Demos器件及制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種擴展漏端MOS (drainextended MOS, DEMOS)器件；本發(fā)明還涉及一種DEMOS器件的制造方法。
【背景技術】
[0002]DEMOS器件是一種高壓器件，現(xiàn)有DEMOS器件一般和低壓器件如CMOS器件集成在一起制備，現(xiàn)有DEMOS器件是在低壓器件工藝的基礎上共用低壓器件的阱區(qū)(WELL)，這樣使DEMOS器件的擊穿電壓(BV)受限于低壓器件的高濃度阱區(qū)之間的PN結的BV，所以現(xiàn)有DEMOS器件的BV—般為18V以下。如圖1是現(xiàn)有DEMOS器件結構示意圖；&N型器件為例，現(xiàn)有DEMOS器件包括:硅襯底101，在所述硅襯底101中形成N阱102，P阱103a和103b，所述N阱102和P阱103a和103b都低壓器件的N阱和P阱工藝條件相同。
[0003]在所述硅襯底101表面形成有淺溝槽場氧104，由所述淺溝槽場氧(STI) 104隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧104由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。由P阱103a組成溝道區(qū)；由N阱102組成漂移區(qū)；溝道區(qū)103a和漂移區(qū)102橫向接觸。
[0004]柵極結構，由依次形成于所述硅襯底101表面的柵介質層如柵氧化層和多晶硅柵105組成；所述柵極結構覆蓋部分所述溝道區(qū)103a表面并延伸到所述漂移區(qū)102上方，被所述柵極結構所覆蓋的所述溝道區(qū)103a表面用于形成溝道。
[0005]源區(qū)106，由形成于所述溝道區(qū)103a表面的N+區(qū)組成，所述源區(qū)106和所述柵極結構的第一側自對準。
[0006]漏區(qū)107，由形成于所述漂移區(qū)102表面的N+區(qū)組成，所述漏區(qū)107和所述柵極結構的第二側相隔一段距離。
[0007]所述漂移區(qū)102的第二側和一個P阱103b相接觸，令該P阱103b為襯底引出阱區(qū)，在所述襯底引出阱區(qū)103b表面形成有由P+區(qū)組成襯底引出區(qū)108，通過所述襯底引出區(qū)108和所述襯底引出阱區(qū)103b實現(xiàn)襯底電極的引出。
[0008]現(xiàn)有DEMOS器件的擊穿電壓受限于P阱區(qū)103b和N阱102之間的PN結的擊穿電壓決定，即由如圖1的虛線框109所示區(qū)域的PN結決定器件的擊穿電壓，由于P阱區(qū)103b和N阱102都采用低壓器件的P阱和N講，摻雜濃度較高，使得該PN結的擊穿電壓一般為18V以下。
【發(fā)明內容】
[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種DEMOS器件，能對淺溝槽場氧下的漂移區(qū)和襯底引出阱區(qū)的PN結電場進行優(yōu)化，提高器件的擊穿電壓。為此，本發(fā)明還提供一種DEMOS器件的制造方法。
[0010]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的DEMOS器件包括:
[0011]娃襯底,在所述娃襯底中形成有第一導電類型講和第二導電類型講，在所述娃襯底表面形成有淺溝槽場氧，由所述淺溝槽場氧隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。
[0012]溝道區(qū)，由一個所述第二導電類型阱組成。
[0013]漂移區(qū)，由一個所述第一導電類型阱組成，所述漂移區(qū)的第一側和所述溝道區(qū)橫向接觸。
[0014]柵極結構，由依次形成于所述硅襯底表面的柵介質層和多晶硅柵組成；所述柵極結構覆蓋部分所述溝道區(qū)表面并延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述柵極結構所覆蓋的所述溝道區(qū)表面用于形成溝道。
[0015]源區(qū)，由形成于所述溝道區(qū)表面的第一導電類型重摻雜區(qū)組成，所述源區(qū)和所述柵極結構的第一側自對準。
[0016]漏區(qū)，由形成于所述漂移區(qū)表面的第一導電類型重摻雜區(qū)組成，所述漏區(qū)和所述柵極結構的第二側相隔一段距離。
[0017]所述漂移區(qū)的第二側和一個第二導電類型阱相接觸，令該第二導電類型阱為襯底引出阱區(qū)，在所述襯底引出阱區(qū)表面形成有由第二導電類型重摻雜區(qū)組成襯底引出區(qū)，通過所述襯底引出區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)實現(xiàn)襯底電極的引出。
[0018]在所述漏區(qū)和所述襯底引出區(qū)之間設置有一個所述淺溝槽場氧，令該淺溝槽場氧為第一淺溝槽場氧，所述第一淺溝槽場氧橫向跨越了所述漂移區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面。
[0019]第一導電類型摻雜的懸浮漂移區(qū)，形成于所述第一淺溝槽場氧的底部，所述懸浮漂移區(qū)由所述淺溝槽形成后、在所述淺溝槽中填充氧化硅之前通過第一導電類型離子注入形成；在橫向上，所述懸浮漂移區(qū)從所述漂移區(qū)中延伸到所述襯底引出阱區(qū)中；在縱向上，所述懸浮漂移區(qū)和所述第一淺溝槽場氧底部相隔一段距離、且所述懸浮漂移區(qū)的底部深度小于等于所述漂移區(qū)或所述襯底引出阱區(qū)的底部深度。
[0020]進一步的改進是，DEMOS器件為N型器件，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。
[0021 ] 進一步的改進是，DEMOS器件為P型器件，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。
[0022]進一步的改進是，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的注入能量為250KEV?400KEV，注入劑量為1.4E13cm_2，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的峰值距離所述第一淺溝槽場氧底部3000埃?5000埃。
[0023]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的DEMOS器件的制造方法包括如下步驟:
[0024]步驟一、在硅襯底上分別形成第一導電類型阱和第二導電類型阱；溝道區(qū)由一個所述第二導電類型阱組成；漂移區(qū)由一個所述第一導電類型阱組成，所述漂移區(qū)的第一側和所述溝道區(qū)橫向接觸；所述漂移區(qū)的第二側和一個第二導電類型阱相接觸，令該第二導電類型阱為襯底引出阱區(qū)。
[0025]步驟二、采用淺溝槽隔離工藝在所述硅襯底表面形成淺溝槽，由所述淺溝槽離出有源區(qū)；在所述漂移區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面上方設置有一個所述淺溝槽，令該淺溝槽為第一淺溝槽，所述第一淺溝槽橫向跨越了所述漏區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面。
[0026]步驟三、進行第一導電類型離子注入在所述第一淺溝槽的底部形成懸浮漂移區(qū)，在橫向上，所述懸浮漂移區(qū)從所述漂移區(qū)中延伸到所述襯底引出阱區(qū)中；在縱向上，所述懸浮漂移區(qū)和所述第一淺溝槽場氧底部相隔一段距離、且所述懸浮漂移區(qū)的底部深度小于等于所述漂移區(qū)或所述襯底引出阱區(qū)的底部深度。
[0027]步驟四、在所述淺溝槽中填充氧化硅形成淺溝槽場氧，令填充于所述第一淺溝槽中氧化硅為第一淺溝槽場氧。
[0028]步驟五、在所述硅襯底表面依次形成柵介質層和多晶硅柵，采用光刻刻蝕工藝對所述多晶硅上和所述柵介質層進行刻蝕形成柵極結構，所述柵極結構覆蓋部分所述溝道區(qū)表面并延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述柵極結構所覆蓋的所述溝道區(qū)表面用于形成溝道。
[0029]步驟六、進行第一導電類型重摻雜源漏注入同時形成源區(qū)和漏區(qū)；所述源區(qū)形成于所述溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述柵極結構的第一側自對準；所述漏區(qū)形成于所述漂移區(qū)表面，所述漏區(qū)和所述柵極結構的第二側相隔一段距離。
[0030]步驟七、進行第二導電類型重摻雜離子注入在所述襯底引出阱區(qū)表面形成襯底引出區(qū)，通過所述襯底引出區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)實現(xiàn)襯底電極的引出；所述第一淺溝槽場氧位于所述漏區(qū)和所述襯底引出區(qū)之間。
[0031 ] 進一步的改進是，DEMOS器件為N型器件，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。
[0032]進一步的改進是，DEMOS器件為P型器件，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。
[0033]進一步的改進是，步驟三中所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的注入能量為250KEV?400KEV，注入劑量為1.4E13cm_2，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的峰值距離所述第一淺溝槽場氧底部3000埃?5000埃。
[0034]本發(fā)明通過在漏區(qū)和襯底引出區(qū)之間的淺溝槽場氧底部設置和淺溝槽場氧底部相隔一段距離的懸浮漂移區(qū)，懸浮漂移區(qū)能夠增加對漂移區(qū)和襯底引起阱區(qū)之間的PN結的耗盡，從而能夠優(yōu)化漂移區(qū)和襯底引起阱區(qū)之間的PN結電場分布，提高器件的擊穿電壓；當本發(fā)明器件的P阱和N阱采用和低壓器件相同的P阱和N阱時，本發(fā)明能夠將器件的擊穿電壓從18V提高到30V。
【附圖說明】
[0035]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0036]圖1是現(xiàn)有DEMOS器件結構示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明實施例DEMOS器件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖2所示，是本發(fā)明實施例DEMOS器件結構示意圖；本發(fā)明實施例DEMOS器件為N型器件，對于P型器件，僅需將對應的摻雜區(qū)域的導電類型取相反即可。本發(fā)明實施例DEMOS器件包括:
[0039]硅襯底1，在所述硅襯底I中形成有N阱2和P阱3a和3b。本發(fā)明實施例器件能和低壓器件如CMOS器件集成在一起，N阱2和P阱3a和3b采用低壓器件的N阱和P阱工藝。
[0040]在所述硅襯底I表面形成有淺溝槽場氧4，由所述淺溝槽場氧4隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧4由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。
[0041]溝道區(qū)3a，由一個所述P阱3a組成。
[0042]漂移區(qū)2，由一個所述N阱2組成，所述漂移區(qū)2的第一側和所述溝道區(qū)3a橫向接觸。
[0043]柵極結構，由依次形成于所述硅襯底I表面的柵介質層和多晶硅柵5組成；所述柵極結構覆蓋部分所述溝道區(qū)3a表面并延伸到所述漂移區(qū)2上方，被所述柵極結構所覆蓋的所述溝道區(qū)3a表面用于形成溝道。較佳為，所述柵介質層為柵氧化層。
[0044]源區(qū)6，由形成于所述溝道區(qū)3a表面的N型重摻雜區(qū)即N+區(qū)組成，所述源區(qū)6和所述柵極結構的第一側自對準。
[0045]漏區(qū)7，由形成于所述漂移區(qū)2表面的N型重摻雜區(qū)組成，所述漏區(qū)7和所述柵極結構的第二側相隔一段距離。
[0046]所述漂移區(qū)2的第二側和一個P阱3b相接觸，令