具有RESURF结构的LDMOSFET及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管，包括衬底、源极、漏极、体区及衬底上的阱区，所述阱区包括：插入式阱，掺杂类型为P型，设于所述漏极的下方并与漏极相接；N阱，设于所述插入式阱的两侧；P阱，设于所述N阱的旁边并与N阱连接；所述源极和体区设于所述P阱内。本发明专利技术通过插入式阱形成triple RESURF结构，有助于提高N阱的掺杂浓度，并降低器件的导通电阻，并且有助于改善器件的击穿特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺，特别是涉及一种具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管，还涉及一种具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管的制造方法。
技术介绍
采用RESURF(降低表面电场)原理的基本结构由低掺杂的P型衬底和低掺杂的N型外延层组成。在外延层上形成P阱并注入N+、P+，形成一个横向的P-well/N-epi结和一个纵向的P-sub/N-epi结。由于横向结两端有着更高的掺杂浓度，因此击穿电压比纵向结更低。RESURF的基本原理是利用横向结和纵向结的相互作用，使外延层在横向结达到临界雪崩击穿电场前完全耗尽，通过合理优化器件参数使得器件的击穿发生在纵向结，从而起到降低表面电场的作用。传统的RESURF结构，较淡的深阱易被耗尽，击穿易发生于漏端区域表面，且导通电阻偏高，从而影响可靠性及产品应用。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中提到的传统RESURF结构导通电阻偏高、易击穿的问题，本专利技术提出一种低导通电阻、且能够改善击穿特性的具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管。一种具有RESURF结构的LDMOSFET，包括衬底、源极、漏极、体区及衬底上的阱区，所述阱区包括：插入式阱，掺杂类型为P型，设于所述漏极的下方并与漏极相接；N阱，设于所述插入式阱的两侧；P阱，设于所述N阱的旁边并与N阱连接；所述源极和体区设于所述P阱内。在其中一个实施例中，所述阱区包括衬底上的第一阱区和第一阱区上的第二阱区，所述插入式阱包括第一阱区内的第一插入式阱和第二阱区内的第二插
入式阱，所述N阱包括第一阱区内的第一N阱和第二阱区内的第二N阱，所述P阱包括第一阱区内的第一P阱和第二阱区内的第二P阱。在其中一个实施例中，所述第一N阱的掺杂浓度低于所述第二N阱的掺杂浓度，所述第一P阱的掺杂浓度低于所述第二P阱的掺杂浓度，所述第一插入式阱的掺杂浓度低于所述第二插入式阱的掺杂浓度。在其中一个实施例中，还包括场氧区和多晶硅结构，所述场氧区设于所述N阱表面，两块场氧区结构将所述漏极夹于中间，所述多晶硅结构从所述场氧区表面搭接至所述源极表面。在其中一个实施例中，还包括设于所述N阱内、场氧区下方的浮层P阱。在其中一个实施例中，所述插入式阱的宽度不超过所述漏极的有源区宽度的40％。在其中一个实施例中，所述阱区的掺杂浓度低于所述漏极的掺杂浓度。在其中一个实施例中，所述衬底为P掺杂衬底，所述漏极为N掺杂漏极，所述源极为N掺杂源极，所述体区为P掺杂体区。本专利技术还提供一种具有RESURF结构的LDMOSFET的制造方法，包括步骤：提供衬底；光刻形成N阱注入窗口，并通过所述注入窗口向衬底内注入N型离子；所述注入窗口被覆盖在衬底上的光刻胶分隔而保留出插入式阱的位置；热推阱形成N阱；注入P型离子并热推阱，形成插入所述N阱的所述插入式阱，以及形成于N阱旁边并与N阱相接的P阱；形成有源区和场氧；形成源极和漏极；所述漏极形成于所述插入式阱上方并与插入式阱相接。本专利技术还提供另一种具有RESURF结构的LDMOSFET的制造方法，包括步骤：提供衬底；光刻形成第一N阱注入窗口，并通过所述注入窗口向衬底内注入N型离子；所述注入窗口被覆盖在衬底上的光刻胶分隔而保留出第一插入式阱的位置；热推阱形成第一N阱；注入P型离子并热推阱，形成插入所述第一N阱的所述第一插入式阱，以及形成于第一N阱旁边并与第一N阱相接的第一P阱；在所述衬底上形成第一外延层；光刻并向所述外延层中注入N型离子，推阱后在第一N阱上方形成与第一N阱相接的第二N阱；注入P型离子并热推阱，形成插入第二N阱的第二插入式阱，以及第二N阱旁的第二P阱；所述第
二插入式阱形成于第一插入式阱上方并与第一插入式阱相接，所述第二P阱形成于所属第一P阱上方并与第一P阱相接；形成有源区和场氧；形成源极和漏极；所述漏极形成于所述第二插入式阱上方并与第二插入式阱相接。上述具RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管，通过插入式阱形成triple RESURF结构，有助于提高N阱的掺杂浓度，并降低器件的导通电阻，并且有助于改善器件的击穿特性。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1是一实施例中具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管的结构示意图；图2是另一实施例中具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管的结构示意图；图3是图1所示实施例中具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管的制造方法的流程图；图4是图2所示实施例中具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管的制造方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术
语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术提供一种具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管，包括衬底、源极、漏极、体区及衬底上的阱区。阱区具体包括N阱、P阱以及插入N阱中的插入式阱，其中插入式阱的掺杂类型为P型，设于漏极的下方并与漏极和衬底相接。N阱设于插入式阱的两侧。P阱设于N阱的旁边并与N阱连接。源极和体区设于P阱内。图1是一实施例中具有RESURF结构的横向扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS)的结构示意图，其为左右对称结构，包括衬底110，衬底上的阱区，漏极140，源极150，体区160，场氧区170以及多晶硅结构180。其中，衬底为P型掺杂，漏极140为N型掺杂，源极150为N型掺杂，体区160为P型掺杂。阱区包括P型掺杂的插入式阱122、作为漂移区的N阱124以及作为沟道区的P阱126。场氧区170设于漂移区的N阱124表面，两块场氧区170结构将漏极140夹于中间，多晶硅结构180由多晶硅栅和搭场部分组成，从场氧区170表面搭接至源极150表面。如图1所示，在现有结构的漏端N+结下方，通过将N阱124裂开一定宽度，插入PW，形成triple RESURF结构，使得插入式阱122、N阱124、P阱126及衬底110之间相互耗尽，击穿点向器件体内转移，器件得以纵向击穿。在其中一个实施例中，插入式阱122的宽度为漏极的有源区宽度的10％～40％。插入式阱122的宽度不能太宽，需要保证漏极140下方的两侧N阱124仍然与漏极140相接(即插入式阱122的宽度至少要比漏极140窄)，这样漂移区的N阱124浓度相较现有技术得以提高，有助于导通电阻的降低。这是因为当耗尽区中加入额外的电荷后，相反类型的电荷密度也会相应提高，以达到电荷平衡的要求。插入式阱122同样不能太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有RESURF结构的LDMOSFET，包括衬底、源极、漏极、体区及衬底上的阱区，其特征在于，所述阱区包括：插入式阱，掺杂类型为P型，设于所述漏极的下方并与漏极相接；N阱，设于所述插入式阱的两侧；P阱，设于所述N阱的旁边并与N阱相接；所述源极和体区设于所述P阱内。

【技术特征摘要】
1.一种具有RESURF结构的LDMOSFET，包括衬底、源极、漏极、体区及衬底上的阱区，其特征在于，所述阱区包括：插入式阱，掺杂类型为P型，设于所述漏极的下方并与漏极相接；N阱，设于所述插入式阱的两侧；P阱，设于所述N阱的旁边并与N阱相接；所述源极和体区设于所述P阱内。2.根据权利要求1所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于，所述阱区包括衬底上的第一阱区和第一阱区上的第二阱区，所述插入式阱包括第一阱区内的第一插入式阱和第二阱区内的第二插入式阱，所述N阱包括第一阱区内的第一N阱和第二阱区内的第二N阱，所述P阱包括第一阱区内的第一P阱和第二阱区内的第二P阱。3.根据权利要求2所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于，所述第一N阱的掺杂浓度低于所述第二N阱的掺杂浓度，所述第一P阱的掺杂浓度低于所述第二P阱的掺杂浓度，所述第一插入式阱的掺杂浓度低于所述第二插入式阱的掺杂浓度。4.根据权利要求1所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于，还包括场氧区和多晶硅结构，所述场氧区设于所述N阱表面，两块场氧区结构将所述漏极夹于中间，所述多晶硅结构从所述场氧区表面搭接至所述源极表面。5.根据权利要求4所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于，还包括设于所述N阱内、场氧区下方的浮层P阱。6.根据权利要求1所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于，所述插入式阱的宽度不超过所述漏极的有源区宽度的40％。7.根据权利要求1所述的具有RESURF结构的LDMOSFET，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁树坤，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32