Nldmos器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種NLDMOS器件，漂移區(qū)由形成于N型外延層中的第一N型離子注入?yún)^(qū)、以及位于第一N型離子注入?yún)^(qū)底部的第一P型離子注入?yún)^(qū)以及N型外延層共同組成。第一N型離子注入?yún)^(qū)能夠大大增加導(dǎo)通電流并降低導(dǎo)通電阻；第一P型離子注入?yún)^(qū)能夠從底部對(duì)第一N型離子注入?yún)^(qū)進(jìn)行縱向耗盡，從而能夠改變漂移區(qū)中的電場(chǎng)分布，降低器件表面電場(chǎng)，提高器件的耐壓性能，能夠?qū)崿F(xiàn)在導(dǎo)通電流增加時(shí)避免器件的擊穿電壓下降。本發(fā)明還公開了一種NLDMOS器件的制造方法。本發(fā)明與現(xiàn)有BCD工藝平臺(tái)兼容性好，工藝穩(wěn)定，且成本較低。
【專利說(shuō)明】NLDMOS器件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種NLDMOS (N型橫向雙擴(kuò)散 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管）器件，本發(fā)明還涉及該NLDMOS器件制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] DM0S (雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)由于具有耐高壓，大電流驅(qū)動(dòng)能力和極 低功耗等特點(diǎn)，目前在電源管理電路中被廣泛采用。在LDM0S (橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管）器件中，導(dǎo)通電阻是一個(gè)重要的指標(biāo)。在B⑶工藝(在同一芯片上制作雙極 管晶體管，CMOS和DM0S器件的工藝）中，DM0S雖然與CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）集成 在同一塊芯片中，但由于DM0S器件的高耐壓和低導(dǎo)通電阻的要求，DM0S器件在本底區(qū)和漂 移區(qū)的條件與CMOS現(xiàn)有的工藝條件共享的前提下，其導(dǎo)通電阻較高，往往無(wú)法滿足開關(guān)管 應(yīng)用的要求。因此，為了制作高性能的LDM0S，需要采用各種方法優(yōu)化LDM0S器件的導(dǎo)通電 阻。通常需要在器件的漂移區(qū)增加一道額外的N型注入，使器件有較低的導(dǎo)通電阻，而采用 這種方法會(huì)降低器件的擊穿電壓并且會(huì)增加工藝復(fù)雜性和成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種NLDMOS器件，能集成于B⑶工藝中，能降 低器件表面電場(chǎng)，能降低器件的導(dǎo)通電阻、提高器件的耐壓性能和可靠性。為此，本發(fā)明還 要提供一種NLDMOS器件的制造方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的NLDMOS器件包括：
[0005] 形成于半導(dǎo)體襯底上的N型外延層，在所述N型外延層上形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0006] P阱，形成于所述N型外延層中，所述P阱的摻雜濃度大于所述N型外延層的摻雜 濃度。
[0007] N阱，形成于所述N型外延層中，所述N阱和所述P阱之間隔離有一個(gè)所述淺溝槽 隔離，定義該淺溝槽隔離為第一淺溝槽隔離；所述N阱的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深。
[0008] 第一 N型離子注入?yún)^(qū)，形成于所述N型外延層中，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深 大于所述N阱的結(jié)深、且所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深，所述第一 N 型離子注入?yún)^(qū)完全包覆所述N阱、所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)從所述N阱向所述P阱方向橫 向延伸并和所述P阱相交疊，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于所述P阱的摻雜濃 度。
[0009] 第一 P型離子注入?yún)^(qū)，形成于所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部并和所述第一 N型 離子注入?yún)^(qū)的底部相接觸。
[0010] 依次形成于所述N型外延層表面的柵極介質(zhì)層和柵極多晶硅，所述柵極多晶硅覆 蓋部分所述P阱、且所述柵極多晶硅還橫向延伸到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)以及所述第一 淺溝槽隔離上方；被所述柵極多晶硅所覆蓋的所述P阱表面用于形成溝道。
[0011] 源區(qū)，由形成于所述P阱中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成，所述源區(qū)和所述柵極多晶硅的 源端側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)。
[0012] 漏區(qū)，由形成于所述N阱中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成。
[0013] 由位于所述漏區(qū)到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)和所述P阱交疊面之間的所述第一 N 型離子注入?yún)^(qū)、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)、所述N型外延層和所述N阱共同組成漂移區(qū)；所 述第一 P型離子注入?yún)^(qū)的摻雜條件滿足在工作時(shí)所述P阱從橫向、所述第一 P型離子注入 區(qū)從底部對(duì)所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)也被完全 耗盡。
[0014] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為 憐或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量為lEllcnT2?lE13cnT2。
[0015] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)的離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為 硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量為lEllcnT2?lE13cnT2。
[0016] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述P阱中還形成有一 P阱引出區(qū)，該P(yáng)阱引出區(qū)由一 P+源 漏注入?yún)^(qū)組成，所述P阱引出區(qū)和所述源區(qū)隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離，所述P阱引出區(qū)用 于將所述P阱引出。
[0017] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的NLDM0S器件的制造方法包括如下步驟：
[0018] 步驟一、在半導(dǎo)體襯底上淀積形成N型外延層。
[0019] 步驟二、采用光刻刻蝕工藝在所述N型外延層上形成淺溝槽，并在所述淺溝槽中 填充氧化物形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0020] 步驟三、光刻打開P阱形成區(qū)域，在所述N型外延層中進(jìn)行P型離子注入形成P阱； 光刻打開N阱形成區(qū)域，在所述N型外延層中進(jìn)行N型離子注入形成N阱；所述N阱和所述 P阱之間隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離，定義該淺溝槽隔離為第一淺溝槽隔離；所述N阱的結(jié) 深小于所述P阱的結(jié)深。
[0021] 步驟四、光刻打開第一 N型離子注入?yún)^(qū)的形成區(qū)域，在打開區(qū)域的所述N型外延層 中依次進(jìn)行N型離子注入形成所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)、進(jìn)行P型離子注入形成所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)；所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深大于所述N阱的結(jié)深、且所述第一 N型離 子注入?yún)^(qū)的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)完全包覆所述N阱、所述第 一 N型離子注入?yún)^(qū)從所述N阱向所述P阱方向橫向延伸并和所述P阱相交疊，所述第一 N 型離子注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于所述P阱的摻雜濃度；所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)形成于所述 第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部并和所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部相接觸；所述第一 P型離 子注入?yún)^(qū)的摻雜條件滿足在工作時(shí)所述P阱從橫向、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)從底部對(duì)所 述第一 N型離子注入?yún)^(qū)實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)也被完全耗盡。
[0022] 步驟五、在所述N型外延層表面依次形成柵極介質(zhì)層和柵極多晶硅，對(duì)所述柵極 介質(zhì)層和所述柵極多晶硅進(jìn)行光刻刻蝕；刻蝕后，所述柵極多晶硅覆蓋部分所述P阱、且所 述柵極多晶硅還橫向延伸到所述第一N型離子注入?yún)^(qū)以及所述第一淺溝槽隔離上方；被所 述柵極多晶硅所覆蓋的所述P阱表面用于形成溝道。
[0023] 步驟六、進(jìn)行N+源漏離子注入同時(shí)形成源區(qū)和漏區(qū)，所述源區(qū)位于形成于所述P 阱中并和所述柵極多晶硅的源端側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)；所述漏區(qū)位于所述N阱中；由位于所述 漏區(qū)到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)和所述P阱交疊面之間的所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)、所述 第一 P型離子注入?yún)^(qū)、所述N型外延層和所述N阱共同組成漂移區(qū)。
[0024] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的N型離子注入工藝條件為： 注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量為lEllcnT 2?lE13cnT2。
[0025] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)的N型離子注入工藝條件為： 注入雜質(zhì)為硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量為lEllcnT 2?lE13cnT2。
[0026] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟六中在所述N+源漏離子注入之后，還包括進(jìn)行P+源漏離子 注入形成P阱引出區(qū)的步驟，所述P阱引出區(qū)和所述源區(qū)隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離，所述 P阱引出區(qū)用于將所述P阱引出。
[0027] 本發(fā)明通過(guò)在漂移區(qū)中加入一個(gè)摻雜濃度較高的第一 N型離子注入?yún)^(qū)，相對(duì)于現(xiàn) 有技術(shù)中的由低摻雜的N型外延層組成漂移區(qū)的器件，本發(fā)明器件能夠大大增加導(dǎo)通電流 并降低導(dǎo)通電阻，且通過(guò)第一 N型離子注入?yún)^(qū)的摻雜濃度的調(diào)節(jié)能夠較好的實(shí)現(xiàn)器件的導(dǎo) 通電阻的調(diào)節(jié)。
[0028] 本發(fā)明通過(guò)第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部增加一個(gè)第一 P型離子注入?yún)^(qū)，第一 P型 離子注入?yún)^(qū)能從底部對(duì)第一 N型離子注入?yún)^(qū)進(jìn)行縱向耗盡，結(jié)合P阱從橫向?qū)Φ谝?N型離 子注入?yún)^(qū)的耗盡，能夠?qū)崿F(xiàn)第一 N型離子注入?yún)^(qū)的完全耗盡，從而能夠改變漂移區(qū)中的電 場(chǎng)分布，降低器件表面電場(chǎng)，提高器件的耐壓性能，能夠?qū)崿F(xiàn)在導(dǎo)通電流增加時(shí)避免器件的 擊穿電壓下降。同時(shí)本發(fā)明與現(xiàn)有BCD工藝平臺(tái)兼容性好，工藝穩(wěn)定，且成本較低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例N型NLDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2A-圖2H是本發(fā)明實(shí)施例N型NLDM0S器件制造方法各步驟的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例N型NLDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例 NLDM0S器件包括：
[0033] 形成于半導(dǎo)體襯底上的N型外延層103,在所述N型外延層103上形成有淺溝槽隔 離104結(jié)構(gòu)。優(yōu)選為，所述半導(dǎo)體襯底為N+摻雜的硅襯底101，所述硅襯底101的電阻率為 0. 007 Ω · cm?0. 013 Ω · cm ;在所述硅襯底101上還形成有N+埋層102 ;所述N型外延層 103形成于所述N+埋層102上。
[0034] P阱106,形成于所述N型外延層103中，所述P阱106的摻雜濃度大于所述N型 外延層103的摻雜濃度。
[0035] N阱105,形成于所述N型外延層103中，所述N阱105和所述P阱106之間隔離 有一個(gè)所述淺溝槽隔離104,定義該淺溝槽隔離104為第一淺溝槽隔離；所述N阱105的結(jié) 深小于所述P阱106的結(jié)深。
[0036] 第一 N型離子注入?yún)^(qū)107,形成于所述N型外延層103中，所述第一 N型離子注入 區(qū)107的結(jié)深大于所述N阱105的結(jié)深、且所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的結(jié)深小于所述 P阱106的結(jié)深，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107完全包覆所述N阱105、所述第一 N型離子 注入?yún)^(qū)107從所述N阱105向所述P阱106方向橫向延伸并和所述P阱106相交疊，所述 第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的摻雜濃度大于所述P阱106的摻雜濃度。
[0037] 第一 P型離子注入?yún)^(qū)108,形成于所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的底部并和所述第 一 N型離子注入?yún)^(qū)107的底部相接觸。
[0038] 依次形成于所述N型外延層103表面的柵極介質(zhì)層109和柵極多晶硅110,所述柵 極多晶硅110覆蓋部分所述P阱106、且所述柵極多晶硅110還橫向延伸到所述第一 N型 離子注入?yún)^(qū)107以及所述第一淺溝槽隔離上方；被所述柵極多晶硅110所覆蓋的所述P阱 106表面用于形成溝道。優(yōu)選為，在所述柵極多晶硅110的側(cè)面形成有側(cè)壁111。
[0039] 源區(qū)112a，由形成于所述P阱106中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成，所述源區(qū)112a和所述 柵極多晶硅110的源端側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)。
[0040] 漏區(qū)112b，由形成于所述N阱105中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成。
[0041] 由位于所述漏區(qū)112b到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107和所述P阱106交疊面之 間的所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108、所述N型外延層103和 所述N阱105共同組成漂移區(qū)；所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108的摻雜條件滿足在工作時(shí)所 述P阱106從橫向、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108從底部對(duì)所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107 實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108也被完全耗盡。優(yōu)選為，所述第一 N型離子 注入?yún)^(qū)107的離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量 為lEllcnT 2?lE13cm_2。所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108的離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì) 為硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量為lEllcnT 2?lE13cnT2。
[0042] 在所述P阱106中還形成有一 P阱引出區(qū)113,該P(yáng)阱引出區(qū)113由一 P+源漏注 入?yún)^(qū)組成，所述P阱引出區(qū)113和所述源區(qū)112a隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離104,所述P阱 引出區(qū)113用于將所述P阱106引出。
[0043] 在所述源區(qū)112a、所述漏區(qū)112b和所述P阱引出區(qū)113的上方形成金屬接觸114， 在所述金屬接觸114的頂部形成有頂層金屬115,通過(guò)頂層金屬115實(shí)現(xiàn)源極、漏極和P阱 引出電極圖形。
[0044] 如圖2A至圖2H所示，是本發(fā)明實(shí)施例N型NLDM0S器件制造方法各步驟的器件結(jié) 構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例NLDM0S器件的制造方法包括如下步驟：
[0045] 步驟一、如圖2A所示，選用一 N+摻雜的硅襯底101，所述硅襯底101的電阻率為 0. 007 Ω · cm?0. 013 Ω · cm。通過(guò)N型離子注入工藝在所述硅襯底101上還形成N+埋層 102。
[0046] 如圖2B所示，在所述N+埋層102上淀積形成N型外延層103。
[0047] 步驟二、如圖2C所示，采用光刻刻蝕工藝在所述N型外延層103上形成淺溝槽，并 在所述淺溝槽中填充氧化物形成淺溝槽隔離104結(jié)構(gòu)。
[0048] 步驟三、如圖2D所示，光刻打開P阱106形成區(qū)域，在所述N型外延層103中進(jìn)行 P型離子注入形成P阱106 ;光刻打開N阱105形成區(qū)域，在所述N型外延層103中進(jìn)行N 型離子注入形成N阱105 ;所述N阱105和所述P阱106之間隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離 104,定義該淺溝槽隔離104為第一淺溝槽隔離；所述N阱105的結(jié)深小于所述P阱106的 結(jié)深。
[0049] 步驟四、如圖2E所示，光刻打開第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的形成區(qū)域，在打開區(qū)域 的所述N型外延層103中依次進(jìn)行N型離子注入形成所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107、進(jìn)行P 型離子注入形成所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108 ;所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的結(jié)深大于 所述N阱105的結(jié)深、且所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的結(jié)深小于所述P阱106的結(jié)深，所 述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107完全包覆所述N阱105、所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107從所述N 阱105向所述P阱106方向橫向延伸并和所述P阱106相交疊，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū) 107的摻雜濃度大于所述P阱106的摻雜濃度；所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108形成于所述 第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的底部并和所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的底部相接觸；所述第 一 P型離子注入?yún)^(qū)108的摻雜條件滿足在工作時(shí)所述P阱106從橫向、所述第一 P型離子 注入?yún)^(qū)108從底部對(duì)所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注 入?yún)^(qū)108也被完全耗盡。
[0050] 較優(yōu)選擇為，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的N型離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì) 為磷或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量為lEllcnT 2?lE13cnT2。所述第一 P型離子注 入?yún)^(qū)108的N型離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量 為 lEllcm 2 ?lE13cm 2。
[0051] 步驟五、如圖2F所示，在所述N型外延層103表面依次形成柵極介質(zhì)層109和柵 極多晶硅110 ;較優(yōu)為，所述柵極介質(zhì)層109為通過(guò)熱氧化方法生長(zhǎng)柵氧化層。
[0052] 對(duì)所述柵極介質(zhì)層109和所述柵極多晶硅110進(jìn)行光刻刻蝕；刻蝕后，所述柵極多 晶硅110覆蓋部分所述P阱106、且所述柵極多晶硅110還橫向延伸到所述第一 N型離子注 入?yún)^(qū)107以及所述第一淺溝槽隔離上方；被所述柵極多晶硅110所覆蓋的所述P阱106表 面用于形成溝道。
[0053] 如圖2G所示，淀積一層2500埃?3500埃的二氧化硅，干法刻蝕之后在所述柵極 多晶硅110的側(cè)面形成隔離側(cè)墻111。
[0054] 步驟六、如圖2H所示，進(jìn)行N+源漏離子注入同時(shí)形成源區(qū)112a和漏區(qū)112b，所述 源區(qū)112a位于形成于所述P阱106中并和所述柵極多晶硅110的源端側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)；所 述漏區(qū)112b位于所述N阱105中；由位于所述漏區(qū)112b到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107 和所述P阱106交疊面之間的所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)107、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)108、 所述N型外延層103和所述N阱105共同組成漂移區(qū)。
[0055] 在所述N+源漏離子注入之后，還包括進(jìn)行P+源漏離子注入形成P阱引出區(qū)113 的步驟，所述P阱引出區(qū)113和所述源區(qū)112a隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離104,所述P阱引 出區(qū)113用于將所述P阱106引出。
[0056] 如圖1所示，淀積層間膜，采用光刻刻蝕工藝對(duì)所述層間膜進(jìn)行刻蝕，在所述源區(qū) 112a、所述漏區(qū)112b和所述P阱引出區(qū)113的上方形成金屬接觸孔，在所述金屬接觸孔中 填充金屬形成金屬接觸114。
[0057] 在所述層間膜上方淀積頂層金屬115,對(duì)所述頂層金屬進(jìn)行圖形化形成源極、漏極 和P阱引出電極的圖形。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在漂移區(qū)的N型外延層103中增加一第一 N型離子注入?yún)^(qū)107 和第一 P型離子注入?yún)^(qū)108,第一 N型離子注入?yún)^(qū)107能夠大大增加導(dǎo)通電流并降低導(dǎo)通電 阻，而第一 P型離子注入?yún)^(qū)108能夠從底部對(duì)第一 N型離子注入?yún)^(qū)107進(jìn)行縱向耗盡，結(jié)合 P阱106從橫向?qū)Φ谝?N型離子注入?yún)^(qū)107的耗盡，能夠?qū)崿F(xiàn)第一 N型離子注入?yún)^(qū)107的完 全耗盡，從而能夠改變漂移區(qū)中的電場(chǎng)分布，降低器件表面電場(chǎng)，從而能提高器件的耐壓性 能，能夠?qū)崿F(xiàn)在導(dǎo)通電流增加時(shí)避免器件的擊穿電壓下降。同時(shí)本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有工藝 平臺(tái)兼容性好，如本發(fā)明實(shí)施例中采用的P阱、N阱、N+源漏離子注入、P+源漏離子注入都 能和B⑶工藝中的CMOS工藝兼容，僅需增加一個(gè)光刻工藝打開第一 N型離子注入?yún)^(qū)107區(qū) 域并進(jìn)行第一 N型離子注入?yún)^(qū)107和第一 P型離子注入?yún)^(qū)108的離子注入，所以本發(fā)明實(shí) 施例的工藝穩(wěn)定，且成本較低。
[0059] 以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種NLDMOS器件，其特征在于，包括： 形成于半導(dǎo)體襯底上的N型外延層，在所述N型外延層上形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)； P阱，形成于所述N型外延層中，所述P阱的摻雜濃度大于所述N型外延層的摻雜濃度； N阱，形成于所述N型外延層中，所述N阱和所述P阱之間隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離， 定義該淺溝槽隔離為第一淺溝槽隔離；所述N阱的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深； 第一 N型離子注入?yún)^(qū)，形成于所述N型外延層中，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深大于 所述N阱的結(jié)深、且所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深，所述第一 N型離 子注入?yún)^(qū)完全包覆所述N阱、所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)從所述N阱向所述P阱方向橫向延 伸并和所述P阱相交疊，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于所述P阱的摻雜濃度； 第一 P型離子注入?yún)^(qū)，形成于所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部并和所述第一 N型離子 注入?yún)^(qū)的底部相接觸； 依次形成于所述N型外延層表面的柵極介質(zhì)層和柵極多晶硅，所述柵極多晶硅覆蓋部 分所述P阱、且所述柵極多晶硅還橫向延伸到所述第一N型離子注入?yún)^(qū)以及所述第一淺溝 槽隔離上方；被所述柵極多晶硅所覆蓋的所述P阱表面用于形成溝道； 源區(qū)，由形成于所述P阱中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成，所述源區(qū)和所述柵極多晶硅的源端 側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)； 漏區(qū)，由形成于所述N阱中的N+源漏注入?yún)^(qū)組成； 由位于所述漏區(qū)到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)和所述P阱交疊面之間的所述第一 N型離 子注入?yún)^(qū)、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)、所述N型外延層和所述N阱共同組成漂移區(qū)；所述第 一 P型離子注入?yún)^(qū)的摻雜條件滿足在工作時(shí)所述P阱從橫向、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)從 底部對(duì)所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)也被完全耗盡。
2. 如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的離子 注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量為lEllcnT2? lE13cm 2〇
3. 如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)的離子注 入工藝條件為：注入雜質(zhì)為硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量為lEllcnT2?lE13cm_ 2。
4. 如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：在所述P阱中還形成有一 P阱引出 區(qū)，該P(yáng)阱引出區(qū)由一 P+源漏注入?yún)^(qū)組成，所述P阱引出區(qū)和所述源區(qū)隔離有一個(gè)所述淺 溝槽隔離，所述P阱引出區(qū)用于將所述P阱引出。
5. -種NLDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、在半導(dǎo)體襯底上淀積形成N型外延層； 步驟二、采用光刻刻蝕工藝在所述N型外延層上形成淺溝槽，并在所述淺溝槽中填充 氧化物形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)； 步驟三、光刻打開P阱形成區(qū)域，在所述N型外延層中進(jìn)行P型離子注入形成P阱；光 刻打開N阱形成區(qū)域，在所述N型外延層中進(jìn)行N型離子注入形成N阱；所述N阱和所述P 阱之間隔離有一個(gè)所述淺溝槽隔離，定義該淺溝槽隔離為第一淺溝槽隔離；所述N阱的結(jié) 深小于所述P阱的結(jié)深； 步驟四、光刻打開第一 N型離子注入?yún)^(qū)的形成區(qū)域，在打開區(qū)域的所述N型外延層中依 次進(jìn)行N型離子注入形成所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)、進(jìn)行P型離子注入形成所述第一 P型 離子注入?yún)^(qū)；所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深大于所述N阱的結(jié)深、且所述第一 N型離子注 入?yún)^(qū)的結(jié)深小于所述P阱的結(jié)深，所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)完全包覆所述N阱、所述第一 N 型離子注入?yún)^(qū)從所述N阱向所述P阱方向橫向延伸并和所述P阱相交疊，所述第一 N型離 子注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于所述P阱的摻雜濃度；所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)形成于所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部并和所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)的底部相接觸；所述第一 P型離子注 入?yún)^(qū)的摻雜條件滿足在工作時(shí)所述P阱從橫向、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)從底部對(duì)所述第 一 N型離子注入?yún)^(qū)實(shí)現(xiàn)完全耗盡、且所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)也被完全耗盡； 步驟五、在所述N型外延層表面依次形成柵極介質(zhì)層和柵極多晶硅，對(duì)所述柵極介質(zhì) 層和所述柵極多晶硅進(jìn)行光刻刻蝕；刻蝕后，所述柵極多晶硅覆蓋部分所述P阱、且所述柵 極多晶硅還橫向延伸到所述第一N型離子注入?yún)^(qū)以及所述第一淺溝槽隔離上方；被所述柵 極多晶硅所覆蓋的所述P阱表面用于形成溝道； 步驟六、進(jìn)行N+源漏離子注入同時(shí)形成源區(qū)和漏區(qū)，所述源區(qū)位于形成于所述P阱中 并和所述柵極多晶硅的源端側(cè)的邊界自對(duì)準(zhǔn)；所述漏區(qū)位于所述N阱中；由位于所述漏區(qū) 到所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)和所述P阱交疊面之間的所述第一 N型離子注入?yún)^(qū)、所述第一 P型離子注入?yún)^(qū)、所述N型外延層和所述N阱共同組成漂移區(qū)。
6. 如權(quán)利要求5所述的NLDMOS器件，其特征在于：步驟四中所述第一 N型離子注入 區(qū)的N型離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為磷或砷，注入能量為50kev?600kev，劑量為 lEllcm 2 ?lE13cm 2〇
7. 如權(quán)利要求5所述的NLDMOS器件，其特征在于：步驟四中所述第一 P型離子注 入?yún)^(qū)的N型離子注入工藝條件為：注入雜質(zhì)為硼，注入能量為500kev?2000kev，劑量為 lEllcm 2 ?lE13cm 2〇
8. 如權(quán)利要求5所述的NLDMOS器件，其特征在于：步驟六中在所述N+源漏離子注入 之后，還包括進(jìn)行P+源漏離子注入形成P阱引出區(qū)的步驟，所述P阱引出區(qū)和所述源區(qū)隔 離有一個(gè)所述淺溝槽隔離，所述P阱引出區(qū)用于將所述P阱引出。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104064596SQ201310088540
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】石晶, 韓峰, 陳雄斌, 劉冬華 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司