横向扩散金属氧化物半导体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种横向扩散金属氧化物半导体及其制备方法，其中，横向扩散金属氧化物半导体的制备方法包括：在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区；在N型阱区的指定结深位置形成P型埋区；在P型埋区上方的N型阱区中形成N型离子掺杂区；在N型离子掺杂区上方形成氧化层，氧化层不覆盖N型阱区与P型阱区的结合区域；在结合区域上方形成栅极结构；在N型阱区中形成漏极结构；在栅极结构的外侧的P型阱区中形成源极结构；在源极结构的外侧的N型阱区中形成块接触，以完成横向扩散金属氧化物半导体的制备。通过本发明专利技术的技术方案，在保证器件耐压特性的同时，降低了器件低导通电阻和功耗损失。

Transverse diffusion of metal oxide semiconductors and their preparation methods

The invention provides a lateral diffusion metal oxide semiconductor and a preparation method thereof, which includes the preparation method of transverse diffusion metal oxide semiconductor in P substrate are sequentially formed on the well region and a N type well area P type; N type well area in the specified node position form P type deep buried area; N the ion doped region formed N type well region buried area above the P type; an oxide layer is formed above the N type ion doped region, the oxide layer does not cover the well region and the P type well area N binding region; a gate structure is formed on the binding region above; drain structure formed in the N type well area; form the source structure in the P type well region outside the gate structure in the formation; block contact in N type well region outside the source structure, in order to complete the transverse diffusion metal oxide semiconductor fabrication. Through the technical scheme of the invention, the low conduction resistance and power loss of the device are reduced while the voltage resistance characteristics of the device are guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
横向扩散金属氧化物半导体及其制备方法
本专利技术涉及终端
，具体而言，涉及一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法和一种横向扩散金属氧化物半导体。
技术介绍
在相关技术中，超高压横向扩散金属氧化物半导体(UHVLDMOS，UltraHighVoltageLaterallyDiffusedMetalOxideSemiconductor)以其高耐压特性和低导通特性被广泛用于集成电路中，其中，耐压特性保证了器件可靠性高，而低导通特性关系着器件功耗，通过降低器件的导通电阻，一方面能降低功率器件的工况温度，提高功率芯片在集成电路中的兼容性，另一方面，降低器件的导通电阻可以缩短器件的响应时间。因此，如何进一步地降低横向扩散金属氧化物半导体的导通电阻成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的横向扩散金属氧化物半导体的制备方案，通过在横向扩散金属氧化物半导体的N型阱区的表面形成N型离子掺杂区，提高了横向扩散金属氧化物半导体的表面结构的离子浓度，从而降低了器件的横向导通通道的电阻率，提高了器件的响应特性，另外，由于N型离子掺杂区并不处于PN结界面区域，因此，N型离子掺杂区的形成并不影响器件的耐压特性。有鉴于此，根据本专利技术的第一方面的实施例，提出了一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，包括：在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区；在N型阱区的指定结深位置形成P型埋区；在P型埋区上方的N型阱区中形成N型离子掺杂区；在N型离子掺杂区上方形成氧化层，氧化层不覆盖N型阱区与P型阱区的结合区域；在结合区域上方形成栅极结构；在N型阱区中形成漏极结构；在栅极结构的外侧的P型阱区中形成源极结构；在源极结构的外侧的N型阱区中形成块接触，以完成横向扩散金属氧化物半导体的制备。在该技术方案中，通过在横向扩散金属氧化物半导体的N型阱区的表面形成N型离子掺杂区，提高了横向扩散金属氧化物半导体的表面结构的离子浓度，从而降低了器件的横向导通通道的电阻率，提高了器件的响应特性，另外，由于N型离子掺杂区并不处于PN结界面区域，因此，N型离子掺杂区的形成并不影响器件的耐压特性。其中，P型衬底可以为P型掺杂的硅衬底，晶向为100，方阻为100□/cm2，P型阱区和N型阱区形成PN结，N型阱区在高温推阱的作用下扩散深度一般为8微米，推阱温度一般为1100摄氏度，推阱时间一般为6小时，以形成N型深阱区，同时，也作为器件的横向导通通道，在形成P型埋区后(一般深度为2微米)，P型埋区上方的N型阱区的离子浓度仍然比较低，因此，需要在该区域形成高浓度的N型离子掺杂区，常见的注入能量例如100Kev，注入剂量可用1E12/cm2，此剂量可以允许偏差±5％，进而在硅片衬底表面形成相对高浓度的N型通道，降低器件导通电阻。另外，场氧化层的制备可以通过热氧化工艺、化学气相淀积工艺或LOCOS工艺(LocalOxidationofSilicon，局部场氧化)实现。在上述技术方案中，优选地，在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区，具体包括以下步骤：对P型衬底的指定区域进行第一次P型离子注入，第一次P型离子注入的元素为硼系元素，第一次P型离子注入的能量范围为45～55KeV，第一次P型离子注入的剂量范围为8.9E12～9.1E12/cm2；对指定区域以外的P型衬底进行第一次N型离子注入，第一次N型离子注入的元素为磷系元素，第一次P型离子注入的能量范围为90～110KeV，第一次P型离子注入的剂量范围为1.9E12～2.1E12/cm2。在该技术方案中，通过对P型衬底的指定区域进行第一次P型离子注入，第一次P型离子注入的元素为硼系元素，第一次P型离子注入的能量范围为45～55KeV，第一次P型离子注入的剂量范围为8.9E12～9.1E12/cm2，以及对指定区域以外的P型衬底进行第一次N型离子注入，第一次N型离子注入的元素为磷系元素，第一次P型离子注入的能量范围为90～110KeV，第一次P型离子注入的剂量范围为1.9E12～2.1E12/cm2，形成了横向扩散金属氧化物半导体的PN结。在上述任一项技术方案中，优选地，第一次P型离子注入的能量为50KeV，第一次P型离子注入的剂量为9E12/cm2。在上述任一项技术方案中，优选地，第一次N型离子注入的能量为100KeV，第一次N型离子注入的剂量为2E12/cm2。在上述任一项技术方案中，优选地，还包括：在完成第一次N型离子注入后，在1000～1200℃的温度范围下对P型衬底进行推阱处理，推肼处理的时间范围为5～7小时。在该技术方案中，通过在完成第一次N型离子注入后，在1000～1200℃的温度范围下对P型衬底进行推阱处理，推肼处理的时间范围为5～7小时，激活了注入的N型离子。在第一次N型离子注入的能量为100KeV，第一次N型离子注入的剂量为2E12/cm2后，在1100℃下推阱6小时，得到N型阱区的扩散深度为8微米。在上述任一项技术方案中，优选地，在N型阱区的指定结深位置形成P型埋区，具体包括以下步骤：对N型阱区进行第二次P型离子注入，第二次P型离子注入的元素为硼元素，第二次P型离子注入的注入能量范围为2.375～2.625MeV，第二次P型离子注入的剂量为4.95～5.05E12/cm2。在该技术方案中，通过对N型阱区进行第二次P型离子注入，第二次P型离子注入的元素为硼元素，第二次P型离子注入的注入能量范围为2.375～2.625MeV，第二次P型离子注入的剂量为4.95～5.05E12/cm2，形成了结深为2微米的P型埋区，提高了器件的可靠性。在上述任一项技术方案中，优选地，第二次P型离子注入的注入能量为2.5MeV，第二次P型离子注入的剂量为5E12/cm2。在上述任一项技术方案中，优选地，在P型埋区上方的N型阱区中形成N型离子掺杂区，具体包括以下步骤：对P型埋区上方的N型阱区进行第二次N型离子注入，第二次N型离子注入的元素为磷系元素，第二次N型离子注入的能量范围为95～105KeV，第二次N型离子注入的剂量范围为0.95E12～1.05E12/cm2。在该技术方案中，通过对P型埋区上方的N型阱区进行第二次N型离子注入，第二次N型离子注入的元素为磷系元素，第二次N型离子注入的能量范围为95～105KeV，第二次N型离子注入的剂量范围为0.95E12～1.05E12/cm2，形成了P型埋区上方的Ntop区域，即N型离子掺杂区，提高了器件的表面离子掺杂浓度，降低了器件的表面通道的导通电阻，提高了器件的响应速率。在上述任一项技术方案中，优选地，第二次N型离子注入的能量范围为100KeV，第二次N型离子注入的剂量范围为1E12/cm2，在完成第二次N型离子注入后，对N型离子掺杂区和P型埋区进行退火处理，其中，退火处理的温度范围为950～1050℃，退火处理的时间范围为15～25分钟。在该技术方案中，通过采用快速热退火工艺(RTA，RapidThermalAnneal)对N型离子掺杂区和P型埋区进行处理，一方面修复了离子注入导致的晶格损伤，另一方面激活了注入的杂质离子。根据本专利技术的第二方面的实施例，提出了一种横向扩散金属氧化物半导体，采用上述任一项技术方案所述的横向扩散金属氧化物半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，还包括：在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区；在所述N型阱区的指定结深位置形成P型埋区；在所述P型埋区上方的N型阱区中形成N型离子掺杂区；在所述N型离子掺杂区上方形成氧化层，所述氧化层不覆盖所述N型阱区与所述P型阱区的结合区域；在所述结合区域上方形成栅极结构；在所述N型阱区中形成漏极结构；在所述栅极结构的外侧的P型阱区中形成源极结构；在所述源极结构的外侧的N型阱区中形成块接触，以完成所述横向扩散金属氧化物半导体的制备。

【技术特征摘要】
1.一种横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，还包括：在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区；在所述N型阱区的指定结深位置形成P型埋区；在所述P型埋区上方的N型阱区中形成N型离子掺杂区；在所述N型离子掺杂区上方形成氧化层，所述氧化层不覆盖所述N型阱区与所述P型阱区的结合区域；在所述结合区域上方形成栅极结构；在所述N型阱区中形成漏极结构；在所述栅极结构的外侧的P型阱区中形成源极结构；在所述源极结构的外侧的N型阱区中形成块接触，以完成所述横向扩散金属氧化物半导体的制备。2.根据权利要求1所述的横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，在P型衬底上依次形成P型阱区和N型阱区，具体包括以下步骤：对所述P型衬底的指定区域进行第一次P型离子注入，所述第一次P型离子注入的元素为硼系元素，所述第一次P型离子注入的能量范围为45～55KeV，所述第一次P型离子注入的剂量范围为8.9E12～9.1E12/cm2；对所述指定区域以外的P型衬底进行第一次N型离子注入，所述第一次N型离子注入的元素为磷系元素，所述第一次P型离子注入的能量范围为90～110KeV，所述第一次P型离子注入的剂量范围为1.9E12～2.1E12/cm2。3.根据权利要求2所述的横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，所述第一次P型离子注入的能量为50KeV，所述第一次P型离子注入的剂量为9E12/cm2。4.根据权利要求2所述的横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，所述第一次N型离子注入的能量为100KeV，所述第一次N型离子注入的剂量为2E12/cm2。5.根据权利要求3或4所述的横向扩散金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，还包括：在完成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜蕾，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11