LDMOS器件及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种LDMOS器件，包括第一导电类型深阱，形成于深阱中的第二导电类型阱，形成于第二导电类型阱部分区域中的第一导电类型阱，第一导电类型漂移层形成于第一导电类型阱表面并延伸到第一导电类型阱周侧的第二导电类型阱表面，栅极结构覆盖第二导电类型阱表面并延伸到第一导电类型漂移层上方，源区形成于第二导电类型阱表面并和栅极结构自对准，漏区形成于第一导电类型漂移层表面并和栅极结构相隔一段距离，漂移区中包括由第一导电类型漂移层、第二导电类型阱和第一导电类型深阱组成的横向超级结结构。本发明专利技术公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明专利技术能提高器件击穿电压的同时大幅度降低器件的导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
LDMOS器件及制造方法
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
图1是现有LDMOS器件结构示意图；以N型LDMOS器件为例，现有LDMOS器件形成于P型硅衬底（P-sub）101上，硅衬底101上形成于浅沟槽隔离（STI）102，所述浅沟槽隔离102用于将各有源区隔离。在所述硅衬底101上形成有N型深阱（DNW）103，由一P阱组成的沟道区（P-body）104形成于所述N型深阱103中，由一N型掺杂区组成的N型漂移区（N-drift）105形成于所述N型深阱103中，所述N型漂移区105和所述沟道区104直接接触或者通过所述N型深阱103接触连接。在硅衬底101表面形成有由栅氧化层和多晶硅栅108组成的栅极结构，多晶硅栅108覆盖在所述沟道区104表面并延伸到所述N型漂移区105的表面上方，被所述多晶硅栅108所覆盖的所述沟道区104的表面用于形成沟道。N+区组成的源区107a形成于所述沟道区104中并和所述多晶硅栅108的一侧自对准，N+区组成的漏区107b形成于所述N型漂移区105中并和所述多晶硅栅108的另一侧相隔一段距离。在所述沟道区104中还形成有P+掺杂区107c，所述P+掺杂区107c用于引出所述沟道区104并作为背栅电极的接触区域；图1中所述P+掺杂区107c和所述源区107a之间隔离有一个浅沟槽隔离102。P阱106形成于硅衬底101中并将LDMOS器件环绕包围，P阱106组成隔离环，P+掺杂区107d用于引出隔离环。由图1可以看出，当LDMOS器件的漏区连接反向偏压时，从沟道区104到漏区107b之间的所述N型漂移区105用于承担在漏区所加的反向偏压，即在漏区连接反向高压时，通过沟道区104和N型漂移区105之间的形成PN结会反向偏置而形成耗尽区，且需要通过对N型漂移区105的掺杂浓度进行调整从而使耗尽区大部分位于N型漂移区105中，从而使得N型漂移区105能够承担在漏区所加的反向偏压。由图1可以看出，沟道区104的底部为所述N型深阱103，无法从底部对沟道区104进行耗尽，沟道区104只能通过其侧面的沟道区104一个方向来进行耗尽,所以现有技术中为了要提高器件的击穿电压（BV），现有方法只能通过降低所述N型漂移区105的浓度来实现。但是所述N型漂移区105的浓度的降低又会使LDMOS器件在导通时的电阻即Rdson增加。因此如何能同时提高LDMOS器件的击穿电压以及降低器件的源漏导通电阻是非常重要的一个课题。
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，能提高器件击穿电压的同时大幅度降低器件的导通电阻、并提高器件的驱动电流，且工艺简洁、廉价以及稳定性高；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：形成于硅衬底中的第一导电类型深阱，所述第一导电类型深阱覆盖于整个LDMOS器件的形成区域。在所述第一导电类型深阱上方形成有第二导电类型阱，所述第二导电类型阱的底面和所述第一导电类型深阱顶面相接触，所述第二导电类型阱的顶面延伸到所述硅衬底表面；所述第二导电类型阱是在整个所述LDMOS器件的形成区域进行离子注入形成的阱区。第一导电类型阱，所述第一导电类型阱位于所述第二导电类型阱的部分区域中，所述第一导电类阱的底面和所述第一导电类型深阱的顶面接触。第一导电类型漂移层，所述第一导电类型漂移层覆盖在所述第一导电类型阱的顶面并延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第二导电类型阱的表面，且延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第一导电类型漂移层的侧面和底面都和所述第二导电类型阱相接触；所述第一导电类型漂移层的结深小于所述第一导电类型阱的结深，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱的掺杂浓度。栅极结构，包括依次形成于所述硅衬底表面的栅介质层和多晶硅栅；所述栅极结构覆盖部分所述第二导电类型阱表面并延伸到所述第一导电类型漂移层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述第二导电类型阱表面用于形成沟道。第一导电类型掺杂的源区，形成于所述第二导电类型阱表面并和所述栅极结构的一侧自对准。第一导电类型掺杂的漏区，形成于所述第一导电类型漂移层表面并和所述栅极结构的另一侧相隔一段距离。由位于所述漏区到所述栅极结构下方的所述第一导电类型漂移层的侧面和所述第二导电类型阱相接触面之间的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱、所述第一导电类型深阱和所述第一导电类型阱组成漂移区。所述漂移区中的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱和所述第一导电类型深阱形成一个横向超级结结构，在所述漏区接反向偏压时，所述横向超级结结构完全耗尽，并在保证所述横向超级结结构完全耗尽的条件下，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度越高所述LDMOS器件的导通电阻越小。进一步的改进是，所述LDMOS器件为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。进一步的改进是，所述LDMOS器件为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。进一步的改进是，所述第一导电类型漂移层采用离子注入工艺形成，所述第一导电类型漂移层的离子注入的注入剂量为1.4E13cm-2～2E13cm-2。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、在所述硅衬底的整个LDMOS器件的形成区域进行离子注入形成第一导电类型深阱。步骤二、在所述硅衬底的选定区域中进行离子注入形成第一导电类型阱；所述第一导电类阱的底面和所述第一导电类型深阱的顶面接触。步骤三、在所述硅衬底的整个所述LDMOS器件的形成区域进行离子注入形成第二导电类型阱，形成的所述第二导电类型阱位于所述第一导电类型深阱上方，并使所述第一导电类型阱位于所述第二导电类型阱的部分区域中，所述第二导电类型阱的底面和所述第一导电类型深阱顶面相接触，所述第二导电类型阱的顶面延伸到所述硅衬底表面。步骤四、在所述硅衬底的选定区域中进行离子注入形成第一导电类型漂移层；所述第一导电类型漂移层覆盖在所述第一导电类型阱的顶面并延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第二导电类型阱的表面，且延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第一导电类型漂移层的侧面和底面都和所述第二导电类型阱相接触；所述第一导电类型漂移层的结深小于所述第一导电类型阱的结深，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱的掺杂浓度。步骤五、在所述硅衬底表面依次形成栅介质层和多晶硅栅，采用光刻刻蚀工艺对依次所述多晶硅栅和栅介质层进行刻蚀形成栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述第二导电类型阱表面并延伸到所述第一导电类型漂移层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述第二导电类型阱表面用于形成沟道。步骤六、采用第一导电类型离子注入形成源区和漏区，所述源区形成于所述第二导电类型阱表面并和所述栅极结构的一侧自对准；所述漏区形成于所述第一导电类型漂移层表面并和所述栅极结构的另一侧相隔一段距离。由位于所述漏区到所述栅极结构下方的所述第一导电类型漂移层的侧面和所述第二导电类型阱相接触面之间的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱、所述第一导电类型深阱和所述第一导电类型阱组成漂移区。所述漂移区中的所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LDMOS器件，其特征在于，包括：形成于硅衬底中的第一导电类型深阱，所述第一导电类型深阱覆盖于整个LDMOS器件的形成区域；在所述第一导电类型深阱上方形成有第二导电类型阱，所述第二导电类型阱的底面和所述第一导电类型深阱顶面相接触，所述第二导电类型阱的顶面延伸到所述硅衬底表面；所述第二导电类型阱是在整个所述LDMOS器件的形成区域进行离子注入形成的阱区；第一导电类型阱，所述第一导电类型阱位于所述第二导电类型阱的部分区域中，所述第一导电类阱的底面和所述第一导电类型深阱的顶面接触；第一导电类型漂移层，所述第一导电类型漂移层覆盖在所述第一导电类型阱的顶面并延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第二导电类型阱的表面，且延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第一导电类型漂移层的侧面和底面都和所述第二导电类型阱相接触；所述第一导电类型漂移层的结深小于所述第一导电类型阱的结深，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱的掺杂浓度；栅极结构，包括依次形成于所述硅衬底表面的栅介质层和多晶硅栅；所述栅极结构覆盖部分所述第二导电类型阱表面并延伸到所述第一导电类型漂移层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述第二导电类型阱表面用于形成沟道；第一导电类型掺杂的源区，形成于所述第二导电类型阱表面并和所述栅极结构的一侧自对准；第一导电类型掺杂的漏区，形成于所述第一导电类型漂移层表面并和所述栅极结构的另一侧相隔一段距离；由位于所述漏区到所述栅极结构下方的所述第一导电类型漂移层的侧面和所述第二导电类型阱相接触面之间的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱、所述第一导电类型深阱和所述第一导电类型阱组成漂移区；所述漂移区中的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱和所述第一导电类型深阱形成一个横向超级结结构，在所述漏区接反向偏压时，所述横向超级结结构完全耗尽，并在保证所述横向超级结结构完全耗尽的条件下，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度越高所述LDMOS器件的导通电阻越小。...

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：形成于硅衬底中的第一导电类型深阱，所述第一导电类型深阱覆盖于整个LDMOS器件的形成区域；在所述第一导电类型深阱上方形成有第二导电类型阱，所述第二导电类型阱的底面和所述第一导电类型深阱顶面相接触，所述第二导电类型阱的顶面延伸到所述硅衬底表面；所述第二导电类型阱是在整个所述LDMOS器件的形成区域进行离子注入形成的阱区；第一导电类型阱，所述第一导电类型阱位于所述第二导电类型阱的部分区域中，所述第一导电类阱的底面和所述第一导电类型深阱的顶面接触；第一导电类型漂移层，所述第一导电类型漂移层覆盖在所述第一导电类型阱的顶面并延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第二导电类型阱的表面，且延伸到所述第一导电类型阱的周侧的所述第一导电类型漂移层的侧面和底面都和所述第二导电类型阱相接触；所述第一导电类型漂移层的结深小于所述第一导电类型阱的结深，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度大于所述第一导电类型阱的掺杂浓度；栅极结构，包括依次形成于所述硅衬底表面的栅介质层和多晶硅栅；所述栅极结构覆盖部分所述第二导电类型阱表面并延伸到所述第一导电类型漂移层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述第二导电类型阱表面用于形成沟道；第一导电类型掺杂的源区，形成于所述第二导电类型阱表面并和所述栅极结构的一侧自对准；第一导电类型掺杂的漏区，形成于所述第一导电类型漂移层表面并和所述栅极结构的另一侧相隔一段距离；由位于所述漏区到所述栅极结构下方的所述第一导电类型漂移层的侧面和所述第二导电类型阱相接触面之间的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱、所述第一导电类型深阱和所述第一导电类型阱组成漂移区；所述漂移区中的所述第一导电类型漂移层、所述第二导电类型阱和所述第一导电类型深阱形成一个横向超级结结构，在所述漏区接反向偏压时，所述横向超级结结构完全耗尽，并在保证所述横向超级结结构完全耗尽的条件下，所述第一导电类型漂移层的掺杂浓度越高所述LDMOS器件的导通电阻越小。2.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述LDMOS器件为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。3.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述LDMOS器件为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。4.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述第一导电类型漂移层采用离子注入工艺形成，所述第一导电类型漂移层的离子注入的注入剂量为1.4E13cm-2～2E13cm-2。5.一种LDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振强，陈瑜，邢超，
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