SNLDMOS器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种SNLDMOS器件，在漂移区中形成有第一浅沟槽场氧；栅极结构包括栅极沟槽，栅极沟槽的第二侧面和第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻；栅介质层形成于栅极沟槽的内部表面且延伸到栅极沟槽外，多晶硅栅形成于栅介质层表面；源区形成于多晶硅栅的第一侧面外的P阱中；漏区形成于漂移区。被多晶硅栅所覆盖的P阱的表面用于形成沟道，栅极沟槽使沟道呈横向、纵向和横向连接结构；栅极沟槽还使沟道进入漂移区后直接从靠近第一浅沟槽场氧的底部流入。本发明专利技术还公开了一种SNLDMOS器件的制造方法。本发明专利技术能在保持沟道长度不变的条件下减少器件的步进尺寸，还能减少沟道到漏区之间的漂移区电流路径的长度，从而能减少器件的导通电阻。

SNLDMOS Device and Its Manufacturing Method

The invention discloses an SNLDMOS device, in which the first shallow groove field oxygen is formed in the drift region; the gate structure includes a gate groove, the second side of the gate groove is adjacent to the first side of the first shallow groove field oxygen; the gate dielectric layer is formed on the inner surface of the gate groove and extends out of the gate groove, and the polycrystalline silicon gate is formed on the surface of the gate dielectric layer; the source region is formed on the first side of the polycrystalline silicon gate. In the P well outside one side; the leakage zone is formed in the drift zone. The surface of P-well covered by polycrystalline silicon gate is used to form a channel, which is connected horizontally, longitudinally and horizontally. The gate groove also causes the channel to flow directly from the bottom of oxygen near the first shallow groove field after entering the drift zone. The invention also discloses a manufacturing method of SNLDMOS device. The invention can reduce the step size of the device while keeping the channel length unchanged, and the length of the drift current path between the channel and the leakage region, thereby reducing the on-resistance of the device.

【技术实现步骤摘要】
SNLDMOS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，特别是涉及一种开关型N型横向扩散金属氧化物半导体(SwitchNLDMOS，SNLDMOS)器件；本专利技术还涉及一种SNLDMOS器件的制造方法。
技术介绍
在同一芯片上同时双极型晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)，CMOS器件和DMOS器件的工艺为BCD工艺，如图1所示，是现有BCD工艺中里的SNLDMOS的结构示意图；现有SNLDMOS器件包括：形成于P型外延层101的选定区域中P型掺杂的体区(Pbody)102和N型掺杂的漂移区103；在漂移区103的底部形成有P型层104。在P型外延层101中形成有多个浅沟槽场氧105，通过浅沟槽场氧105隔离处有源区。图1中将位于漂移区103中的浅沟槽场氧单独用标记105a标出。栅极结构包括叠加的栅介质层如栅氧化层106和多晶硅栅107，多晶硅栅107覆盖所述体区102的表面并延伸到浅沟槽场氧105a的表面上，被所述多晶硅上107覆盖的所述体区102的表面用于形成沟道，沟道在多晶硅栅107加大于等于阈值电压的电压时会形成。在多晶硅栅107的侧面形成由侧墙111。在多晶硅栅107的第一侧面的所述体区102的表面依次形成有N型轻掺杂漏注入区108a和N+掺杂的源区108，还形成有P+掺杂的体引出区110。N型轻掺杂漏注入区108a和多晶硅栅107的第一侧面自对准，源区108和多晶硅栅107的第一侧面的侧墙111的侧面自对准。由N+掺杂区组成的漏区109形成于漂移区103表面，漏区109的形成区域由两侧的浅沟槽场氧105自对准定义。源区108和体引出区110都通过穿过层间膜113的接触孔114连接到由正面金属层115组成的源极。漏区109通过接触孔114连接到由正面金属层115组成的漏极。多晶硅栅107则会通过接触孔114连接到由正面金属层115组成的栅极，栅极对应的正面金属层在图1中并显示，栅极和源极以及漏极在版图上的剖面位置不同，故栅极未显示。图1中仅显示了SNLDMOS的基本结构，在实际应用中，还会在P型外延层101的底部还形成有N型埋层以及P型埋层，在N型埋层和P型埋层为衬底结构。另外，还会涉及到深N阱，深P阱，N阱和P阱等工艺。对应SNLDMOS器件来说，器件的源漏导通电阻很重要，降低源漏导通电阻能提高器件的开关性能。
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SNLDMOS器件，能降低源漏导通电阻。为此，本专利技术还提供一种SNLDMOS器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的SNLDMOS器件包括：P阱，在所述P阱的选定区域中形成有N型掺杂的漂移区。在所述漂移区中形成有第一浅沟槽场氧。栅极结构包括：栅极沟槽，所述栅极沟槽的第二侧面和所述第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻。栅介质层形成于所述栅极沟槽的底部表面、第一侧面和第二侧面且延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述P阱表面以及所述栅极沟槽的第二侧面外的所述第一浅沟槽场氧的表面。在所述栅介质层表面形成有多晶硅栅。源区由形成于所述多晶硅栅的第一侧面外的所述P阱中的N+区组成，且所述源区的第二侧面和所述多晶硅栅的第一侧面自对准。漏区由形成于所述漂移区中并和所述第一浅沟槽场氧的第二侧面自对准。被所述多晶硅栅所覆盖的所述P阱的表面用于形成沟道，沟道由第一横向沟道、第二纵向沟道和第三横向沟道连接而成，所述第一横向沟道位于被延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第二纵向沟道由所述栅极沟槽的第一侧面处被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第三横向沟道位于由所述栅极沟槽的底部表面处被所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成。在保持所述沟道的长度不变的条件下，通过增加所述第二纵向沟道的长度减少器件的步进(pitch)尺寸，从而减少器件的导通电阻。所述沟道的电流直接通过位于所述栅极沟槽底部的所述第三横向沟道进入到所述漂移区中，能减少所述沟道到所述漏区之间的漂移区电流路径的长度。进一步的改进是，所述P阱形成于P型外延层上。进一步的改进是，所述栅极沟槽的底部表面和所述第一浅沟槽场氧的底部表面平齐，所述沟道的电流进入所述漂移区后直接形成通过所述第一浅沟槽场氧的底部的漂移区电流进入到所述漏区，消除所述漂移区电流在所述第一浅沟槽场氧的第一侧面的路径，从而减少所述漂移区电流路径的长度。进一步的改进是，在所述源区的第一侧面外的所述P阱表面形成有由P+区组成的阱引出区，所述源区和所述阱引出区都通过接触孔连接到由正面金属层组成的源极；所述多晶硅栅的顶部通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极；所述漏区通过接触孔连接到由正面金属层组成的漏极。进一步的改进是，各所述接触孔都穿过层间膜，在所述源区、所述阱引出区、所述多晶硅栅和所述漏区表面形成有金属硅化物并通过对应的所述金属硅化物和顶部的接触孔接触。进一步的改进是，所述第二纵向沟道的长度是所述沟道的总长度的0.3～0.7。为解决上述技术问题，本专利技术提供的SNLDMOS器件的制造方法包括如下步骤：步骤一、提供P型外延层，在所述P型外延层中形成多个浅沟槽场氧，令位于后续形成的漂移区中的浅沟槽场氧为第一浅沟槽场氧。步骤二、在所述P型外延层中形成P阱。步骤三、在所述P阱的选定区域中形成N型掺杂的漂移区。步骤四、形成栅极结构，包括如下分步骤：步骤41、形成栅极沟槽，所述栅极沟槽的第二侧面和所述第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻。步骤42、依次形成栅介质层和多晶硅栅。步骤43、对所述栅介质层和所述多晶硅栅进行光刻刻蚀并组成所述栅极结构，刻蚀后的所述栅介质层位于所述栅极沟槽的底部表面、第一侧面和第二侧面且延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述P阱表面以及所述栅极沟槽的第二侧面外的所述第一浅沟槽场氧的表面；所述多晶硅栅位于所述栅介质层表面。被所述多晶硅栅所覆盖的所述P阱的表面用于形成沟道，沟道由第一横向沟道、第二纵向沟道和第三横向沟道连接而成，所述第一横向沟道位于被延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第二纵向沟道由所述栅极沟槽的第一侧面处被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第三横向沟道位于由所述栅极沟槽的底部表面处被所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成。在保持所述沟道的长度不变的条件下，通过增加所述第二纵向沟道的长度减少器件的步进尺寸，从而减少器件的导通电阻。所述沟道的电流直接通过位于所述栅极沟槽底部的所述第三横向沟道进入到所述漂移区中，能减少所述沟道到后续形成的漏区之间的漂移区电流路径的长度。步骤五、进行N+源漏注入同时形成由N+区组成的源区和漏区，所述源区形成于所述多晶硅栅的第一侧面外的所述P阱中且所述源区的第二侧面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中并和所述第一浅沟槽场氧的第二侧面自对准。进一步的改进是，所述栅极沟槽的底部表面和所述第一浅沟槽场氧的底部表面平齐，所述沟道的电流进入所述漂移区后直接形成通过所述第一浅沟槽场氧的底部的漂移区电流进入到所述漏区，消除所述漂移区电流在所述第一浅沟槽场氧的第一侧面的路径，从而减少所述漂移区电流路径的长度。进一步的改进是，还包括：步骤六、在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SNLDMOS器件，其特征在于，包括：P阱，在所述P阱的选定区域中形成有N型掺杂的漂移区；在所述漂移区中形成有第一浅沟槽场氧；栅极结构包括：栅极沟槽，所述栅极沟槽的第二侧面和所述第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻；栅介质层形成于所述栅极沟槽的底部表面、第一侧面和第二侧面且延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述P阱表面以及所述栅极沟槽的第二侧面外的所述第一浅沟槽场氧的表面；在所述栅介质层表面形成有多晶硅栅；源区由形成于所述多晶硅栅的第一侧面外的所述P阱中的N+区组成，且所述源区的第二侧面和所述多晶硅栅的第一侧面自对准；漏区由形成于所述漂移区中并和所述第一浅沟槽场氧的第二侧面自对准；被所述多晶硅栅所覆盖的所述P阱的表面用于形成沟道，沟道由第一横向沟道、第二纵向沟道和第三横向沟道连接而成，所述第一横向沟道位于被延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第二纵向沟道由所述栅极沟槽的第一侧面处被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第三横向沟道位于由所述栅极沟槽的底部表面处被所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成；在保持所述沟道的长度不变的条件下，通过增加所述第二纵向沟道的长度减少器件的步进尺寸，从而减少器件的导通电阻；所述沟道的电流直接通过位于所述栅极沟槽底部的所述第三横向沟道进入到所述漂移区中，能减少所述沟道到所述漏区之间的漂移区电流路径的长度。...

【技术特征摘要】
1.一种SNLDMOS器件，其特征在于，包括：P阱，在所述P阱的选定区域中形成有N型掺杂的漂移区；在所述漂移区中形成有第一浅沟槽场氧；栅极结构包括：栅极沟槽，所述栅极沟槽的第二侧面和所述第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻；栅介质层形成于所述栅极沟槽的底部表面、第一侧面和第二侧面且延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述P阱表面以及所述栅极沟槽的第二侧面外的所述第一浅沟槽场氧的表面；在所述栅介质层表面形成有多晶硅栅；源区由形成于所述多晶硅栅的第一侧面外的所述P阱中的N+区组成，且所述源区的第二侧面和所述多晶硅栅的第一侧面自对准；漏区由形成于所述漂移区中并和所述第一浅沟槽场氧的第二侧面自对准；被所述多晶硅栅所覆盖的所述P阱的表面用于形成沟道，沟道由第一横向沟道、第二纵向沟道和第三横向沟道连接而成，所述第一横向沟道位于被延伸到所述栅极沟槽的第一侧面外的所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第二纵向沟道由所述栅极沟槽的第一侧面处被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P阱的表面形成，所述第三横向沟道位于由所述栅极沟槽的底部表面处被所述多晶硅栅正面覆盖的所述P阱的表面形成；在保持所述沟道的长度不变的条件下，通过增加所述第二纵向沟道的长度减少器件的步进尺寸，从而减少器件的导通电阻；所述沟道的电流直接通过位于所述栅极沟槽底部的所述第三横向沟道进入到所述漂移区中，能减少所述沟道到所述漏区之间的漂移区电流路径的长度。2.如权利要求1所述的SNLDMOS器件，其特征在于：所述P阱形成于P型外延层上。3.如权利要求2所述的SNLDMOS器件，其特征在于：所述栅极沟槽的底部表面和所述第一浅沟槽场氧的底部表面平齐，所述沟道的电流进入所述漂移区后直接形成通过所述第一浅沟槽场氧的底部的漂移区电流进入到所述漏区，消除所述漂移区电流在所述第一浅沟槽场氧的第一侧面的路径，从而减少所述漂移区电流路径的长度。4.如权利要求2所述的SNLDMOS器件，其特征在于：在所述源区的第一侧面外的所述P阱表面形成有由P+区组成的阱引出区，所述源区和所述阱引出区都通过接触孔连接到由正面金属层组成的源极；所述多晶硅栅的顶部通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极；所述漏区通过接触孔连接到由正面金属层组成的漏极。5.如权利要求4所述的SNLDMOS器件，其特征在于：各所述接触孔都穿过层间膜，在所述源区、所述阱引出区、所述多晶硅栅和所述漏区表面形成有金属硅化物并通过对应的所述金属硅化物和顶部的接触孔接触。6.如权利要求1所述的SNLDMOS器件，其特征在于：所述第二纵向沟道的长度是所述沟道的总长度的0.3～0.7。7.一种SNLDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供P型外延层，在所述P型外延层中形成多个浅沟槽场氧，令位于后续形成的漂移区中的浅沟槽场氧为第一浅沟槽场氧；步骤二、在所述P型外延层中形成P阱；步骤三、在所述P阱的选定区域中形成N型掺杂的漂移区；步骤四、形成栅极结构，包括如下分步骤：步骤41、形成栅极沟槽，所述栅极沟槽的第二侧面和所述第一浅沟槽场氧的第一侧面相邻；步骤42、依次形成栅介质层和多晶硅栅；步骤43、对所述栅介质层和所述多晶硅栅进行光刻刻蚀并组成所述栅极结构，刻蚀后的所述栅介质层位于所述栅极沟槽的底部表面、第一侧面和第二侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新杰，
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