜漂移區(qū)與隱埋氧化層間引入P 埋層區(qū)，在器件漏極接高電位時(shí)，η型輕摻雜漂移區(qū)與ρ埋層區(qū)間的反向ρη結(jié)形成的耗盡層能夠承受器件絕大部分縱向耐壓，提高了器件的耐壓性能，同時(shí)使用薄埋氧層能夠提高器件的散熱性能，提高有利于提高器件和系統(tǒng)的可靠性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的俯視圖3為圖1的A-A截面示意圖； 圖4為圖1的B-B截面示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3和4所示，一種具有P埋層的SOI nLDMOS器件單元，包括ρ型半導(dǎo)體襯底1、隱埋氧化層2、ρ埋層區(qū)3、η型輕摻雜漂移區(qū)4，隱埋氧化層2覆蓋在ρ型半導(dǎo)體襯底1上，P埋層區(qū)3覆蓋在隱埋氧化層2上，η型輕摻雜漂移區(qū)4覆蓋在ρ埋層區(qū)3上。在η型輕摻雜漂移區(qū)4頂部?jī)蓚?cè)分別嵌入ρ型阱區(qū)5和η型緩沖區(qū)14，其中ρ型阱區(qū)5為ρ型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)，η型緩沖區(qū)14為η型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)；ρ型阱區(qū)5的頂部嵌入η型源區(qū)6和ρ型歐姆接觸區(qū)7，η型源區(qū)6和ρ型歐姆接觸區(qū)7相接，η型源區(qū) 6設(shè)置在ρ型歐姆接觸區(qū)7與η型緩沖區(qū)14之間；η型緩沖區(qū)14的頂部嵌入η型漏區(qū)13， η型源區(qū)6與η型漏區(qū)13之間順序間隔有ρ型阱區(qū)5、η型輕摻雜漂移區(qū)4和η型緩沖區(qū) 14 ；所述的ρ型歐姆接觸區(qū)7為ρ型重?fù)诫s形成，η型源區(qū)6和η型漏區(qū)13為η型重?fù)诫s形成。η型源區(qū)6的頂部設(shè)置有第一場(chǎng)氧化層9-1，ρ型阱區(qū)5的頂部設(shè)置有柵氧化層 10，η型輕摻雜漂移區(qū)4的頂部設(shè)置有第二場(chǎng)氧化層9-2，柵氧化層10設(shè)置在第一場(chǎng)氧化層 9-1和第二場(chǎng)氧化層9-2之間，柵氧化層10的兩側(cè)分別與第一場(chǎng)氧化層9-1和第二場(chǎng)氧化層9-2相接；柵氧化層10覆蓋了相鄰的η型源區(qū)6頂部的一部分、ρ型阱區(qū)5的一部分以及η型輕摻雜漂移區(qū)4頂部的一部分；第二場(chǎng)氧化層9-2覆蓋了相鄰的η型輕摻雜漂移區(qū) 4頂部的一部分、η型緩沖區(qū)14的頂部以及η型漏區(qū)13頂部的一部分。ρ型歐姆接觸區(qū)7的頂部設(shè)置有金屬源極8，柵氧化層10的頂部設(shè)置有η型多晶硅柵極11，η型漏區(qū)13的頂部設(shè)置有金屬漏極12 ；金屬源極8覆蓋了 ρ型歐姆接觸區(qū)7的頂部、η型源區(qū)6頂部的一部分和第一場(chǎng)氧化層9-1頂部的一部分；η型多晶硅柵極11覆蓋了柵氧化層10的頂部以及第二場(chǎng)氧化層9-2頂部的一部分，并且與第一場(chǎng)氧化層9-1相接；金屬漏極12覆蓋了 η型漏區(qū)13的頂部的一部分以及第二場(chǎng)氧化層9-2頂部的一部分。
權(quán)利要求
1. 一種具有P埋層的SOI nLDMOS器件單元，包括P型半導(dǎo)體襯底(1)、隱埋氧化層O)、 P埋層區(qū)(3)、η型輕摻雜漂移區(qū)，其特征在于隱埋氧化層( 覆蓋在P型半導(dǎo)體襯底(1)上，P埋層區(qū)C3)覆蓋在隱埋氧化層(2) 上，η型輕摻雜漂移區(qū)⑷覆蓋在ρ埋層區(qū)(3)上；在η型輕摻雜漂移區(qū)(4)頂部?jī)蓚?cè)分別嵌入ρ型阱區(qū)( 和η型緩沖區(qū)(14)，其中ρ 型阱區(qū)(5)為ρ型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)，η型緩沖區(qū)(14)為η型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)；ρ型阱區(qū) (5)的頂部嵌入η型源區(qū)(6)和ρ型歐姆接觸區(qū)(7)，η型源區(qū)(6)和ρ型歐姆接觸區(qū)(7) 相接，η型源區(qū)(6)設(shè)置在ρ型歐姆接觸區(qū)(7)與η型緩沖區(qū)(14)之間；η型緩沖區(qū)(14) 的頂部嵌入η型漏區(qū)(13)，η型源區(qū)(6)與η型漏區(qū)(13)之間順序間隔有ρ型阱區(qū)(5)、 η型輕摻雜漂移區(qū)(4)和η型緩沖區(qū)(14)；所述的ρ型歐姆接觸區(qū)(7)為ρ型重?fù)诫s形成， η型源區(qū)(6)和η型漏區(qū)(13)為η型重?fù)诫s形成；η型源區(qū)(6)的頂部設(shè)置有第一場(chǎng)氧化層(9-1)，ρ型阱區(qū)(5)的頂部設(shè)置有柵氧化層 (10)，η型輕摻雜漂移區(qū)的頂部設(shè)置有第二場(chǎng)氧化層(9-2)，柵氧化層(10)設(shè)置在第一場(chǎng)氧化層(9-1)和第二場(chǎng)氧化層(9- 之間，柵氧化層(10)的兩側(cè)分別與第一場(chǎng)氧化層 (9-1)和第二場(chǎng)氧化層(9- 相接；柵氧化層(10)覆蓋了相鄰的η型源區(qū)(6)頂部的一部分、P型阱區(qū)(5)的一部分以及η型輕摻雜漂移區(qū)(4)頂部的一部分；第二場(chǎng)氧化層(9-2) 覆蓋了相鄰的η型輕摻雜漂移區(qū)(4)頂部的一部分、η型緩沖區(qū)(14)的頂部以及η型漏區(qū) (13)頂部的一部分；P型歐姆接觸區(qū)(7)的頂部設(shè)置有金屬源極(8)，柵氧化層(10)的頂部設(shè)置有η型多晶硅柵極(11)，η型漏區(qū)(1 的頂部設(shè)置有金屬漏極(1 ；金屬源極(8)覆蓋了 ρ型歐姆接觸區(qū)(7)的頂部、η型源區(qū)(6)頂部的一部分和第一場(chǎng)氧化層(9-1)頂部的一部分；11型多晶硅柵極(11)覆蓋了柵氧化層(10)的頂部以及第二場(chǎng)氧化層(9- 頂部的一部分，并且與第一場(chǎng)氧化層(9-1)相接；金屬漏極(1 覆蓋了 η型漏區(qū)(1 的頂部的一部分以及第二場(chǎng)氧化層(9- 頂部的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有p埋層的SOI nLDMOS器件單元?，F(xiàn)有產(chǎn)品限制了器件結(jié)構(gòu)與電學(xué)特性的改善。本發(fā)明中隱埋氧化層上下兩側(cè)分別設(shè)置p埋層區(qū)和p型半導(dǎo)體襯底，p埋層區(qū)上設(shè)置n型輕摻雜漂移區(qū)，輕摻雜漂移區(qū)頂部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置p型阱區(qū)和n型緩沖區(qū)，阱區(qū)中設(shè)置n+型源區(qū)和p+型歐姆接觸區(qū)，緩沖區(qū)中設(shè)置n+型漏區(qū)。器件上部設(shè)置有柵氧化層、兩個(gè)場(chǎng)氧化層、n型多晶硅柵極以及金屬層。當(dāng)器件處于阻斷態(tài)時(shí)，本發(fā)明器件n型輕摻雜漂移區(qū)與p埋層區(qū)之間形成的反向偏置pn結(jié)能夠承受器件絕大部分縱向耐壓，大大拓展了器件橫向耐壓性能的改善空間，同時(shí)薄埋氧層更有利于器件的散熱，有助于明顯提高器件最高環(huán)境工作溫度、降低器件散熱要求。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102176469SQ201110056338
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉怡新, 吳倩倩, 孔令軍, 張海鵬, 汪洋, 許生根, 趙偉立 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)