專利名稱：改進高壓nmos器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的高壓N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體器件HVNM0S，通過SD和低壓N阱LVNW的兩種注入形成漏端，在工作時，靠近源端的PN結(jié)空間電荷區(qū)比較寬，空間電荷區(qū)在DNW端為雜質(zhì)失去電子形成的帶正電的雜質(zhì)離子，LVPW端為失去空穴形成的帶負電的雜質(zhì)離子，內(nèi)電場由正電區(qū)指向負電區(qū)(如下圖所示)，形成的電場強度比較大，碰撞幾率比較大，形成較大的空穴電流。傳統(tǒng)的HVNMOS器件，通過SD和LVNW的兩種注入形成源漏端，在工作時，靠近源端PN結(jié)處峰值電場強度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，它可以降低靠近源端PN結(jié)處電場強度，使電子、空穴碰撞幾率減小，從而減少空穴電流，提高安全工作區(qū)。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，包括一個包圍低壓N阱LVNW的低壓P阱LVPW ;低壓P阱LVPW上表面位于低壓N阱LVNW側(cè)面中間位置；低壓P阱LVPW位于深N阱DNW中，深N阱DNW位于P型外延層中。本發(fā)明的有益效果在于該結(jié)構(gòu)降低靠近源端PN結(jié)處電場強度，使電子、空穴碰撞幾率減小，從而減少空穴電流，提高安全工作區(qū)。

縱向結(jié)構(gòu)為N型淺層注入，面密度在1E15量級和N型的深層注入，面密度在1E12量級。對高壓N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體器件HVNMOS，P型更深層注入，面密度為1E12量級。N型注入位于N型深層注入的N阱中，N型深層注入做在更深注入的P型阱中，整個結(jié)構(gòu)做在一個帶深N阱的外延中。下面連接濃的N型埋層，面密度在1E15量級。對高壓N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體器件HVNM0S，注入能量范圍lMKev-2MKev，注入元素為硼，劑量范圍為1E12-5E12。本發(fā)明還提供了一種改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)的制作方法，在B⑶工藝流程中，形成HVNMOS管的漏端注入，包括以下步驟先進行漏端光刻膠涂膠；再進行漏端顯影；進行漏端曝光；進行漏端零角度垂直注入，高能量IMev，1E12低劑量的離子注入；
去除光刻膠。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是傳統(tǒng)的HVNMOS器件電場分布示意圖；圖2是本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的HVNMOS器件電場分布示意圖；圖3是兩種結(jié)構(gòu)的HVNMOS器件碰撞電離仿真圖；圖4是兩種結(jié)構(gòu)的HVNMOS器件擊穿電壓仿真結(jié)果示意圖；圖5是本發(fā)明所述方法的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在我們采用在漏端增加一步高能量劑量相對低的注入，在漏端縱向注入，對于NMOS,注入B元素，能量為IMev至2Mev，注入面密度為1E12量級，形成一個包圍低壓N阱LVNW的低壓P阱LVPW，低壓P阱LVPW上表面位于低壓N阱LVNW側(cè)面中間位置，低壓P阱LVPff位于深N阱DNW中，深N阱DNW位于P型外延層中。這樣的結(jié)構(gòu)使原來DNW中空間電荷區(qū)的帶正電雜質(zhì)離子現(xiàn)在變?yōu)閮刹糠?，一部分與原來相同，與源端帶負電雜質(zhì)離子形成內(nèi)電場，由空間電荷區(qū)的DNW端的正電雜質(zhì)離子指向源端下方耗盡區(qū)的LVPW帶負電雜質(zhì)離子，另一部分與漏端下方的LVPW帶負電雜質(zhì)離子吸引，這樣使源端的PN結(jié)電場的一部分電場被漏端的PN結(jié)電場改變，電力線方向指向漏端LVPW，所以源端PN結(jié)電場強度減小，使電子、空穴碰撞幾率減小，從而減小了空穴電流，減小寄生EB結(jié)的電壓，提高了器件安全工作區(qū)。由圖3可見，新型結(jié)構(gòu)的碰撞電離比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很大降低。由圖4可見，新型結(jié)構(gòu)的擊穿電壓特性比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很大提高。在B⑶工藝流程中，形成HVNMOS管的漏端注入。I)先進行漏端光刻膠涂膠。2)再進行漏端顯影。3)進行漏端曝光。4)進行漏端零角度垂直注入，高能量IMev，1E12低劑量的離子注入。5)去除光刻膠。本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在于為了描述和說明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應(yīng)當被認為落入本發(fā)明的保護范圍。以上的具體實施方式
用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本 發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一個包圍低壓N阱LVNW的低壓P阱LVPW ； 低壓P阱LVPW上表面位于低壓N阱LVNW側(cè)面中間位置； 低壓P阱LVPW位于深N阱DNW中，深N阱DNW位于P型外延層中。
2.如權(quán)利要求1所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，縱向結(jié)構(gòu)為N型淺層注入，面密度在1E15量級和N型的深層注入，面密度在1E12量級。
3.如權(quán)利要求1所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，對高壓N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體器件HVNM0S，P型更深層注入，面密度為1E12量級。
4.如權(quán)利要求1所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型注入位于N型深層注入的N阱中，N型深層注入做在更深注入的P型阱中，整個結(jié)構(gòu)做在一個帶深N阱的外延中。
5.如權(quán)利要求1所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，下面連接濃的N型埋層，面密度在1E15量級。
6.如權(quán)利要求1所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，對高壓N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體器件HVNM0S，注入能量范圍lMKev-2MKev，注入元素為硼，劑量范圍為 1E12-5E12。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在B⑶工藝流程中，形成HVNMOS管的漏端注入，包括以下步驟 先進行漏端光刻膠涂膠； 再進行漏端顯影； 進行漏端曝光； 進行漏端零角度垂直注入，高能量IMev，1E12低劑量的離子注入；去除光刻膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進高壓NMOS器件安全工作區(qū)的結(jié)構(gòu)及方法，包括一個包圍低壓N阱LVNW的低壓P阱LVPW；低壓P阱LVPW上表面位于低壓N阱LVNW側(cè)面中間位置；低壓P阱LVPW位于深N阱DNW中，深N阱DNW位于P型外延層中。本發(fā)明降低靠近源端PN結(jié)處電場強度，使電子、空穴碰撞幾率減小，從而減少空穴電流，提高安全工作區(qū)。
文檔編號H01L21/336GK103050527SQ201110309649
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者張帥, 寧開明, 董金珠 申請人:上海華虹Nec電子有限公司