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N型橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(NLDMOS)器件；本發(fā)明還涉及一種NLDMOS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]700V橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)器件既具有分立器件高壓大電流特點(diǎn)，又汲取了低壓集成電路高密度智能邏輯控制的優(yōu)點(diǎn)，單芯片實(shí)現(xiàn)原來多個芯片才能完成的功能，大大縮小了面積，降低了成本，提高了能效，符合現(xiàn)代電力電子器件小型化，智能化，低能耗的發(fā)展方向。
[0003]擊穿電壓和導(dǎo)通電阻是衡量700V LDMOS器件的關(guān)鍵參數(shù)。現(xiàn)有技術(shù)通過在漂移區(qū)的表面形成PTOP層能夠增加漂移區(qū)的耗盡，實(shí)現(xiàn)降低表面電場(Resurf)效果，如圖1所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；在硅襯底I上形成由N型深阱2組成，P阱4和漂移區(qū)相隔一定距離，P阱4也被一個N型深阱2包圍，場氧3形成于N型深阱2表面，柵極結(jié)構(gòu)由柵氧化層6和多晶硅柵7組成，源區(qū)Sb形成于P阱4中并和多晶硅柵7自對準(zhǔn)，P阱引出區(qū)9形成于P阱4表面并由P+區(qū)組成，漏區(qū)8a形成于漂移區(qū)表面并和場氧3的一側(cè)自對準(zhǔn)；在場氧3的靠近漏區(qū)8a側(cè)形成有多晶娃場板7a，多晶娃場板7a和多晶娃柵7都是同一層多晶硅光刻刻蝕形成。層間膜10將底部的器件區(qū)域覆蓋，通過接觸孔和正面金屬層11引出器件的源極、漏極和柵極。在漂移區(qū)的表面形成有PTOP層5，在源區(qū)Sb側(cè)的P阱4的底部也形成有PTOP層5，PTOP層5能夠增加漂移區(qū)的耗盡，降低表面電場，最終提高器件的擊穿電壓。
[0004]由于擊穿電壓和導(dǎo)通電阻是衡量700V LDMOS器件的關(guān)鍵參數(shù)，圖1所述的現(xiàn)有器件雖然能夠提高器件的擊穿電壓，但是如果能夠進(jìn)一步的降低器件的導(dǎo)通電阻，則能提高器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種NLDMOS器件，能在保持具有較高的擊穿電壓的條件下，降低器件的導(dǎo)通電阻，從而提高器件的性能。為此，本發(fā)明還提供一種NLDMOS器件的制造方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的NLDMOS器件包括:
[0007]N型摻雜的漂移區(qū)，形成于P型半導(dǎo)體襯底中。
[0008]P阱，形成于所述P型半導(dǎo)體襯底中，所述P阱和所述漂移區(qū)側(cè)面接觸或相隔一定距離。
[0009]形成于所述半導(dǎo)體襯底上方的多晶硅柵，所述多晶硅柵和所述半導(dǎo)體襯底表面隔離有柵介質(zhì)層，在橫向上所述多晶硅柵從所述P阱延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述多晶硅柵覆蓋的所述P阱用于形成溝道；所述多晶硅柵的第一側(cè)面位于所述P阱上方、第二側(cè)面位于所述漂移區(qū)上方。
[0010]由N+區(qū)組成的源區(qū)和漏區(qū)，所述源區(qū)形成于所述P阱中并和所述多晶硅柵的第一側(cè)面自對準(zhǔn)，所述漏區(qū)形成于所述漂移區(qū)中。
[0011]由P+區(qū)組成的襯底引出區(qū)，所述襯底引出區(qū)形成于所述P阱中并用于將所述P阱引出，所述襯底引出區(qū)和所述源區(qū)橫向接觸。
[0012]場氧，位于所述P阱和所述漏區(qū)之間的所述漂移區(qū)上方，所述場氧的第二側(cè)和所述漏區(qū)橫向接觸，所述場氧的第一側(cè)和所述P阱相隔一段距離；所述多晶硅柵延伸到所述場氧上方。
[0013]PTOP層，形成于所述漂移區(qū)中，在縱向上所述PTOP層和所述漂移區(qū)的正面表面之間具有間隔。
[0014]形成于所述漂移區(qū)正面表面的P型摻雜注入?yún)^(qū)和N型摻雜注入?yún)^(qū)，在縱向上，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)從所述漂移區(qū)的正面表面向所述漂移區(qū)的內(nèi)部延伸、且各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)的結(jié)深相同，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)或各N型摻雜注入?yún)^(qū)的底部和底部的所述PTOP層之間具有間隔；在橫向上，令從所述源區(qū)向所述漏區(qū)延伸的方向?yàn)闇系篱L度方向，和所述溝道長度方向垂直的為溝道寬度方向，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)都呈和所述溝道長度方向平行的條狀結(jié)構(gòu)，沿所述溝道寬度方向各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)呈交替排列結(jié)構(gòu)，各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)用于增加所述漂移區(qū)表面的摻雜濃度從而降低所述漂移區(qū)的導(dǎo)通電阻，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)用于實(shí)現(xiàn)和相鄰的所述N型摻雜注入?yún)^(qū)的相互耗盡，使器件的擊穿電壓不會因所述漂移區(qū)的表面摻雜濃度的增加而降低。
[0015]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述漂移區(qū)由第一 N型深阱組成，所述P阱和所述漂移區(qū)相隔一定距離，所述P阱被第二 N型深阱包圍，所述第一 N型深阱和所述第二 N型深阱工藝條件相同且相隔一定距離。
[0016]進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述P阱的底部也形成有所述PTOP層。
[0017]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底。
[0018]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述柵介質(zhì)層為柵氧化層。
[0019]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述場氧為淺溝槽場氧或局部場氧。
[0020]進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述半導(dǎo)體襯底正面形成有層間膜，在所述層間膜的頂部形成有由正面金屬層形成的源極、漏極和柵極，所述源極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述源區(qū)以及所述襯底引出區(qū)接觸，所述漏極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述漏區(qū)接觸，所述柵極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述多晶硅柵接觸。
[0021]進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述場氧的頂部的靠近所述漏區(qū)一側(cè)形成有多晶硅場板，所述多晶硅場板通過穿過所述層間膜的接觸孔連接所述漏極。
[0022]進(jìn)一步的改進(jìn)是，NLDMOS器件的工作電壓為700V。
[0023]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如下步驟:
[0024]步驟一、在P型半導(dǎo)體襯底形成N型摻雜的漂移區(qū)。
[0025]步驟二、在所述漂移區(qū)上方形成場氧。
[0026]步驟三、光刻打開P阱注入?yún)^(qū)并進(jìn)行P阱注入在所述P型半導(dǎo)體襯底中形成P阱，所述P阱和所述漂移區(qū)側(cè)面接觸或相隔一定距離。
[0027]步驟四、光刻打開PTOP注入?yún)^(qū)域，進(jìn)行PTOP注入在所述漂移區(qū)中形成PTOP層，在縱向上所述PTOP層和所述漂移區(qū)的正面表面之間具有間隔。
[0028]步驟五、采用光刻加離子注入工藝在所述漂移區(qū)正面表面分別形成P型摻雜注入?yún)^(qū)和N型摻雜注入?yún)^(qū)；在縱向上，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)從所述漂移區(qū)的正面表面向所述漂移區(qū)的內(nèi)部延伸、且各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)的結(jié)深相同，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)或各N型摻雜注入?yún)^(qū)的底部和底部的所述PTOP層之間具有間隔；在橫向上，令從源區(qū)向漏區(qū)延伸的方向?yàn)闇系篱L度方向，和所述溝道長度方向垂直的為溝道寬度方向，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)都呈和所述溝道長度方向平行的條狀結(jié)構(gòu)，沿所述溝道寬度方向各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)和各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)呈交替排列結(jié)構(gòu)，各所述N型摻雜注入?yún)^(qū)用于增加所述漂移區(qū)表面的摻雜濃度從而降低所述漂移區(qū)的導(dǎo)通電阻，各所述P型摻雜注入?yún)^(qū)用于實(shí)現(xiàn)和相鄰的所述N型摻雜注入?yún)^(qū)的相互耗盡，使器件的擊穿電壓不會因所述漂移區(qū)的表面摻雜濃度的增加而降低。
[0029]步驟六、形成柵介質(zhì)層和多晶硅柵，所述多晶硅柵在橫向上從所述P阱延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述多晶硅柵覆蓋的所述P阱用于形成溝道，所述多晶硅柵的第一側(cè)面位于所述P阱上方、第二側(cè)面位于所述漂移區(qū)頂部的所述場氧上方。
[0030]步驟七、進(jìn)行N+注入形成所述源區(qū)和所述漏區(qū)，所述源區(qū)形成于所述P阱中并和所述多晶硅柵的第一側(cè)面自對準(zhǔn)，所述漏區(qū)形成于所述漂移區(qū)中，所述場氧的第二側(cè)和所述漏區(qū)橫向接觸。
[0031]步驟八、進(jìn)行P+注入形成襯底引出區(qū)，所述襯底引出區(qū)形成于所述P阱中并用于將所述P阱引出，所述襯底引出區(qū)和所述源區(qū)橫向接觸。
[0032]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述漂移區(qū)由第一 N型深阱組成，所述P阱和所述漂移區(qū)相隔一定距離，所述P阱被第二 N型深阱包圍，步驟一中采用光刻工藝同時打開所述第一 N型深阱和所述第二 N型深阱的形成區(qū)域并進(jìn)行N型離子注入同時形成所述第一 N型深阱和所述第二 N型深阱。
[0033]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中同時在所述P阱的底部形成所述PTOP層。
[0034]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底。
[0035]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述柵介質(zhì)層為柵氧化層。
[0036]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述場氧為采用淺溝槽隔離工藝形成的淺溝槽場氧，或者所述場氧為采用局部場氧工藝形成的局部場氧。
[0037]進(jìn)一步的改進(jìn)是，還包括如下步驟:
[0038]步驟九、在所述半導(dǎo)體襯底正面形成層間膜。
[0039]步驟十、形成穿過所述層間膜的接觸孔，所述接觸孔和底部對應(yīng)的所述源區(qū)和所述襯底引出區(qū)、所述漏區(qū)以及所述多晶硅柵接觸。
[0040]步驟十一、在所述層間膜頂部形成正面金屬層并進(jìn)行光刻刻蝕形成源極、漏極和柵極，所述源極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述源區(qū)以及所述襯底引出區(qū)接觸，所述漏極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述漏區(qū)接觸，所述柵極通過穿過所述層間膜的接觸孔和所述多晶