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，包括漂移区和体区；栅介质层和多晶硅栅；形成于所述漂移区表面的漂移区场氧，多晶硅栅的第二侧面延伸到漂移区场氧上；源区形成于体区表面，漏区形成于漂移区表面；在漂移区的表面形成有掺杂相反的内插掺杂层，用于辅助耗尽漂移区；在横向位置上，内插掺杂层位于漂移区场氧的覆盖区域；在纵向位置上，内插掺杂层位于漂移区场氧的底部；在内插掺杂层和漂移区场氧的底部之间形成有表面电流通道区；表面电流通道区的掺杂杂质由漂移区的本体掺杂杂质和第一导电类型的第一离子注入层杂质叠加而成。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击穿电压同时降低器件的导通电阻，从而提高器件的性能。

LDMOS Device and Its Manufacturing Method

The invention discloses an LDMOS device, which comprises a drift region and a bulk region; a gate dielectric layer and a polycrystalline silicon gate; a drift region field oxygen formed on the surface of the drift region; a second side of the polycrystalline silicon gate extends to the drift region field oxygen; a source region is formed on the surface of the bulk region; a drain region is formed on the surface of the drift region; and a doping is formed on the surface of the drift region. In the transverse position, the interpolated doping layer is located in the area covered by the field oxygen in the drift region; in the longitudinal position, the interpolated doping layer is located at the bottom of the field oxygen in the drift region; and there is a surface current channel area between the bottom of the field oxygen in the interpolated doping layer and the drift region. The doped impurities in the flow channel region are superimposed by the bulk doped impurities in the drift region and the impurities in the first ion implantation layer of the first conductive type. The invention also discloses a method for manufacturing LDMOS devices. The invention can improve the breakdown voltage and reduce the on-resistance of the device, thereby improving the performance of the device.

【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，特别是涉及一种横向扩散金属氧化物半导体(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
超高压LDMOS器件需要有较长的漂移区以承担超高击穿电压，但在漏端电压逐渐增加的过程中，经常出现漂移区还未全部耗尽，峰值电场已经达到临界电场，造成器件的击穿电压偏低。因此业界通常采用在漂移区的中间插入一层与漂移区导电类型相反的掺杂层，以帮助漂移区在漏端电压递增中尽快耗尽完，漂移区的耗尽由原来的一维耗尽变成二维耗尽。由于离子注入能量的限制以及辅助耗尽效果的考量，漂移区插入的掺杂层较靠近漂移区表面，在横向上位于漂移区场氧底部。当漏端加低压时，漂移区远未夹断，电流输运主要是载流子在漂移区表面的漂移电流。但漂移区插入层的耗尽区展宽对器件的电流通道有夹断之势，使得器件的导通电阻偏高，饱和电流偏低。
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，能提高击穿电压同时降低器件的导通电阻，从而提高器件的性能。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：具有第一导电类型掺杂的漂移区。具有第二导电类型掺杂的体区，所述体区和所述漂移区侧面接触。由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，所述多晶硅栅覆盖在所述体区表面并延伸到所述漂移区上，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区用于形成沟道。漂移区场氧，形成于所述漂移区表面，所述漂移区场氧和所述体区之间有间隔；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述体区上，所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述漂移区场氧上。第一导电类型重掺杂的源区形成于所述体区表面且和所述多晶硅栅的第一侧面自对准。第一导电类型重掺杂的漏区形成于所述漂移区表面且和所述漂移区场氧的第二侧面自对准。在所述漂移区的表面形成有第二导电类型掺杂的内插掺杂层，在LDMOS器件承受反向偏压时，所述内插掺杂层的掺杂浓度满足对所述漂移区进行辅助耗尽并使所述漂移区完全耗尽之前所述漂移区内的电场强度都低于临界电场。在横向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的覆盖区域；在纵向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的底部；在所述内插掺杂层和所述漂移区场氧的底部之间形成有表面电流通道区。所述表面电流通道区的掺杂杂质由所述漂移区的本体掺杂杂质和第一导电类型的第一离子注入层杂质叠加而成，所述第一离子注入层使所述表面电流通道区的掺杂浓度增加以及在所述LDMOS器件正向导通时减少所述内插掺杂层对所述表面电流通道区的耗尽宽度从而使所述表面电流通道区的导通宽度增加，从而降低所述LDMOS器件的正向导通电阻。进一步的改进是，所述内插掺杂层和所述第一离子注入层都采用离子注入工艺形成且所述内插掺杂层和所述第一离子注入层对应的光罩相同，所述第一离子注入层和所述内插掺杂层的横向尺寸相同。进一步的改进是，所述内插掺杂层和所述第一离子注入层是在相同的光罩定义下依次形成。进一步的改进是，所述漂移区由第一导电类型阱区组成，所述体区形成于所述漂移区的选定区域中。进一步的改进是，所述漂移区的第一导电类型阱区形成于第二导电类型半导体衬底表面。进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。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，所述漂移区场氧为浅沟槽场氧或局部场氧。进一步的改进是，所述表面电流通道区的掺杂浓度为所述漂移区的本体的掺杂浓度的2倍～3倍。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、在半导体衬底表面形成第一导电类型掺杂的漂移区。步骤二、形成第二导电类型掺杂的体区，所述体区和所述漂移区侧面接触。步骤三、形成漂移区场氧，所述漂移区场氧位于所述漂移区表面，所述漂移区场氧和所述体区之间有间隔。步骤四、光刻定义出内插掺杂层的形成区域，进行第二导电类型离子注入在所述漂移区的表面形成所述内插掺杂层，在LDMOS器件承受反向偏压时，所述内插掺杂层的掺杂浓度满足对所述漂移区进行辅助耗尽并使所述漂移区完全耗尽之前所述漂移区内的电场强度都低于临界电场。在横向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的覆盖区域；在纵向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的底部；在所述内插掺杂层和所述漂移区场氧的底部之间形成有表面电流通道区。步骤五、采用步骤四中的光刻定义接着进行第一导电类型离子注入在所述表面电流通道区中形成第一离子注入层，所述表面电流通道区的掺杂杂质由所述漂移区的本体掺杂杂质和第一导电类型的第一离子注入层杂质叠加而成，所述第一离子注入层使所述表面电流通道区的掺杂浓度增加以及在所述LDMOS器件正向导通时减少所述内插掺杂层对所述表面电流通道区的耗尽宽度从而使所述表面电流通道区的导通宽度增加，从而降低所述LDMOS器件的正向导通电阻。步骤六、形成由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，所述多晶硅栅覆盖在所述体区表面并延伸到所述漂移区上，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区用于形成沟道；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述体区上，所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述漂移区场氧上。步骤七、进行第一导电类型重掺杂的源漏离子注入同时形成源区和漏区，所述源区形成于所述体区表面且和所述多晶硅栅的第一侧面自对准；所述漏区形成于所述漂移区表面且和所述漂移区场氧的第二侧面自对准。进一步的改进是，步骤一中所述漂移区由第一导电类型阱区组成且采用阱区工艺形成；所述半导体衬底为第二导电类型掺杂，所述漂移区的第一导电类型阱区形成于第二导电类型半导体衬底表面；所述体区形成于所述漂移区的选定区域中。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，步骤三中，所述漂移区场氧采用浅沟槽场氧工艺形成或采用局部场氧工艺形成。进一步的改进是，所述表面电流通道区的掺杂浓度为所述漂移区的本体的掺杂浓度的2倍～3倍。进一步的改进是，所述LDMOS器件为N型LDMOS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，步骤一中形成的所述漂移区为均匀掺杂且掺杂浓度为1e15cm-3～1e16cm-3。步骤四中所述内插掺杂层对应的离子注入的杂质为硼，注入剂量为2e12cm-2～5e12cm-2，注入能量为1000kev～2000kev。步骤五中所述第一离子注入层对应的离子注入的杂质为砷或磷，注入剂量为1e12cm-2～5e12cm-2，注入能量根据所述漂移区场氧的厚度确定且要求保证所述第一离子注入层对应的离子注入的峰值位于所述漂移区场氧底部的所述表面电流通道区中。进一步的改进是，所述LDMOS器件为P型LDMOS器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。本专利技术在漂移区场氧的漂移区表面引入实现对漂移区辅助耗尽的内插掺杂层从而提高器件的击穿电压的条件下，在内插掺杂层和漂移区场氧之间的漂移区区域即表面电流通道区中引入了第一离子注入层，由于表面电流通道区是器件正向导通时沟道电流的主要通道，引入第一离子注入层之后不仅能增加表面电流通道区的掺杂浓度从而降低导通电阻；而且在表面电流通道区的掺杂浓度增加后能减少在正向导通过程中内插掺杂层对表面电流导通区的耗尽，从而能提高表面电流通道区的导通宽度，表面电流通道区的导通宽度的增加也能降低器件的正向导通电阻，所以本专利技术结合内插掺杂层和在表面电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：具有第一导电类型掺杂的漂移区；具有第二导电类型掺杂的体区，所述体区和所述漂移区侧面接触；由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，所述多晶硅栅覆盖在所述体区表面并延伸到所述漂移区上，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区用于形成沟道；漂移区场氧，形成于所述漂移区表面，所述漂移区场氧和所述体区之间有间隔；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述体区上，所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述漂移区场氧上；第一导电类型重掺杂的源区形成于所述体区表面且和所述多晶硅栅的第一侧面自对准；第一导电类型重掺杂的漏区形成于所述漂移区表面且和所述漂移区场氧的第二侧面自对准；在所述漂移区的表面形成有第二导电类型掺杂的内插掺杂层，在LDMOS器件承受反向偏压时，所述内插掺杂层的掺杂浓度满足对所述漂移区进行辅助耗尽并使所述漂移区完全耗尽之前所述漂移区内的电场强度都低于临界电场；在横向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的覆盖区域；在纵向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的底部；在所述内插掺杂层和所述漂移区场氧的底部之间形成有表面电流通道区；所述表面电流通道区的掺杂杂质由所述漂移区的本体掺杂杂质和第一导电类型的第一离子注入层杂质叠加而成，所述第一离子注入层使所述表面电流通道区的掺杂浓度增加以及在所述LDMOS器件正向导通时减少所述内插掺杂层对所述表面电流通道区的耗尽宽度从而使所述表面电流通道区的导通宽度增加，从而降低所述LDMOS器件的正向导通电阻。...

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：具有第一导电类型掺杂的漂移区；具有第二导电类型掺杂的体区，所述体区和所述漂移区侧面接触；由栅介质层和多晶硅栅叠加而成的栅极结构，所述多晶硅栅覆盖在所述体区表面并延伸到所述漂移区上，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区用于形成沟道；漂移区场氧，形成于所述漂移区表面，所述漂移区场氧和所述体区之间有间隔；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述体区上，所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述漂移区场氧上；第一导电类型重掺杂的源区形成于所述体区表面且和所述多晶硅栅的第一侧面自对准；第一导电类型重掺杂的漏区形成于所述漂移区表面且和所述漂移区场氧的第二侧面自对准；在所述漂移区的表面形成有第二导电类型掺杂的内插掺杂层，在LDMOS器件承受反向偏压时，所述内插掺杂层的掺杂浓度满足对所述漂移区进行辅助耗尽并使所述漂移区完全耗尽之前所述漂移区内的电场强度都低于临界电场；在横向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的覆盖区域；在纵向位置上，所述内插掺杂层位于所述漂移区场氧的底部；在所述内插掺杂层和所述漂移区场氧的底部之间形成有表面电流通道区；所述表面电流通道区的掺杂杂质由所述漂移区的本体掺杂杂质和第一导电类型的第一离子注入层杂质叠加而成，所述第一离子注入层使所述表面电流通道区的掺杂浓度增加以及在所述LDMOS器件正向导通时减少所述内插掺杂层对所述表面电流通道区的耗尽宽度从而使所述表面电流通道区的导通宽度增加，从而降低所述LDMOS器件的正向导通电阻。2.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述内插掺杂层和所述第一离子注入层都采用离子注入工艺形成且所述内插掺杂层和所述第一离子注入层对应的光罩相同，所述第一离子注入层和所述内插掺杂层的横向尺寸相同。3.如权利要求2所述的LDMOS器件，其特征在于：所述内插掺杂层和所述第一离子注入层是在相同的光罩定义下依次形成。4.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述漂移区由第一导电类型阱区组成，所述体区形成于所述漂移区的选定区域中。5.如权利要求4所述的LDMOS器件，其特征在于：所述漂移区的第一导电类型阱区形成于第二导电类型半导体衬底表面。6.如权利要求5所述的LDMOS器件，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。7.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。8.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于：所述表面电流通道区的掺杂浓度为所述漂移区的本体的掺杂浓度的2倍～3倍。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、在半导体衬底表面形成第一导电类型掺杂的漂移区；步骤二、形成第二导电类型掺杂的体区，所述体区和所述漂移区侧面接触；步骤三、形成漂移区场氧，所述漂移区场氧位于所述漂移区表面，所述漂移区场氧和所述体区之间有间隔；步骤四、光刻定义出内插掺杂层的形成区域，进行第二导电类型离子注入在所述漂移区的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱文生，
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