LDMOS晶体管的形成方法及LDMOS晶体管技术

技术编号:14620349 阅读:220 留言:0更新日期:2017-02-10 12:00
一种LDMOS晶体管形成方法及LDMOS晶体管。其中,一种LDMOS晶体管,包括:半导体衬底,位于所述半导体衬底上的栅极结构,位于所述栅极结构两侧的半导体衬底内的源极和漏极;还包括:漂移区,所述漂移区位于所述半导体衬底内,所述栅极结构部分覆盖所述漂移区,且所述漏极位于所述漂移区内。本发明专利技术提供的LDMOS晶体管的性能好。

【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(lateraldiffusionMOS,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。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和第二鳍部112之间的第三鳍部113。第三鳍部113的长度小于第一鳍部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的高度低于第一鳍部111至第三鳍部113的高度。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还覆盖部分第一浅沟槽隔离结构121。其中,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还覆盖部分第二浅沟槽隔离结构122。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。参考图3,在第一栅极结构131一侧的第一鳍部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。参考图4,在第一源极凹槽141a、第二源极凹槽142a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,去除第一栅极结构131,在介质层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和部分第一浅沟槽隔离结构121。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和部分第二浅沟槽隔离结构122。接着参考图7,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包括第一栅氧层(图未示)和位于第一栅氧层上的第一铝层。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包括第二栅氧层(图未示)和位于第二栅氧层上的第二铝层。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;在所述半导体衬底内形成漂移区;在所述半导体衬底上形成栅极结构,所述栅极结构部分覆盖所述漂移区;在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层,所述漏极材料层在所述漂移区内;对所述源极材料层和漏极材料层进行离子注入,形成源极和漏极。可选的,所述半导体衬底还具有阱区,所述阱区包围所述漂移区。可选的,所述漂移区的注入类型与所述阱区的注入类型相反。可选的,所述栅极结构为多晶硅栅极结构。可选的,形成所述源极和所述漏极之后,还包括下列步骤:在所述半导体衬底、源极、多晶硅栅极结构和漏极上形成层间介质层;去除远离漂移区一侧的部分多晶硅栅极结构,在层间介质层内形成栅极结构凹槽;在所述栅极结构凹槽内形成金属栅极结构,所述金属栅极结构部分覆盖所述漂移区,剩余的所述多晶硅栅极结构在所述漂移区上,为第一阻挡层,所述第一阻挡层用于定义所述漏极的位置和宽度。可选的,在所述多晶硅栅极结构两侧的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层的步骤之前,还包括:在所述多晶硅栅极结构的周围形成侧墙。可选的,形成源极材料层和漏极材料层之前,还包括:在所述栅极结构远离所述漂移区的一侧形成第二阻挡层,所述第二阻挡层的厚度等于所述栅极结构的厚度,所述第二阻挡层用于定义所述源极的位置和宽度。可选的,所述第二阻挡层在所述源极的两侧,定义所述源极的位置和宽度,或者,所述第二阻挡层在所述源极的与所述栅极结构相背的一侧,与所述栅极结构定义所述源极的位置和宽度。可选的,所述第二阻挡层为多晶硅栅极结构。可选的,还包括:形成源极材料层和漏极材料层之前,在所述第二阻挡层周围形成侧墙。可选的,在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层,包括:以所述栅极结构为掩膜,对所述栅极结构两侧的半导体衬底内进行刻蚀形成源极凹槽和漏极凹槽;在所述源极凹槽内形成源极材料层;在所述漏极凹槽内形成漏极材料层。可选的,所述LDMOS晶体管为PMOS晶体管时,所述源极材料层和所述漏极材料层为锗硅层;所述LDMOS晶体管为NMOS晶体管时,所述源极材料层和所述漏极材料层为碳化硅层。可选的,在形成源极材料层和漏极材料层之前,在所述栅极结构远离所述漂移区的一侧形成第二阻挡材料层,或者,在所述栅极结构的另一侧的漂移区上形成第一阻本文档来自技高网
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【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;在所述半导体衬底内形成漂移区;在所述半导体衬底上形成栅极结构,所述栅极结构部分覆盖所述漂移区;在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层,所述漏极材料层在所述漂移区内;对所述源极材料层和漏极材料层进行离子注入,形成源极和漏极。

【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;
在所述半导体衬底内形成漂移区;
在所述半导体衬底上形成栅极结构,所述栅极结构部分覆盖所述漂移区;
在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层,所述漏
极材料层在所述漂移区内;
对所述源极材料层和漏极材料层进行离子注入,形成源极和漏极。
2.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述半导体衬底还具有阱区,
所述阱区包围所述漂移区。
3.如权利要求2所述的形成方法,其特征在于,所述漂移区的注入类型与所
述阱区的注入类型相反。
4.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述栅极结构为多晶硅栅极
结构。
5.如权利要求4所述的形成方法,其特征在于,形成所述源极和所述漏极之
后,还包括下列步骤:
在所述半导体衬底、源极、多晶硅栅极结构和漏极上形成层间介质层;
去除远离漂移区一侧的部分多晶硅栅极结构,在层间介质层内形成栅极结构
凹槽;
在所述栅极结构凹槽内形成金属栅极结构,所述金属栅极结构部分覆盖所述
漂移区,剩余的所述多晶硅栅极结构在所述漂移区上,为第一阻挡层,所述
第一阻挡层用于定义所述漏极的位置和宽度。
6.如权利要求5所述的形成方法,其特征在于,在所述多晶硅栅极结构两侧
的半导体衬底内形成源极材料层和漏极材料层的步骤之前,还包括:在所
述多晶硅栅极结构的周围形成侧墙。
7.如权利要求1或5所述的形成方法,其特征在于,形成源极材料层和漏极
材料层之前,还包括:在所述栅极结构远离所述漂移区的一侧形成第二阻

\t挡层,所述第二阻挡层的厚度等于所述栅极结构的厚度,所述第二阻挡层
用于定义所述源极的位置和宽度。
8.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述第二阻挡层在所述源极
的两侧,定义所述源极的位置和宽度,或者,所述第二阻挡层在所述源极
的与所述栅极结构相背的一侧,与所述栅极结构定义所述源极的位置和宽
度。
9.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述第二阻挡层为多晶硅栅
极结构。
10.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,还包括:形成源极材料层和
漏极材料层之前,在所述第二阻挡层周围形成侧墙。
11.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述栅极结构两侧的半导
体衬底内形成源极材料层和漏极材料层,包括:
以所述栅极结构为掩膜,对所述栅极结构两侧的半导体衬底内进行刻蚀形成
源极凹槽和漏极凹槽;
在所述源极凹槽内形成源极材料层;
在所述漏极凹槽内形成漏极材料层。
12.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述LDMOS晶体管为PMOS
晶体管时,所述源极材料层和所述漏极材料层为锗硅层;所述LDMOS晶
体管...

【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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