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，在P型硅襯底左部形成有N型深阱；在N型深阱上形成有P阱；在P型硅襯底右部形成有N阱；N型深阱同N阱間有P型硅襯底間隔區(qū)。本發(fā)明還公開了該種NLDMOS器件的制造方法。本發(fā)明的NLDMOS器件及其制造方法，深型N阱包P阱實現(xiàn)P阱與襯底隔離，縮小N型深阱尺寸至作為NLDMOS的溝道區(qū)的P阱處，并保證P阱與襯底隔離，而在作為NLDMOS的漂移區(qū)的N阱處不形成N型深阱，使漂移區(qū)N型摻雜濃度降低，從而使器件的關(guān)斷擊穿電壓增加；增大N阱尺寸至N型深阱與鳥嘴之間，使柵氧化層下N型摻雜濃度增加，從而使導(dǎo)通擊穿電壓增加，同時保證導(dǎo)通電阻不至于過大。
【專利說明】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)體技術(shù)，特別涉及一種NLDMOS器件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)由于具有耐高壓、大電流驅(qū)動能力、極低功耗以及可與CMOS集成等優(yōu)點，目前在電源管理電路中被廣泛采用。
[0003]現(xiàn)有一種40V隔離型NLDM0S(N型橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，如圖1所示，在P型硅襯底101上形成有N型深阱102，N型深阱102左部形成有P阱105，右部形成有N阱104 ;P阱105同N阱104之間有N型深阱102間隔區(qū)，P阱105右部、N阱104左部及P阱105同N阱104之間的N型深阱102間隔區(qū)上方形成有多晶硅柵107 ;多晶硅柵107同P阱105右部、P阱105同N阱104之間的N型深阱102間隔區(qū)左部之間由柵氧化層106隔離，多晶硅柵107同N阱104左部、P阱105同N阱104之間的N型深阱102間隔區(qū)右部之間由場氧103隔離；P阱105上形成有一重摻雜P型區(qū)109及一重摻雜N型區(qū)112，N阱104右部上形成有一重摻雜N型區(qū)108屮阱105上的重摻雜P型區(qū)109作為P阱105引出端，P阱105上的重摻雜N型區(qū)112、N阱104右部上的重摻雜N型區(qū)108分別作為NLDMOS器件的源區(qū)、漏區(qū)引出端。
[0004]圖1所示的NLDMOS器件，N型深阱102和N阱104由于有時需要與其他器件共用，摻雜濃度不可改變，而N型深阱102較濃且較深，不易耗盡，擊穿電壓不易提高，只能通過改變器件尺寸與結(jié)構(gòu)提高器件擊穿電壓。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提高能采用B⑶工藝制造的NLDMOS器件的擊穿電壓。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的NLDMOS器件，其結(jié)構(gòu)是:在P型硅襯底左部形成有N型深阱；
[0007]在所述N型深阱上形成有P阱；
[0008]在所述P型硅襯底右部形成有N阱；
[0009]所述N型深阱同所述N阱間有P型硅襯底間隔區(qū)；
[0010]所述P阱，中部形成有溝道區(qū)場氧；
[0011]所述溝道區(qū)場氧左側(cè)的P阱上形成有一重摻雜P型區(qū)，所述溝道區(qū)場氧右側(cè)的P阱上形成有一重摻雜N型區(qū)；
[0012]所述N阱中部形成有漂移區(qū)場氧；漂移區(qū)場氧右側(cè)的N阱上形成有一重摻雜N型區(qū)；
[0013]P阱上的所述重摻雜N型區(qū)到所述漂移區(qū)場氧之間的硅片上形成有柵氧化層；
[0014]多晶硅柵形成在所述柵氧化層上面及所述漂移區(qū)場氧左部上面；
[0015]所述P阱上的重摻雜P型區(qū)作為P阱引出端；
[0016]所述P阱上的重摻雜N型區(qū)、N阱上的重摻雜N型區(qū)分別作為NLDMOS器件的源區(qū)、漏區(qū)引出端；
[0017]所述N阱的N型摻雜濃度，大于N型深阱的N型摻雜濃度，并且小于重摻雜N型區(qū)的N型摻雜濃度；
[0018]所述P阱的P型摻雜濃度，大于P型硅襯底的P型摻雜濃度，并且小于重摻雜P型區(qū)的P型摻雜濃度。
[0019]較佳的，所述N型深阱同所述N阱間的P型硅襯底間隔區(qū)最小寬度小于I μ m。
[0020]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的NLDMOS器件的制造方法，包括以下工藝步驟:
[0021]一、在P型襯底左部上通過N型離子注入形成N型深阱；
[0022]二、利用有源區(qū)光刻，打開場氧區(qū)域，刻蝕場氧區(qū)，生長場氧，在N型深阱上形成溝道區(qū)場氧，在P型襯底右部上形成漂移區(qū)場氧；
[0023]三、光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，在溝道區(qū)場氧下方及其左右兩側(cè)的N型深阱中注入P型雜質(zhì)離子形成P阱，在漂移區(qū)場氧下方及其左右兩側(cè)的P型襯底中注入N型雜質(zhì)離子形成N阱；
[0024]所述N阱同所述N型深阱間有P型硅襯底間隔區(qū)；
[0025]四、在硅片上，通過熱氧化方法生長柵氧化層，淀積多晶硅；然后進行多晶硅柵刻蝕，形成多晶硅柵；
[0026]多晶硅柵的左部位于P阱右部上方，右部位于N阱左部上方；
[0027]五、進行源漏離子注入，在溝道區(qū)場氧左右兩側(cè)的P阱上分別形成有一重摻雜P型區(qū)及一重摻雜N型區(qū)，在漂移區(qū)場氧右側(cè)的N阱上形成有一重摻雜N型區(qū)；
[0028]六、通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，通過接觸孔和金屬線引出電極，完成此NLDMOS器件的制作。
[0029]本發(fā)明的NLDMOS器件及其制造方法，深型N阱包P阱實現(xiàn)P阱與襯底隔離，縮小N型深阱尺寸至作為NLDMOS的溝道區(qū)的P阱處，并保證P阱與襯底隔離，而在作為NLDMOS的漂移區(qū)的N阱處不形成N型深阱，使漂移區(qū)N型摻雜濃度降低，從而使器件的關(guān)斷擊穿電壓(OfT-BV)增加；增大N阱尺寸至N型深阱與鳥嘴之間，使柵氧化層下N型摻雜濃度增加，從而使導(dǎo)通擊穿電壓(on-BV)增加，同時保證導(dǎo)通電阻不至于過大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031 ] 圖1是現(xiàn)有一種40V隔離型NLDMOS器件截面圖；
[0032]圖2是本發(fā)明的NLDMOS器件一實施例截面圖；
[0033]圖3是本發(fā)明的NLDMOS制造方法一實施例N型埋層注入之后的器件截面圖；
[0034]圖4是本發(fā)明的NLDMOS制造方法一實施例場氧形成之后的器件截面圖；
[0035]圖5是本發(fā)明的NLDMOS制造方法一實施例N阱與P阱形成之后的器件截面圖；
[0036]圖6是本發(fā)明的NLDMOS制造方法一實施例多晶硅柵形成之后的器件截面圖；
[0037]圖7是本發(fā)明的NLDMOS制造方法一實施例阱注入之后的器件截面圖。

【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0039]實施例一
[0040]NLDMOS (N型橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，如圖2所示，在P型硅襯底101左部形成有N型深阱102;
[0041]在所述N型深阱102上形成有P阱105;
[0042]在所述P型硅襯底101右部形成有N阱104 ;
[0043]所述N型深阱102同所述N阱104間有P型硅襯底101間隔區(qū)；
[0044]所述P阱105，中部形成有溝道區(qū)場氧114 ；
[0045]所述溝道區(qū)場氧114左側(cè)的P阱105上形成有一重摻雜P型區(qū)109，所述溝道區(qū)場氧右側(cè)的P阱105上形成有一重摻雜N型區(qū)112 ;
[0046]所述N阱104中部形成有漂移區(qū)場氧103 ;漂移區(qū)場氧103右側(cè)的N阱104上形成有一重摻雜N型區(qū)108 ；
[0047]P阱105上的所述重摻雜N型區(qū)112到所述漂移區(qū)場氧103之間的硅片上形成有柵氧化層106 ；
[0048]多晶硅柵107形成在所述柵氧化層106上面及所述漂移區(qū)場氧103左部上面；
[0049]所述P阱105上的重摻雜P型區(qū)109作為P阱105引出端；
[0050]所述P阱105上的重摻雜N型區(qū)112、N阱104上的重摻雜N型區(qū)108分別作為NLDMOS器件的源區(qū)、漏區(qū)引出端；
[0051]所述N阱104的N型摻雜濃度，大于N型深阱102的N型摻雜濃度，并且小于重摻雜N型區(qū)108，112的N型摻雜濃度；
[0052]所述P阱105的P型摻雜濃度，大于P型硅襯底101的P型摻雜濃度，并且小于重摻雜P型區(qū)109的P型摻雜濃度。
[0053]較佳的，所述N型深阱102同所述N阱104間的P型硅襯底101間隔區(qū)最小寬度小于I μ m0
[0054]實施例一的NLDMOS (N型橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，深型N阱102包P阱實現(xiàn)P阱105與襯底101隔離，縮小N型深阱102尺寸至作為NLDMOS的溝道區(qū)的P阱105處，并保證P阱105與襯底101隔離，而在作為NLDMOS的漂移區(qū)的N阱104處不形成N型深阱，使漂移區(qū)N型摻雜濃度降低，從而使器件的關(guān)斷擊穿電壓(OfT-BV)增加；增大N阱104尺寸至N型深阱102與鳥嘴之間(N型深阱102同N阱104間的間隔可小于I μ m)，使柵氧化層106下N型摻雜濃度增加，從而使導(dǎo)通擊穿電壓(on-BV)增加，同時保證導(dǎo)通電阻不至于過大。
[0055]實施例一的NLDMOS器件，通過改變器件結(jié)構(gòu)，達到使關(guān)斷擊穿電壓(off-BV)、導(dǎo)通擊穿電壓(on-BV)都提高的目的，而且其制造工藝條件可以與B⑶(bipolar CMOS DM0S)平臺的CMOS工藝共用，無需額外加版，節(jié)省了成本。
[0056]實施例二
[0057]實施例一的NLDMOS器件的制造方法，主要包括以下工藝步驟:
[0058]一、在P型襯底101左部上通過N型離子注入形成N型深阱102，如圖3所示；
[0059]二、利用有源區(qū)光刻，打開場氧區(qū)域，刻蝕場氧區(qū)，生長場氧，在N型深阱102上形成溝道區(qū)場氧114，在P型襯底101右部上形成漂移區(qū)場氧103，如圖4所示；
[0060]三、光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，在溝道區(qū)場氧下方114及其左右兩側(cè)的N型深阱102中注入P型雜質(zhì)離子形成P阱105，在漂移區(qū)場氧103下方及其左右兩側(cè)的P型襯底101中注入N型雜質(zhì)離子形成N阱104 ;所述N阱104同所述N型深阱102間有P型硅襯底101間隔區(qū)，如圖5所示；
[0061]四、在硅片上，通過熱氧化方法生長柵氧化層106，淀積多晶硅；然后進行多晶硅柵刻蝕，形成多晶硅柵107;
[0062]多晶硅柵107的左部位于P阱105右部上方，右部位于N阱104左部上方，如圖6所示；
[0063]五、選擇性的進行常規(guī)的源漏離子注入，在溝道區(qū)場氧114左右兩側(cè)的P阱105上分別形成有一重摻雜P型區(qū)109及一重摻雜N型區(qū)112，在漂移區(qū)場氧103右側(cè)的N阱104上形成有一重摻雜N型區(qū)108，如圖7所示；
[0064]六、通過傳統(tǒng)的接觸孔工藝形成接觸孔連接，通過接觸孔110和金屬線111引出電極；
[0065]P阱105上的重摻雜P型區(qū)109作為P阱105引出端；
[0066]P阱105上的重摻雜N型區(qū)112、N阱104上的重摻雜N型區(qū)108分別作為NLDMOS器件的源區(qū)、漏區(qū)引出端，最后完成此NLDMOS器件的制作，如圖2所示。
[0067]較佳的，所述N阱104同所述N型深阱102間的P型硅襯底101間隔區(qū)最小寬度小于I μ m0
[0068]實施例二的NLDMOS器件的制造方法，制造的NLDMOS器件的P型溝道區(qū)由CMOS工藝中的P阱構(gòu)成，N型漂移區(qū)由CMOS工藝中的N阱構(gòu)成，器件擊穿電壓高，并且可以采用B⑶(bipolar CMOS DM0S)工藝，無需額外加版，成本低。
[0069]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種NLDMOS器件，其特征在于，在P型硅襯底左部形成有N型深阱； 在所述N型深阱上形成有P阱； 在所述P型硅襯底右部形成有N阱； 所述N型深阱同所述N阱間有P型硅襯底間隔區(qū)； 所述P阱，中部形成有溝道區(qū)場氧； 所述溝道區(qū)場氧左側(cè)的P阱上形成有一重摻雜P型區(qū)，所述溝道區(qū)場氧右側(cè)的P阱上形成有一重摻雜N型區(qū)； 所述N阱中部形成有漂移區(qū)場氧；漂移區(qū)場氧右側(cè)的N阱上形成有一重摻雜N型區(qū)； P阱上的所述重摻雜N型區(qū)到所述漂移區(qū)場氧之間的硅片上形成有柵氧化層； 多晶硅柵形成在所述柵氧化層上面及所述漂移區(qū)場氧左部上面； 所述P阱上的重摻雜P型區(qū)作為P阱引出端； 所述P阱上的重摻雜N型區(qū)、N阱上的重摻雜N型區(qū)分別作為NLDMOS器件的源區(qū)、漏區(qū)引出端； 所述N阱的N型摻雜濃度，大于N型深阱的N型摻雜濃度，并且小于重摻雜N型區(qū)的N型摻雜濃度； 所述P阱的P型摻雜濃度，大于P型硅襯底的P型摻雜濃度，并且小于重摻雜P型區(qū)的P型摻雜濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于， 所述N型深阱同所述N阱間的P型硅襯底間隔區(qū)最小寬度小于I μ m。
3.一種NLDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括以下工藝步驟: 一、在P型襯底左部上通過N型離子注入形成N型深阱； 二、利用有源區(qū)光刻，打開場氧區(qū)域，刻蝕場氧區(qū)，生長場氧，在N型深阱上形成溝道區(qū)場氧，在P型襯底右部上形成漂移區(qū)場氧； 三、光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，在溝道區(qū)場氧下方及其左右兩側(cè)的N型深阱中注入P型雜質(zhì)離子形成P阱，在漂移區(qū)場氧下方及其左右兩側(cè)的P型襯底中注入N型雜質(zhì)離子形成N阱； 所述N阱同所述N型深阱間有P型硅襯底間隔區(qū)； 四、在硅片上，通過熱氧化方法生長柵氧化層，淀積多晶硅；然后進行多晶硅柵刻蝕，形成多晶娃棚； 多晶娃棚的左部位于P講右部上方，右部位于N講左部上方； 五、進行源漏離子注入，在溝道區(qū)場氧左右兩側(cè)的P阱上分別形成有一重摻雜P型區(qū)及一重摻雜N型區(qū)，在漂移區(qū)場氧右側(cè)的N阱上形成有一重摻雜N型區(qū)； 六、通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，通過接觸孔和金屬線引出電極，完成此NLDMOS器件的制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的NLDMOS器件的制造方法，其特征在于， 所述N阱同所述N型深阱間的P型硅襯底間隔區(qū)最小寬度小于I μ m。
【文檔編號】H01L21/336GK104319289SQ201410521717
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】段文婷, 劉冬華, 錢文生 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司