LDMOS晶体管的形成方法及LDMOS晶体管技术

技术编号:14053796 阅读:186 留言:0更新日期:2016-11-26 09:45
一种LDMOS晶体管的形成方法及LDMOS晶体管,其中,LDMOS晶体管的形成方法包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底具有第一鳍部、第二鳍部和位于第一鳍部、第二鳍部之间的第一隔离结构;形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构,所述第一栅极结构覆盖第一鳍部的顶部和侧壁,所述第一栅极结构覆盖部分第一隔离结构;在所述第一栅极结构的远离所述第一隔离结构一侧的第一鳍部内形成第一源极;在第二鳍部内形成漏极。采用本发明专利技术的方法可以提高LDMOS晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域,尤其涉及LDMOS晶体管的形成方法及LDMOS晶体管
技术介绍
横向扩散金属氧化物半导体晶体管(Lateral Diffusion MOS,LDMOS),由于具备高击穿电压,与CMOS工艺兼容的特性,被广泛应用于功率器件中。与传统MOS晶体管相比,LDMOS器件在漏区与栅极之间至少有一个隔离结构。LDMOS接高压时,通过该隔离结构来承受较高的电压降,获得高击穿电压的目的。参考图1至图8,现有技术公开了一种鳍式LDMOS晶体管,上述鳍式LDMOS晶体管的形成方法如下:参考图1和图2,提供半导体衬底10,所述半导体衬底具有第一鳍部111、第二鳍部112和位于第一鳍部111、第二鳍部112之间的第三鳍部113。第三鳍部113的长度远小于第一鳍部111和第二鳍部112。在第一鳍部111和第三鳍部113之间形成第一浅沟槽隔离结构121,第二鳍部112和第三鳍部113之间形成第二浅沟槽隔离结构122。第一浅沟槽隔离结构121和第二浅沟槽隔离结构122低于第一鳍部111至第三鳍部113。形成横跨第一鳍部111的第一栅极结构131,所述第一栅极结构131覆盖第一鳍部111的顶部和侧壁。第一栅极结构131为多晶硅栅极结构,包括第一氧化硅层(图未示)和位于第一氧化硅层上第一多晶硅层。形成横跨第二鳍部112的第二栅极结构132,所述第二栅极结构132覆盖第二鳍部112的顶部和侧壁。第二栅极结构132也为多晶硅栅极结构,包括第二氧化硅层(图未示)和位于第二氧化硅层上第二多晶硅层。接着,参考图3,在第一栅极结构131远离第一浅沟槽隔离结构121一侧的第一鳍部111内形成第一源极凹槽141a,在第二栅极结构132远离第二浅
沟槽隔离结构122一侧的第二鳍部112内形成第二源极凹槽142a。在第三鳍部113内形成漏极凹槽15a。接着,参考图4,在第一源极凹槽141a(参考图3)、第二源极凹槽142a(参考图3)形成锗硅层,接着对所述锗硅层进行离子注入,分别对应形成第一源极141和第二源极142。在漏极凹槽15a(参考图3)中形成锗硅层,对漏极凹槽的锗硅层进行离子注入,形成漏极15。其中锗硅层都高于各鳍部,对应形成的源极和漏极也都高于各鳍部。接着,参考图5,形成介质层16,覆盖第一鳍部111、第一源极141、第一栅极结构131、第一浅沟槽隔离结构121、漏极15、第三鳍部113、第二浅沟槽隔离结构122、第二栅极结构132、第二源极142和第二鳍部112。接着,参考图6,采用化学机械研磨的方法将介质层16研磨至与第一栅极结构131、第二栅极结构132相平。接着,参考图7,采用湿法腐蚀的方法去除第一栅极结构131,在介质层16内形成第一栅极结构凹槽171a,所述第一栅极结构凹槽171a底部露出第一鳍部111。去除第二栅极结构132,在介质层内形成第二栅极结构凹槽172a,所述第二栅极结构凹槽172a底部露出第二鳍部112。接着参考图8,在第一栅极结构凹槽171a内填充第一铝栅极结构材料层,形成第一铝栅极结构171。其中,第一铝栅极结构171包括第一高k栅介质层(图未示)和位于第一高k栅介质层上的第一铝层。在第二栅极结构凹槽172a内填充第二铝栅极结构材料层,形成第二铝栅极结构172。其中,第二铝栅极结构172包括第二高k栅介质层(图未示)和位于第二高k栅介质层上的第二铝层。当LDMOS晶体管开启时,在漏极15和第一源极141施加电压,电流可由第一源极141流至漏极15的过程中,由于第一浅沟槽隔离结构121的存在,LDMOS晶体管的电场分布被改变,第一浅沟槽隔离结构121承受了较大的电场。在漏极15和第二源极142施加电压,电流可由第二源极142流至漏极15的过程中,由于第二浅沟槽隔离结构122的存在,第二浅沟槽隔离结构122周围的电场分布被改变,第二浅沟槽隔离结构122承受了较大的电场。然而,现有技术的鳍式LDMOS晶体管的性能不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术的鳍式LDMOS晶体管的性能不佳。为解决上述问题,本专利技术提供一种LDMOS晶体管的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底具有第一鳍部、第二鳍部和位于第一鳍部、第二鳍部之间的第一隔离结构;形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构,所述第一栅极结构覆盖所述第一鳍部的顶部和侧壁,所述第一栅极结构覆盖部分所述第一隔离结构;在所述第一栅极结构远离所述第一隔离结构一侧的第一鳍部内形成第一源极;在所述第二鳍部内形成漏极。可选的,所述第一栅极结构覆盖部分所述第一隔离结构的长度为大于等于50nm且小于等于0.1μm。可选的,在所述第二鳍部内形成漏极之前,形成横跨所述第二鳍部的第一阻挡层,所述第一阻挡层位于所述第二鳍部靠近第一鳍部的一端和远离所述第一鳍部的一端,用于定义漏极的位置和大小。可选的,形成所述第一源极之前,在所述第一栅极结构远离所述第一隔离结构的一侧形成第二阻挡层,所述第二阻挡层横跨所述第一鳍部,所述第二阻挡层用于定义第一源极的位置与大小。可选的,所述第一阻挡层和第二阻挡层为多晶硅栅极结构。可选的,所述第一栅极结构为第一金属栅极结构时,形成第一源极和漏极前,在所述第一隔离结构上形成第三阻挡层,防止所述第一金属栅极结构顶部凹陷。可选的,所述半导体衬底还具有第三鳍部和位于所述第二鳍部、第三鳍部之间的第二隔离结构;形成横跨所述第三鳍部的第二栅极结构,所述第二栅极结构覆盖第三鳍
部的顶部和侧壁;在所述第二栅极结构的远离所述第二隔离结构一侧的第三鳍部内形成第二源极。可选的,形成所述第二源极之前,在所述第二栅极结构的远离所述第二隔离结构的一侧形成第四阻挡层,所述第四阻挡层横跨所述第三鳍部,所述第四阻挡层用于定义第二源极的位置与大小。可选的,所述第四阻挡层为多晶硅栅极结构。可选的,所述第二栅极结构覆盖部分第二隔离结构。可选的,所述第二栅极结构覆盖部分第二隔离结构的长度为大于等于50nm且小于等于0.1μm。可选的,所述靠近第一鳍部一端的第一阻挡层覆盖部分第一隔离结构,所述远离所述第一鳍部一端的第一阻挡层部分覆盖所述第二隔离结构。可选的,所述第二栅极结构为第二金属栅极结构时,形成第二源极前,在所述第二隔离结构上形成第五阻挡层,防止所述第二金属栅极结构顶部凹陷。本专利技术还提供一种LDMOS晶体管,包括:半导体衬底,所述半导体衬底具有第一鳍部、第二鳍部和位于第一鳍部、第二鳍部之间的第一隔离结构;横跨所述第一鳍部的第一栅极结构,所述第一栅极结构覆盖第一鳍部的顶部和侧壁;位于第一栅极结构的远离所述第一隔离结构一侧的第一鳍部内的第一源极;位于第二鳍部内的漏极;还包括:所述第一栅极结构覆盖部分第一隔离结构。可选的,所述第一栅极结构覆盖部分第一隔离结构的长度为大于等于50nm且小于等于0.1μm。可选的,本专利技术的LDMOS晶体管还包括:横跨所述第二鳍部的第一阻挡层,所述第一阻挡层位于所述第二鳍部的靠近第一鳍部的一端和远离所述第一鳍部的一端,用于定义漏极的位置和大小。可选的,所述第一栅极结构的远离所述第一隔离结构的一侧具有第二阻挡层,所述第二阻挡层横跨所述第一鳍部,所述第二阻挡层用于定义的第一源极的位置与大小。可选的,所述半导体衬底还具有第三鳍部和位本文档来自技高网
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LDMOS晶体管的形成方法及LDMOS晶体管

【技术保护点】
一种LDMOS晶体管的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底具有第一鳍部、第二鳍部和位于第一鳍部、第二鳍部之间的第一隔离结构;形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构,所述第一栅极结构覆盖所述第一鳍部的顶部和侧壁,所述第一栅极结构覆盖部分所述第一隔离结构;在所述第一栅极结构远离所述第一隔离结构一侧的第一鳍部内形成第一源极;在所述第二鳍部内形成漏极。

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS晶体管的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底具有第一鳍部、第二鳍部和位于第一鳍部、第二鳍部之间的第一隔离结构;形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构,所述第一栅极结构覆盖所述第一鳍部的顶部和侧壁,所述第一栅极结构覆盖部分所述第一隔离结构;在所述第一栅极结构远离所述第一隔离结构一侧的第一鳍部内形成第一源极;在所述第二鳍部内形成漏极。2.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述第一栅极结构覆盖部分所述第一隔离结构的长度为大于等于50nm且小于等于0.1μm。3.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第二鳍部内形成漏极之前,形成横跨所述第二鳍部的第一阻挡层,所述第一阻挡层位于所述第二鳍部靠近第一鳍部的一端和远离所述第一鳍部的一端,用于定义漏极的位置和大小。4.如权利要求3所述的形成方法,其特征在于,形成所述第一源极之前,在所述第一栅极结构远离所述第一隔离结构的一侧形成第二阻挡层,所述第二阻挡层横跨所述第一鳍部,所述第二阻挡层用于定义第一源极的位置与大小。5.如权利要求4所述的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡层和第二阻挡层为多晶硅栅极结构。6.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述第一栅极结构为第一金属栅极结构时,形成第一源极和漏极前,在所述第一隔离结构上形成第三阻挡层,防止所述第一金属栅极结构顶部凹陷。7.如权利要求1或3所述的形成方法,其特征在于,所述半导体衬底还具有第三鳍部和位于所述第二鳍部、第三鳍部之间的第二隔离结构;形成横跨所述第三鳍部的第二栅极结构,所述第二栅极结构覆盖第三鳍部的顶部和侧壁;在所述第二栅极结构的远离所述第二隔离结构一侧的第三鳍部内形成第二源极。8.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,形成所述第二源极之前,在所述第二栅极结构的远离所述第二隔离结构的一侧形成第四阻挡层,所述第四阻挡层横跨所述第三鳍部,所述第四阻挡层用于定义第二源极的位置与大小。9.如权利要求8所述的形成方法,其特征在于,所述第四阻挡层为多晶硅栅极结构。10.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述第二栅极结构覆盖部分第二隔离结构。11.如权利要求10所述的形成方法,其特征在于,所述第二栅极结构覆盖部分...

【专利技术属性】
技术研发人员:李勇
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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