NLDMOS器件及工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种NLDMOS器件，在P型衬底上具有第一及第二N型深阱，第一N型深阱作为漂移区，其上具有场氧；P型衬底表面具有栅氧化层及多晶硅栅极，位于所述两N型深阱之间并覆盖部分第二N型深阱；所述第一深阱中含有NLDMOS器件的漏区，位于场氧远离多晶硅栅极的末端；靠漏区的场氧上具有漏区场板；所述第二N型深阱中含有P阱，P阱中具有所述NLDMOS器件的源区，以及重掺杂P型区，重掺杂P型区作为P阱的引出端；所述P阱及第一N型深阱中还具有Ptop层；第一N型深阱上方的层间介质表面还具有漂移区场板；在第一N型深阱中，在场氧与Ptop层之间，还具有N型掺杂层，且N型掺杂层是分为两段，中间衬底材质隔开。本发明专利技术还公开了所述NLDMOS器件的工艺方法。

【技术实现步骤摘要】
NLDMOS器件及工艺方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种NLDMOS器件。本专利技术还涉及所述NLDMOS器件的工艺方法。
技术介绍
700VLDMOS既具有分立器件高压大电流特点，又吸取了低压集成电路高密度智能逻辑控制的优点，单芯片实现原来多个芯片才能完成的功能，大大缩小了面积，降低了成本，提高了能效，符合现代电力电子器件小型化，智能化，低能耗的发展方向。击穿电压和导通电阻是衡量700V器件的关键参数。横向SJ(superjunction超级结)采用可以改善它的关键性能。常见的700VNLDMOS器件结构如图1所示，图中P型衬底101中有N型深阱102,N型深阱102中还具有Ptop层105。其Ptop层105的P型注入起到加速漂移区耗尽的作用，实现高的击穿电压。在Ptop层105的上方，还增加一道N型杂质注入105b，进一步降低器件的导通电阻。图2是对应的从器件上方的俯视图。上述结构存在的问题是：器件的击穿发生在漂移区中金属场板112边缘的下方位置（图中的n型杂质注入105b标记处），漂移区表面n型掺杂浓度提高，导致该处电场增强、器件的耐压降低或者不稳定。
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NLDMOS器件，工作电压700V，其具有较佳的击穿电压及导通电阻性能。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供所述NLDMOS器件的工艺方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种NLDMOS器件，在P型衬底上具有第一及第二N型深阱，第一N型深阱作为漂移区，其上具有场氧；P型衬底表面具有栅氧化层及多晶硅栅极，位于所述两N型深阱之间并覆盖部分第二N型深阱；所述第一深阱中含有NLDMOS器件的漏区，位于场氧远离多晶硅栅极的末端；靠漏区的场氧上具有漏区场板；所述第二N型深阱中含有P阱，P阱中具有所述NLDMOS器件的源区，以及重掺杂P型区，重掺杂P型区作为P阱的引出端；所述P阱及第一N型深阱中还具有Ptop层；衬底表面具有层间介质，金属引线通过接触孔将NLDMOS器件的源区及漏区引出；第一N型深阱上方的层间介质表面还具有漂移区场板；在第一N型深阱中，在场氧与Ptop层之间，还具有N型掺杂层，且N型掺杂层是分为两段，中间衬底材质隔开。进一步地，所述的N型掺杂层，其隔断点位于漂移区场板边缘的下方。为解决上述问题，本专利技术所述的NLDMOS器件的工艺方法，包含如下的工艺步骤：步骤一，在P型衬底上通过离子注入形成彼此独立的第一及第二N型深阱；步骤二，利用有源区光刻，打开场氧区域，刻蚀场氧区，生长场氧；步骤三，光刻打开阱注入区域，离子注入形成P阱；步骤四，在P阱中以及第一N型深阱中分别进行P型离子注入，形成Ptop层；步骤五，在第一N型深阱中，场氧的下方进行N型掺杂注入，形成N型掺杂层；步骤六，生长栅氧化层，淀积多晶硅并回刻形成多晶硅栅极，以及漏端的多晶硅场板；步骤七，分别进行N型杂质注入以及P型杂质注入，形成NLDMOS器件的源区及漏区，以及P阱中的重掺杂P型区；步骤八，淀积层间介质，刻蚀接触孔，淀积金属层并刻蚀形成图案，包括金属引线及漂移区场板，完成器件制作。进一步地，所述步骤二中，场氧位于第一N型深阱上，覆盖第一N型深阱以及第一N型深阱与第二N型深阱之间的衬底表面。进一步地，所述步骤三中，P阱位于第二N型深阱中，作为NLDMOS器件的本底区。进一步地，所述步骤四中，Ptop层的注入分为一次低能量注入及一次高能量注入，其中，P型离子的低能量注入在场氧下形成一个P型区，与后续第五步进行的N型掺杂是同一区域，低能量的P型掺杂能中和掉部分N型杂质，降低该处N型杂质的浓度；P型离子的高能量注入位于N型掺杂区的下方，形成Ptop层。进一步地，所述步骤五中，控制N型掺杂的注入能量，使N型掺杂层位于场氧与Ptop层之间的位置，并且，通过掩膜控制N型掺杂的注入区域，使N型掺杂层分为间隔开的两段，间隔的位置位于后续形成的漂移区场板边缘的下方。进一步地，所述步骤六中，栅氧化层采用热氧化法形成。进一步地，所述步骤七中，通过N型离子注入形成两个重掺杂N型区分别作为NLDMOS器件的源区和漏区；重掺杂P型区作为P阱的引出区。进一步地，所述步骤八中，所述金属引线将漏区及漏区场板连接形成器件的漏端，另一金属引线将重掺杂P型区与源区连接形成NLDMOS器件的源端，刻蚀形成的漂移区场板浮空。本专利技术所述的NLDMOS器件，在漂移区中的N型掺杂层能进一步降低导通电阻，同时，分段的N型掺杂层，相当于在漂移区场板边缘的下方的这一段漂移区不掺杂，改善了该区域的电场强度，保证NLDMOS器件击穿电压不会因漂移区表面掺杂浓度的增加而降低。附图说明图1是传统NLDMOS器件剖面图。图2是传统NLDMOS器件俯视结构图。图3～10是本专利技术工艺步骤示意图。图11是本专利技术工艺步骤流程图。附图标记说明101—P型衬底，102—（第一及第二）N型深阱，103—场氧，104—P阱，105—Ptop层，105b-N型掺杂层，106—栅氧化层，107—多晶硅（栅极，场板），108（108a—N型重掺杂区（漏端），108b—N型重掺杂区（源端）），109—重掺杂P型区，110—层间介质，111—金属,112-金属场板。具体实施方式本专利技术所述的NLDMOS器件如图10所示，在P型衬底101上具有第一及第二N型深阱102（注：用同一附图标记102表示，图中场氧103覆盖下的为第一N型深阱，包含P阱104的为第二N型深阱）。第一N型深阱作为漂移区。P型衬底101表面具有栅氧化层106及多晶硅栅极107，位于所述两N型深阱之间并覆盖部分第二N型深阱；所述第一深阱中含有NLDMOS器件的漏区108a，位于场氧远离多晶硅栅极的末端；靠漏区的场氧上具有漏区场板107（与栅极同为多晶硅材质，采用了相同的附图标记）。所述第二N型深阱中含有P阱104，P阱中具有所述NLDMOS器件的源区108b，以及重掺杂P型区109，重掺杂P型区作为P阱的引出端；所述P阱及第一N型深阱中还具有Ptop层。衬底表面具有层间介质110，金属引线通过接触孔将NLDMOS器件的源区及漏区引出；第一N型深阱上方的层间介质表面还具有漂移区场板。在第一N型深阱中，在场氧103与Ptop层105之间，还具有N型掺杂层105b，且N型掺杂层是分为两段，中间衬底材质隔开。所述的N型掺杂层，其隔断点位于漂移区场板边缘的下方。本专利技术NLDMOS器件的漂移区采用Ptop层注入，起到纵向加速漂移区耗尽的作用，使击穿电压增加。在漂移区表面间隔注入N型杂质，使漂移区表面的N型浓度提高，进一步降低导通电阻；漂移区表面的N型掺杂分成两段，在金属场板的边缘正下方不进行这一步的掺杂，改善该处的电场强度，保持器件击穿电压不会因漂移区表面掺杂浓度的增加而降低。本专利技术所述的NLDMOS器件的工艺方法，共包含如下的步骤一至步骤八的工艺，分别对应附图3～10：步骤一，在P型衬底上通过离子注入形成彼此独立的第一及第二N型深阱。步骤二，利用有源区光刻，打开场氧区域，刻蚀场氧区，生长场氧；场氧位于第一N型深阱上，覆盖第一N型深阱以及第一N型深阱与第二N型深阱之间的衬底表面。步骤三，光刻打开阱注入区域，在第二N型深阱中进行离子注入形成P阱，作为NLDM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NLDMOS器件，在P型衬底上具有第一及第二N型深阱，第一N型深阱作为漂移区，其上具有场氧；P型衬底表面具有栅氧化层及多晶硅栅极，位于所述两N型深阱之间并覆盖部分第二N型深阱；所述第一深阱中含有NLDMOS器件的漏区，位于场氧远离多晶硅栅极的末端；靠漏区的场氧上具有漏区场板；所述第二N型深阱中含有P阱，P阱中具有所述NLDMOS器件的源区，以及重掺杂P型区，重掺杂P型区作为P阱的引出端；所述P阱及第一N型深阱中还具有Ptop层；衬底表面具有层间介质，金属引线通过接触孔将NLDMOS器件的源区及漏区引出；第一N型深阱上方的层间介质表面还具有漂移区场板；其特征在于：在第一N型深阱中，在场氧与Ptop层之间，还具有N型掺杂层，且N型掺杂层是分为两段，中间由衬底隔开。

【技术特征摘要】
1.一种NLDMOS器件，在P型衬底上具有第一及第二N型深阱，第一N型深阱作为漂移区，其上具有场氧；P型衬底表面具有栅氧化层及多晶硅栅极，位于所述两N型深阱之间并覆盖部分第二N型深阱；所述第一深阱中含有NLDMOS器件的漏区，位于场氧远离多晶硅栅极的末端；靠漏区的场氧上具有漏区场板；所述第二N型深阱中含有P阱，P阱中具有所述NLDMOS器件的源区，以及重掺杂P型区，重掺杂P型区作为P阱的引出端；所述P阱及第一N型深阱中还具有Ptop层；衬底表面具有层间介质，金属引线通过接触孔将NLDMOS器件的源区及漏区引出；第一N型深阱上方的层间介质表面还具有漂移区场板；其特征在于：在第一N型深阱中，在场氧与Ptop层之间，还具有N型掺杂层，且N型掺杂层是分为两段，中间由衬底隔开。2.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述的N型掺杂层，其隔断点位于漂移区场板边缘的下方。3.制造如权利要求1所述的NLDMOS器件的工艺方法，其特征在于：包含如下的工艺步骤：步骤一，在P型衬底上通过离子注入形成彼此独立的第一及第二N型深阱；步骤二，利用有源区光刻，打开场氧区域，刻蚀场氧区，生长场氧；步骤三，光刻打开阱注入区域，离子注入形成P阱；步骤四，在P阱中以及第一N型深阱中分别进行P型离子注入，形成Ptop层；步骤五，在第一N型深阱中，场氧的下方进行N型掺杂注入，形成N型掺杂层；步骤六，生长栅氧化层，淀积多晶硅并回刻形成多晶硅栅极，以及漏端的多晶硅场板；步骤七，分别进行N型杂质注入以及P型杂质注入，形成NLDMOS器件的源区及漏区，以及P阱中的重掺杂P型区；步骤八，淀积层间介质，刻蚀接触孔，淀积金属层并刻蚀形成图案，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬华，
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