專利名稱：Ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，尤其涉及一種LDMOS (橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
在雙擴(kuò)散MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(D-MOSFET)中，利用兩次反型雜質(zhì)擴(kuò)散的結(jié)深之差來精確控制溝道長(zhǎng)度。DMOS與CMOS器件結(jié)構(gòu)類似，也有源、漏、柵等電極，但是漏端擊穿電壓聞。DMOS主要有兩種類型，垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管VDM0SFET(vertical double-diffused M0SFET)和橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管LDMOSFET (lateral double-diffused MOSFET)。LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實(shí)現(xiàn)功率控制等方面的要求。與MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管在關(guān)鍵的器件特性方面，如增益、線性度、開關(guān)性能、散熱性能以及減少級(jí)數(shù)等方面優(yōu)勢(shì)很明顯。LDMOS是一種雙擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的功率器件。其制作方式是在相同的源/漏區(qū)域注入兩次，其典型的方式如一次注入濃度較大(典型注入劑量IO1Vcm2)的砷(As)，另一次注入濃度較小(典型劑量IO1Vcm2)的硼(B)。注入之后再進(jìn)行一個(gè)高溫推進(jìn)過程，由于硼擴(kuò)散比砷快，所以在柵極邊界下會(huì)沿著橫向擴(kuò)散更遠(yuǎn)，形成一個(gè)有濃度梯度的溝道，它的溝道長(zhǎng)度由這兩次橫向擴(kuò)散的距離之差決定。其中，LDMOS (橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)及雜質(zhì)濃度的分布見圖I。其結(jié)構(gòu)形成在N-型襯底100上，包括源極110、漏極330和柵極220，如圖I的上半部分所示。在源極110的區(qū)域，其摻雜為兩次反型摻雜，即為較淺的N+型摻雜區(qū)和較深的P型摻雜區(qū)。圖I的下半部分為上述結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)區(qū)域的雜質(zhì)濃度示意圖，其中縱向的高度代表雜質(zhì)濃度的大小。源區(qū)I即為較淺的N+型摻雜，溝道2的寬度即為兩次摻雜的結(jié)深之差L。漏區(qū)4為較淺的N+型摻雜區(qū)。為了增加擊穿電壓，在源區(qū)I和漏區(qū)4之間有一個(gè)漂移區(qū)3。普通的N溝道MOSFET是N+-P-N+結(jié)構(gòu)，而在LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管中則是N+-P-N—N+結(jié)構(gòu)，也就是說在溝道2和漏區(qū)4之間插入了一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)’的N-漂移區(qū)3。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。對(duì)LDMOS而言，外延層(襯底100)的厚度、摻雜濃度、漂移區(qū)的長(zhǎng)度是其最重要的特性參數(shù)。我們可以通過增加漂移區(qū)的長(zhǎng)度以提高擊穿電壓，但是這會(huì)增加芯片面積和導(dǎo)通電阻。高壓LDMOS器件耐壓和導(dǎo)通電阻取決于外延層的濃度、厚度及漂移區(qū)長(zhǎng)度的折中選擇。在LDMOS結(jié)構(gòu)尺寸條件一定的條件下，漂移區(qū)濃度條件是決定器件耐壓的主要因素。漂移區(qū)越濃，則在相同的漏極電壓下其耗盡區(qū)面積越小，因此電場(chǎng)線越集中，越容易發(fā)生雪崩擊穿。因此漂移區(qū)的濃度要盡量小，從而獲得較大的耗盡區(qū)面積。但是如果漂移區(qū)的濃度過小，那么它在較小的漏極電壓下就會(huì)完全耗盡。當(dāng)漏極電壓進(jìn)一步升高的時(shí)候，耗盡區(qū)會(huì)從漂移區(qū)擴(kuò)展到漏極的N+區(qū)(以NLDMOS為例)。由于N+的濃度極大，因此擴(kuò)展到此處的耗盡區(qū)寬度極小，從而在此處形成局部的大電場(chǎng)，引起雪崩擊穿。漂移區(qū)的濃度越大，則其電阻率越低。因此在尺寸固定的條件下，漂移區(qū)越濃，則其寄生電阻越大，增加器件的導(dǎo)通電阻Rdson。因?yàn)槟蛪汉蛯?dǎo)通阻抗對(duì)于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾的。高的擊穿電壓要求厚的輕摻雜外延層和長(zhǎng)的漂移區(qū)，而低的導(dǎo)通電阻則要求薄的重?fù)诫s外延層和短的漂移區(qū)，因此必須選擇最佳外延參數(shù)和漂移區(qū)長(zhǎng)度，以便在滿足一定的源漏擊穿電壓的前提下，得到最小的導(dǎo)通電阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單易行的方式來有效增大LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的擊穿電壓。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成開口 ；利用掩模圖形作為掩模，進(jìn)行離子注入，以在所述開口處形成漏極緩變摻雜區(qū)，所述掩模圖形至少暴露所述開口，所述漏極緩變摻雜區(qū)環(huán)繞所述開口，包括位于所述開口兩側(cè)的側(cè)部及位于所述開口下方的凸出部；在所述漏極緩變摻雜區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)?？蛇x的，形成漏極緩變摻雜區(qū)后，另包括形成柵極的步驟。可選的，所述制作方法另包括形成柵極的步驟，所述柵極與所述開口在同時(shí)形成；形成所述柵極與所述開口的步驟包括在半導(dǎo)體襯底上形成柵極材料層；選擇性刻蝕所述柵極材料層，以形成過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)，所述過柵結(jié)構(gòu)與所述漏極掩模結(jié)構(gòu)之間存在間隔，所述過柵結(jié)構(gòu)覆蓋了待形成柵極的區(qū)域及待形成漏極緩變摻雜區(qū)的一部分區(qū)域，所述過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)與所述間隔共同占據(jù)了待形成柵極的區(qū)域與待形成漏極緩變摻雜區(qū)的區(qū)域；形成光刻膠掩模，所述光刻膠掩模暴露待形成漏極緩變摻雜區(qū)的區(qū)域；以光刻膠掩模作為掩模，刻蝕過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體襯底，在該刻蝕中，過柵結(jié)構(gòu)被去除一部分而形成所述柵極，所述漏極掩模結(jié)構(gòu)被除去，所述間隔下方的半導(dǎo)體襯底形成所述開口?？蛇x的，利用所述光刻膠掩模作為所述掩模圖形，進(jìn)行所述離子注入?？蛇x的，形成漏極緩變摻雜區(qū)后，在所述開口內(nèi)填充氧化物，以形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)?？蛇x的,所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括源區(qū)及柵極,在所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏區(qū)、源區(qū)及柵極制作完成后，進(jìn)行所述形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)的步驟；所述形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)的步驟，包括
在半導(dǎo)體襯底表面形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述漏區(qū)、源區(qū)及柵極，并填充在所述開口內(nèi)形成所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)；形成所述層間介質(zhì)層后，在所述漏區(qū)、源區(qū)、柵極上方的層間介質(zhì)層內(nèi)形成漏區(qū)接觸孔、源區(qū)接觸孔、柵極接觸孔?？蛇x的，所述在半導(dǎo)體襯底上形成柵極材料層的步驟之前還包括進(jìn)行離子注入形成源極緩變摻雜區(qū)的步驟?？蛇x的，柵極形成后，還包括形成淺摻雜漏區(qū)、漏極摻雜區(qū)以及形成淺摻雜源區(qū)、源極摻雜區(qū)的步驟。 本發(fā)明另提供有一種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成在半導(dǎo)體襯底上，包括柵極，所述柵極形成在所述半導(dǎo)體襯底表面上；形成在半導(dǎo)體襯底表面下的漏極緩變摻雜區(qū)，所述漏極緩變摻雜區(qū)位于所述柵極的一側(cè)；氧化物隔離結(jié)構(gòu)，所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且與所述柵極具有間距；其中，所述漏極緩變摻雜區(qū)環(huán)繞所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)，包括位于所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的側(cè)部及位于所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)下方的凸出部。可選的，所述凸出部的厚度和所述柵極的柵極材料層的厚度相同?？蛇x的，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括淺摻雜漏區(qū)、漏極摻雜區(qū)以及淺摻雜源區(qū)、源極慘雜區(qū)?？蛇x的，另包括接連在所述漏極摻雜區(qū)上的漏極接觸孔、接連在所述源極摻雜區(qū)上的源極接觸孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和柵極之間的漏極緩變區(qū)為一個(gè)往襯底較深處具有凸出部的摻雜區(qū)域，使得漂移區(qū)的電勢(shì)沿著凸出部變化，即增大電勢(shì)變化的路徑，增大了 LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的擊穿電壓。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中一種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖及其各區(qū)域的雜質(zhì)濃度的分布圖；圖2是形成本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工藝流程圖；圖3至圖11是形成本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種新的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管和其制作方法。本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和柵極之間的漏極緩變區(qū)為一個(gè)往襯底較深處具有凸出部的摻雜區(qū)域，使得漂移區(qū)的電勢(shì)可沿著凸出部變化，即增加了電勢(shì)變化的路徑。也就是說，利用本發(fā)明LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的設(shè)計(jì)可以在不增大漏極緩變區(qū)在襯底表面所占用的水平寬度，也即不增大芯片面積的情況下，提高了 LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管漏極電壓的承受能力，即增大了 LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的擊穿電壓。并且，本發(fā)明提供的形成具有凸出部的漏極緩變區(qū)的摻雜區(qū)域的制作方法與現(xiàn)有的制作LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工藝兼容；也沒有在現(xiàn)有的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作工藝中增加新的光刻步驟，即不需要形成新的掩模板，沒有增加工藝復(fù)雜度、成本。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法具體如下步驟SI :提供半導(dǎo)體襯底。提供的半導(dǎo)體襯底400，如圖3所示。其可以為體硅襯底、砷化鎵襯底或SOI襯底等。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底400為常用的體硅襯底，晶向〈100〉，表面有一層N型外延層(圖中所示均為外延層部分)。按照LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的原理，當(dāng)外延層較厚時(shí)，擊穿電壓主要由漏端和外延層之間的PN結(jié)來承擔(dān)，整個(gè)器件的擊穿電壓也就由這個(gè)PN結(jié)來決定了。但是當(dāng)外延層減薄到一定程度后，在高壓下外延層很容易耗盡，使得器件的表面電場(chǎng)小于硅臨界電場(chǎng)，即由縱向的外延層和硅表面所形成的PN結(jié)來決定器件的擊穿電壓，擊穿電壓也由此提高。也正因?yàn)楣璞砻婧屯庋訉铀纬傻慕Y(jié)決定了擊穿電壓，當(dāng)外延層在一最優(yōu)值后繼續(xù)變薄，擊穿電壓反而會(huì)減少。而在本實(shí)施例中，以其外延層足夠厚，其擊穿電壓由漏端和外延層之間的PN結(jié)來決定。所述半導(dǎo)體襯底400包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、柵極區(qū)域。這里的源極區(qū)域和漏極區(qū)域是較寬泛的區(qū)域，不僅包括了將形成源極/漏極的區(qū)域，還包括了其附近的摻雜形成的緩變區(qū)。這三個(gè)區(qū)域由后續(xù)各個(gè)步驟中光刻的圖案來決定。步驟S2 :在源極區(qū)域進(jìn)行離子注入，形成源極緩變摻雜區(qū)。在所述半導(dǎo)體襯底400上形成光刻膠，所述光刻膠暴露出所述源極區(qū)域。然后進(jìn)行離子注入，在源極區(qū)域形成P型源極緩變摻雜區(qū)31，所形成的源極緩變摻雜區(qū)如圖4所示。在本實(shí)施例中，注入的雜質(zhì)為B+ (重?fù)诫s硼)，注入能量70Kev，注入劑量為lel3/cm2。進(jìn)行離子注入后，還需要進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為1100°C，在N2環(huán)境下進(jìn)行30min。步驟S3 :在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵絕緣層。形成柵絕緣層401的方式為干氧氧化形成氧化硅層，具體的，氧化溫度為950°C，氧化時(shí)間為15min。形成的柵絕緣層401厚度為IOOA 450A左右。步驟S4 :在所述柵絕緣層上形成柵極材料層。利用化學(xué)氣相沉積的方式在所述柵絕緣層401上形成多晶硅層作為柵極材料層402，其厚度為1500A 4500 A左右。在形成多晶硅層后，可以進(jìn)行摻雜以提高其導(dǎo)電性。在本實(shí)施例中，對(duì)多晶硅層進(jìn)行多晶擴(kuò)磷的工藝，擴(kuò)散溫度為940°C，擴(kuò)散時(shí)間為lOmin，需要擴(kuò)磷后的多晶硅的方塊電阻為20Ω 30Ω的范圍內(nèi)。經(jīng)過步驟S4后形成的結(jié)構(gòu)如圖4所示。步驟S5 :刻蝕所述柵極材料層和所述柵絕緣層，形成過柵結(jié)構(gòu)和漏極掩模結(jié)構(gòu)。
利用干法刻蝕，刻蝕所述柵極材料層402和所述柵絕緣層401，如圖5所示，形成過柵結(jié)構(gòu)51和漏極掩模結(jié)構(gòu)54。其中，過柵結(jié)構(gòu)51和位于源極區(qū)域的源極緩變摻雜區(qū)31具有較大面積的重疊。此步驟中形成的過柵結(jié)構(gòu)51的寬度為第一寬度，其還和設(shè)定好的漏極區(qū)域(未圖示)一端有部分重疊。漏極區(qū)域的另一端上方為漏極掩模結(jié)構(gòu)54。所述漏極掩模結(jié)構(gòu)54與所述過柵結(jié)構(gòu)51具有一定的間隔，這個(gè)間隔為第一間距A。所述過柵結(jié)構(gòu)51、漏極掩模結(jié)構(gòu)54與間隔共同占據(jù)了待形成柵極的區(qū)域與待形成漏極緩變摻雜區(qū)的區(qū)域。步驟S6 :形成柵極和開口。形成具有漏極區(qū)域圖形的光刻膠掩模7覆蓋在柵極材料層401上，如圖6所示，而暴露出所述過柵結(jié)構(gòu)51的一部分、漏極掩模結(jié)構(gòu)54、過柵結(jié)構(gòu)51與漏極掩模結(jié)構(gòu)54之間的半導(dǎo)體襯底400三個(gè)部分。然后進(jìn)行刻蝕工藝，刻蝕過柵結(jié)構(gòu)51、漏極掩模結(jié)構(gòu)54、過柵結(jié)構(gòu)51與漏極掩模結(jié)構(gòu)54之間的半導(dǎo)體襯底400。所述刻蝕進(jìn)行至所述柵絕緣層401，使 得暴露出來的過柵結(jié)構(gòu)51的部分和漏極掩模結(jié)構(gòu)54上的多晶硅層全被刻蝕掉。同時(shí)，過柵結(jié)構(gòu)51與漏極掩模結(jié)構(gòu)54之間的半導(dǎo)體襯底400也被刻蝕掉同多晶娃層厚度一樣深度的硅，形成了開口 56，所述開口 56的深度同多晶硅層厚度相等。所述開口 56的寬度為之前步驟中漏極掩模結(jié)構(gòu)54與所述過柵結(jié)構(gòu)51之間的第一間距A。此時(shí)，過柵結(jié)構(gòu)51的寬度也縮小了，形成為具有第二寬度的柵極52。如圖6所示。需要補(bǔ)充說明的是，柵絕緣層402由于厚度很薄，在刻蝕柵極材料層401時(shí)可以一起被刻蝕掉。步驟S7 :對(duì)漏極區(qū)域進(jìn)行離子注入，形成漏極緩變摻雜區(qū)。繼續(xù)以前一步驟刻蝕工藝結(jié)束后的光刻膠掩模7為掩模進(jìn)行離子注入，以在漏極區(qū)域形成漏極緩變摻雜區(qū)，如圖8所示。注入離子的類型為N型，注入離子為磷，注入能量為60kev。進(jìn)行離子注入后,還需要進(jìn)行擴(kuò)散,擴(kuò)散溫度為1000°(,在N2環(huán)境下進(jìn)行5min。去除光刻膠掩模7,如圖9所不，由于半導(dǎo)體襯底表面開口 56的存在,而注入離子在半導(dǎo)體襯底400中的深度都一樣，使得形成的漏極緩變摻雜區(qū)剖面形狀與開口 56的形狀相吻合，往襯底較深處具有凸出部，且凸出部的厚度和開口的深度相同，也和柵極材料層的厚度相同。即，所述漏極緩變摻雜區(qū)32的形狀不是整齊的，而是具有凸出的曲面的，這樣，在水平面積不變的情況下，增加了所述漏極緩變摻雜區(qū)的表面積。在本實(shí)施例中，柵極與漏極緩變摻雜區(qū)的過程是交織在一起形成的。本說明書不對(duì)具體的工藝過程做限定，只是作為較優(yōu)的方案，本實(shí)施例中采用前述步驟S3到S7的方法，這樣的工藝過程具有較優(yōu)的效果其只利用了一次光刻掩模就完成了刻蝕形成柵極和開口以及進(jìn)行離子注入形成具有特殊構(gòu)造的漏極緩變摻雜區(qū)(具有凸出部)。且這樣的方法形成的漏極緩變區(qū)的邊緣能夠更精準(zhǔn)的只處于柵極結(jié)構(gòu)的邊緣，避免了由于漏極緩變區(qū)的邊緣與柵極重合而引起的增大擊穿電壓的影響。在其它實(shí)施例中，也可以先在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成開口，利用上述開口進(jìn)行離子注入形成如上述實(shí)施例中所示、具特殊構(gòu)造的漏極緩變摻雜區(qū)；在漏極緩變摻雜區(qū)形成后，再依次形成柵極、源/漏區(qū)等結(jié)構(gòu)。具體工藝過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員通用技術(shù)，在此不詳細(xì)介紹。步驟S8 :在漏極區(qū)域形成淺摻雜漏區(qū)36、漏極摻雜區(qū)38以及在源極區(qū)域形成淺摻雜源區(qū)37、源極摻雜區(qū)39。
通過離子注入在漏極區(qū)域形成較小的淺摻雜漏區(qū)36和在源極區(qū)域形成淺摻雜源區(qū)37，所述淺摻雜漏區(qū)36和淺摻雜源區(qū)37為N型雜質(zhì)，本實(shí)施例中以注入磷為例，注入的能量為60kev，注入的劑量為2. 6el2/cm2。然后再進(jìn)行源漏注入，即在淺摻雜漏區(qū)36之下進(jìn)行漏極摻雜區(qū)38和在淺摻雜源
區(qū)39之下進(jìn)行源極摻雜區(qū)37等。注入雜質(zhì)為磷，注入能量為80kev，注入劑量為I. 0el3/
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cm ο形成如圖10所示的所述淺摻雜漏區(qū)36、漏極摻雜區(qū)38、淺摻雜源區(qū)39、源極摻雜區(qū)37。 步驟S9 :在半導(dǎo)體襯底表面形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層填充在開口內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)。利用沉積或旋涂的方式在半導(dǎo)體襯底表面形成層間介質(zhì)層410，所述層間介質(zhì)層410為絕緣氧化物，如氧化硅、低介電常數(shù)材料、超低介電常數(shù)材料等。同時(shí)，前面工藝中形成的開口 56中也填滿了絕緣氧化物而形成隔離結(jié)構(gòu)58。即開口 56內(nèi)不會(huì)導(dǎo)電。而漏極緩變摻雜區(qū)32環(huán)繞所述開口 56內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)58，其包括位于所述開口 56兩側(cè)的側(cè)部及位于所述開口下方的凸出部。當(dāng)LDMOS工作的時(shí)候，漏極電壓的電勢(shì)降低是在漏極緩變摻雜區(qū)中沿著圍繞所述隔離結(jié)構(gòu)58進(jìn)行的，這樣電勢(shì)降低的路徑是曲線的，其距離大于直線距離。故具有相同直線寬度漂移區(qū)的一般LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管和本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的相比較，本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管能夠承受的擊穿電壓能夠得到增大。步驟SlO :在漏極摻雜區(qū)、源極摻雜區(qū)上方的層間介質(zhì)層內(nèi)形成漏極接觸孔、源極接觸孔。如圖11，利用刻蝕工藝，在源漏區(qū)上形成接觸孔50。然后在接觸孔50中填充金屬，即形成好本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的具體結(jié)構(gòu)如圖11所示，其包括形成在半導(dǎo)體襯底上的柵極52，以及位于柵極52左右兩端、形成在半導(dǎo)體襯底中源極緩變摻雜區(qū)31和漏極緩變摻雜區(qū)32。其中，柵極包括柵絕緣層401和柵極材料層402 ;源極緩變摻雜區(qū)31為平坦的摻雜層，和柵極52具有部分重疊；一氧化物隔離結(jié)構(gòu)58形成在半導(dǎo)體襯底表面，并與柵極52具有一定的間距。漏極緩變摻雜區(qū)32緊貼柵極52的邊緣，且環(huán)繞所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)58，包括位于所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)58兩側(cè)的側(cè)部及其下方的凸出部。本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括淺摻雜漏區(qū)36、漏極摻雜區(qū)38、淺摻雜源區(qū)37、源極摻雜區(qū)39 ；所述淺摻雜源區(qū)37和源極摻雜區(qū)39，位于所述源極緩變摻雜區(qū)31中。所述淺摻雜源區(qū)37和源極摻雜區(qū)39的兩端邊緣分別與源極緩變摻雜區(qū)31和柵極52的邊緣靠近。所述淺摻雜漏區(qū)36和漏極摻雜區(qū)38,位于所述漏極緩變摻雜區(qū)32中，所述淺摻雜漏區(qū)36和漏極摻雜區(qū)38的兩端邊緣分別與漏極緩變摻雜區(qū)32和氧化物隔離結(jié)構(gòu)58遠(yuǎn)離柵極52 —邊的邊緣靠近。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單 修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，包括 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底表面形成開ロ； 利用掩模圖形作為掩模，進(jìn)行離子注入，以在所述開ロ處形成漏極緩變摻雜區(qū)，所述掩模圖形至少暴露所述開ロ，所述漏極緩變摻雜區(qū)環(huán)繞所述開ロ，包括位于所述開ロ兩側(cè)的側(cè)部及位于所述開口下方的凸出部； 在所述漏極緩變摻雜區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)。
2.如權(quán)利要求I所述的制作方法，其特征在于，形成漏極緩變摻雜區(qū)后，另包括形成柵極的步驟。
3.如權(quán)利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法另包括形成柵極的步驟，所述柵極與所述開ロ在同時(shí)形成； 形成所述柵極與所述開ロ的步驟包括 在半導(dǎo)體襯底上形成柵極材料層； 選擇性刻蝕所述柵極材料層，以形成過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)，所述過柵結(jié)構(gòu)與所述漏極掩模結(jié)構(gòu)之間存在間隔，所述過柵結(jié)構(gòu)覆蓋了待形成柵極的區(qū)域及待形成漏極緩變摻雜區(qū)的一部分區(qū)域，所述過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)與所述間隔共同占據(jù)了待形成柵極的區(qū)域與待形成漏極緩變摻雜區(qū)的區(qū)域； 形成光刻膠掩摸，所述光刻膠掩模暴露待形成漏極緩變摻雜區(qū)的區(qū)域； 以光刻膠掩模作為掩模，刻蝕過柵結(jié)構(gòu)、漏極掩模結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體襯底，在該刻蝕中，過柵結(jié)構(gòu)被去除一部分而形成所述柵極，所述漏極掩模結(jié)構(gòu)被除去，所述間隔下方的半導(dǎo)體襯底形成所述開ロ。
4.如權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，利用所述光刻膠掩模作為所述掩模圖形，進(jìn)行所述離子注入。
5.如權(quán)利要求I所述的制作方法，其特征在于，形成漏極緩變摻雜區(qū)后，在所述開口內(nèi)填充氧化物，以形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括源區(qū)及柵極，在所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏區(qū)、源區(qū)及柵極制作完成后，進(jìn)行所述形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)的步驟； 所述形成氧化物隔離結(jié)構(gòu)的步驟，包括 在半導(dǎo)體襯底表面形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述漏區(qū)、源區(qū)及柵極，并填充在所述開口內(nèi)形成所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)； 形成所述層間介質(zhì)層后，在所述漏區(qū)、源區(qū)、柵極上方的層間介質(zhì)層內(nèi)形成漏區(qū)接觸孔、源區(qū)接觸孔、柵極接觸孔。
7.如權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在干，所述在半導(dǎo)體襯底上形成柵極材料層的步驟之前還包括進(jìn)行離子注入形成源極緩變摻雜區(qū)的步驟。
8.如權(quán)利要求2或3所述的制作方法，其特征在于，柵極形成后，還包括形成淺摻雜漏區(qū)、漏極摻雜區(qū)以及形成淺摻雜源區(qū)、源極摻雜區(qū)的步驟。
9.ー種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成在半導(dǎo)體襯底上，其特征在于，包括柵極，所述柵極形成在所述半導(dǎo)體襯底表面上； 形成在半導(dǎo)體襯底表面下的漏極緩變摻雜區(qū)，所述漏極緩變摻雜區(qū)位于所述柵極的一側(cè)； 氧化物隔離結(jié)構(gòu)，所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)，且與所述柵極具有間距； 其中，所述漏極緩變摻雜區(qū)環(huán)繞所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)，包括位于所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的側(cè)部及位于所述氧化物隔離結(jié)構(gòu)下方的凸出部。
10.如權(quán)利要求9所述的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述凸出部的厚度和所述柵極的柵極材料層的厚度相同。
11.如權(quán)利要求9所述的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括淺摻雜漏區(qū)、漏極摻雜區(qū)以及淺摻雜源區(qū)、源極摻雜區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在干，另包括接連在所述漏極摻雜區(qū)上的漏極接觸孔、接連在所述源極摻雜區(qū)上的源極接觸孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制作方法，所述LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成開口；在所述半導(dǎo)體襯底上形成掩模圖形，所述掩模圖形至少暴露所述開口；以所述掩模圖形作為掩模，進(jìn)行離子注入，以在所述開口處形成漏極緩變摻雜區(qū)，所述漏極緩變摻雜區(qū)環(huán)繞所述開口，包括位于所述開口兩側(cè)的側(cè)部及位于所述開口下方的凸出部；在所述漏極緩變摻雜區(qū)內(nèi)形成漏區(qū)。本發(fā)明的LDMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管漏極和柵極之間的漏極緩變區(qū)為一個(gè)往襯底較深處具有凸出部的摻雜區(qū)域，使得漂移區(qū)的電勢(shì)沿著凸出部變化，從而增大了擊穿電壓。而其制作方法不增加新的光刻掩膜版，沒有大幅度的增加工藝成本。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102709190SQ20121016538
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者吳小利, 唐樹澍, 茍鴻雁 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司