LDMOS器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种LDMOS器件，漂移区场氧为由主体部分和底部部分叠加而成的一体成形结构，在漂移区场氧的形成区域的第一外延层表面形成有第二外延层或第二多晶硅层，对第二外延层或第二多晶硅层进行氧化形成主体部分同时对主体部分底部的第一外延层进行氧化形成底部部分；底部部分会形成一个鸟嘴从而会降低栅介质层和漂移区场氧接触处的电场强度；主体部分能保证漂移区场氧的总厚度并使减少底部部分的厚度减少。本发明专利技术还公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明专利技术能提高器件的击穿电压，降低器件的导通电阻和关态漏电流，还具有工艺简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
LDMOS器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种LDMOS器件；本专利技术还涉及一种LDMOS器件的制造方法。
技术介绍
双扩散金属氧化物半导体场效应管(Double-diffusedMOS)由于具有耐压稿，大电流驱动能力和极低功耗等特点，目前在电源管理电路中被广泛采用。DMOS包括垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS)和LDMOS(LDMOS)，在LDMOS器件中，导通电阻是一个重要的指标。BCD工艺中，LDMOS虽然与CMOS集成在同一块芯片中，但由于高耐压和低特征电阻和导通电阻的要求，LDMOS在本底器区和漂移区的条件与CMOS现有的工艺条件共享的前提下，其导通电阻与击穿电压(BV)存在矛盾和折中，往往无法满足开关管应用的要求，导通电阻通常采用特征电阻(Rsp)表示。因此在获得相同的关态击穿电压(offBV)，应尽量降低Rsp以提高产品的竞争力。如图1所示，是现有第一种LDMOS器件的结构示意图；以N型器件为例，现有第一种LDMOS器件包括：N型的第一外延层2，在所述第一外延层2的选定区域中形成有P型的漂移区4和N型的体区5；所述漂移区4和所述体区5横向隔离有距离。在所述第一外延层2的底部形成有P型重掺杂的第一埋层1；所述第一埋层1形成于半导体衬底表面。通常，所述半导体衬底为硅衬底，所述第一外延层2为硅外延层。在所述漂移区4的选定区域中形成由漂移区场氧3。在所述体区5的表面形成有由栅介质层如栅氧化层6和多晶硅栅7叠加而成的栅极结构，被所述多晶硅栅7覆盖的所述体区5表面用于形成沟道。所述栅介质层6的第二侧和所述漂移区场氧3的第一侧相接触，所述多晶硅栅7的第二侧延伸到所述漂移区场氧3的表面上。源区8a形成于所述体区5表面且所述源区8a的第二侧和所述多晶硅栅7的第一侧自对准。漏区8b形成于所述漂移区4中且所述漏区8b的第一侧和所述漂移区场氧3的第二侧自对准。在所述体区5的表面还形成有N型重掺杂的体引出区9，所述体引出区9和所述源区8a的第一侧的侧面相接触。所述体引出区9和所述源区8a会通过相同的接触孔连接到由正面金属层组成的源极。漏区8b则会通过接触孔连接到由正面金属层组成的漏极，多晶硅栅7则会通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极。图1中，所述漂移区场氧3为凹陷到第一外延层2的一定深度的结构，通常，所述漂移区场氧3采用浅沟槽隔离工艺(STI)或采用局部氧化工艺(LOCOS)形成。其中，采用STI工艺形成所述漂移区场氧3的步骤包括：a)对硅进行刻蚀形成浅沟槽，b)进行热氧化在浅沟槽表面形成氧化层，c)对沟槽进行氧化层填充，d)经化学机械研磨形成所述漂移区场氧3。而LOCOS工艺是通过对局部的硅进行氧化形成所述漂移区场氧3。在STI和LOCOS工艺中，所述漂移区场氧3越厚，越有利于提高器件的OffBV和降低关态漏电流(Ioff)，但是越不利于器件的Rsp的降低。相反，所述漂移区场氧3越薄，越有利于降低Rsp，但是会导致OffBV减小且漏电Ioff增大。图2是现有第二种LDMOS器件的结构示意图；和图1所示的现有第一种结构的区别之处为，现有第二种LDMOS器件中具有如下特征：图2中，漂移区场氧3a形成于第一外延层2的表面上方的结构，所述漂移区场氧3a采用氧化层淀积加光刻刻蚀工艺形成。现有第二种LDMOS的缺点在于高耐压时，容易在栅介质层6和漂移区场氧3a交接处形成高电场，因此击穿往往发生在该交接处。为了避免这种现象，不得不拉大器件的横向尺寸。但是，拉大横向尺寸会导致器件的Rsp迅速增大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种LDMOS器件，能提高器件的击穿电压，降低器件的导通电阻和关态漏电流。为此，本专利技术还提供一种LDMOS器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的LDMOS器件包括：第二导电类型的第一外延层，在所述第一外延层的选定区域中形成有第一导电类型的漂移区和第二导电类型的体区；所述漂移区和所述体区横向接触或隔离有距离。在所述漂移区的选定区域中形成由漂移区场氧。在所述体区的表面形成有由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区表面用于形成沟道。所述栅介质层的第二侧和所述漂移区场氧的第一侧相接触，所述多晶硅栅的第二侧延伸到所述漂移区场氧的表面上。源区形成于所述体区表面且所述源区的第二侧和所述多晶硅栅的第一侧自对准。漏区形成于所述漂移区中且所述漏区的第一侧和所述漂移区场氧的第二侧自对准。所述漂移区场氧为由主体部分和底部部分叠加而成的一体成形结构，在所述漂移区场氧的形成区域的所述第一外延层表面形成有第二外延层或第二多晶硅层，所述主体部分通过对所述第二外延层或第二多晶硅层进行局部场氧化形成，所述底部部分则为同时对所述第二外延层或第二多晶硅层底部的所述第一外延层进行局部场氧化形成。所述底部部分在所述漂移区场氧的第一侧形成一个鸟嘴使得所述栅介质层和所述漂移区场氧的第一侧的鸟嘴接触，降低所述栅介质层和所述漂移区场氧接触处的电场强度。所述主体部分用于在保证所述漂移区场氧的总厚度保持不变的条件下减少所述底部部分的厚度，从而减少所述漂移区场氧的底部和所述第一外延层表面之间的距离，用以降低器件的导通电阻。进一步的改进是，在所述第一外延层的底部形成有第一导电类型重掺杂的第一埋层；所述第一埋层形成于半导体衬底表面。进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底，所述第一外延层为硅外延层。进一步的改进是，所述底部部分对应的所述局部场氧化工艺对所述第一外延层的消耗量为进一步的改进是，所述主体部分的厚度为进一步的改进是，所述栅介质层为栅氧化层。进一步的改进是，在所述体区的表面还形成有第二导电类型重掺杂的体引出区，所述体引出区和所述源区的第一侧的侧面相接触。进一步的改进是，LDMOS为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，LDMOS为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。为解决上述技术问题，本专利技术提供的LDMOS器件的制造方法包括如下步骤：步骤一、提供第二导电类型的第一外延层。步骤二、在所述第一外延层的表面依次形成第一氧化层和第二氮化层，光刻定义出漂移区场氧的形成区域，将所述漂移区场氧的形成区域的所述第二氮化层和所述第一氧化层去除并形成将所述第一外延层表面暴露的第一开口。步骤三、在所述第一开口中填充第二外延层或第二多晶硅层；对进行局部场氧化将所述第二外延层或第二多晶硅层氧化形成所述漂移区场氧的主体部分，所述局部场氧化同时将所述第二外延层或第二多晶硅层底部的所述第一外延层氧化形成所述漂移区场氧的底部部分。步骤四、采用第一导电类型离子注入工艺在所述第一外延层的选定区域中形成漂移区，所述漂移区场氧位于所述漂移区的部分区域中。步骤五、依次形成栅介质层和第一多晶硅层。步骤六、进行第一次光刻定义出多晶硅栅的第一侧的侧面位置，依次对所述第一多晶硅层和所述栅介质层进行刻蚀形成所述多晶硅栅的第一侧的侧面并将所述多晶硅栅的第一侧的侧面外的所述第一外延层表面露出。步骤七、采用第二导电类型离子注入工艺进行形成体区，所述体区位于所述多晶硅栅的第一侧的侧面外的所述第一外延层中，所述体区在退火后延伸到所述多晶硅栅的第一侧的底部，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：第二导电类型的第一外延层，在所述第一外延层的选定区域中形成有第一导电类型的漂移区和第二导电类型的体区；所述漂移区和所述体区横向接触或隔离有距离；在所述漂移区的选定区域中形成由漂移区场氧；在所述体区的表面形成有由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区表面用于形成沟道；所述栅介质层的第二侧和所述漂移区场氧的第一侧相接触，所述多晶硅栅的第二侧延伸到所述漂移区场氧的表面上；源区形成于所述体区表面且所述源区的第二侧和所述多晶硅栅的第一侧自对准；漏区形成于所述漂移区中且所述漏区的第一侧和所述漂移区场氧的第二侧自对准；所述漂移区场氧为由主体部分和底部部分叠加而成的一体成形结构，在所述漂移区场氧的形成区域的所述第一外延层表面形成有第二外延层或第二多晶硅层，所述主体部分通过对所述第二外延层或第二多晶硅层进行局部场氧化形成，所述底部部分则为同时对所述第二外延层或第二多晶硅层底部的所述第一外延层进行局部场氧化形成；所述底部部分在所述漂移区场氧的第一侧形成一个鸟嘴使得所述栅介质层和所述漂移区场氧的第一侧的鸟嘴接触，降低所述栅介质层和所述漂移区场氧接触处的电场强度；所述主体部分用于在保证所述漂移区场氧的总厚度保持不变的条件下减少所述底部部分的厚度，从而减少所述漂移区场氧的底部和所述第一外延层表面之间的距离，用以降低器件的导通电阻。...

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：第二导电类型的第一外延层，在所述第一外延层的选定区域中形成有第一导电类型的漂移区和第二导电类型的体区；所述漂移区和所述体区横向接触或隔离有距离；在所述漂移区的选定区域中形成由漂移区场氧；在所述体区的表面形成有由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区表面用于形成沟道；所述栅介质层的第二侧和所述漂移区场氧的第一侧相接触，所述多晶硅栅的第二侧延伸到所述漂移区场氧的表面上；源区形成于所述体区表面且所述源区的第二侧和所述多晶硅栅的第一侧自对准；漏区形成于所述漂移区中且所述漏区的第一侧和所述漂移区场氧的第二侧自对准；所述漂移区场氧为由主体部分和底部部分叠加而成的一体成形结构，在所述漂移区场氧的形成区域的所述第一外延层表面形成有第二外延层或第二多晶硅层，所述主体部分通过对所述第二外延层或第二多晶硅层进行局部场氧化形成，所述底部部分则为同时对所述第二外延层或第二多晶硅层底部的所述第一外延层进行局部场氧化形成；所述底部部分在所述漂移区场氧的第一侧形成一个鸟嘴使得所述栅介质层和所述漂移区场氧的第一侧的鸟嘴接触，降低所述栅介质层和所述漂移区场氧接触处的电场强度；所述主体部分用于在保证所述漂移区场氧的总厚度保持不变的条件下减少所述底部部分的厚度，从而减少所述漂移区场氧的底部和所述第一外延层表面之间的距离，用以降低器件的导通电阻。2.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：在所述第一外延层的底部形成有第一导电类型重掺杂的第一埋层；所述第一埋层形成于半导体衬底表面。3.如权利要求2所述的LDMOS器件，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述第一外延层为硅外延层。4.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述底部部分对应的所述局部场氧化工艺对所述第一外延层的消耗量为5.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述主体部分的厚度为6.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述栅介质层为栅氧化层。7.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：在所述体区的表面还形成有第二导电类型重掺杂的体引出区，所述体引出区和所述源区的第一侧的侧面相接触。8.如权利要求1至7中任一权项所述的LDMOS器件，其特征在于：LDMOS为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，LDMOS为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。9.一种LDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供第二导电类型的第一外延层；步骤二、在所述第一外延层的表面依次形成第一氧化层和第二氮化层，光刻定义出漂移区场氧的形成区域，将所述漂移区场氧的形成区域的所述第二氮化层和所述第一氧化层去除并形成将所述第一外延层表面暴露的第一开口；步骤三、在所述第一开口中填充第二外延层或第二多晶硅层；对进行局部场氧化将所述第二外延层或第二多晶硅层氧化形成所述漂移区场氧的主体部分，所述局部场氧化同时将所述第二外延层或第二多晶硅层底部的所述第一外延层氧化形成所述漂移区场氧的底部部分；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：许昭昭，孔蔚然，钱文生，房子荃，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31