一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法，该横向双扩散金属氧化物半导体器件包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有漂移区；在所述漂移区中形成有阱区和漏区，在所述阱区中有源区和沟道；在所述漂移区中形成有位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽隔离结构，在所述深沟槽隔离结构的底部形成有交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区沿所述阱区到所述漏区的方向延伸。该横向双扩散金属氧化物半导体器件可以降低导通电阻且表面不形成高电场。该横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法具有类似的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法。
技术介绍
在高压MOS管的发展过程中，主要有垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)和横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)两种类型。虽然垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)导通电阻小，占用版图面积也小，但是它是纵向结构，不易和低压CMOS电路兼容。而横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)具有更好的热稳定性和频率稳定性、更高的增益和耐久性、更低的反馈电容和热阻，以及恒定的输入阻抗和更简单的偏流电路，因此，在目前得到了比较广泛的应用。在目前的高压LDMOS器件中，常规结构SingleResurf(SR，Resurf即reducesurfacefield降低表面电场技术)、DoubleResurf(DR)、TripleResurf(TR)以及mutiResurfLDMOS器件已经广泛的应用。想要在同等耐压基础上得到更低的导通电阻，则需要使用super-junction(SJ，超结)技术。然而，目前为止SJ技术仅被成熟应用在垂直分离晶体管(verticaldiscretetransistor)，譬如VDMOS或IGBT中。在横向晶体管(例如LDMOS)中使用SJ技术时，会遇到很多问题，首先比如可靠性问题，其次便是工艺实现问题。因此有必要提出一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法，以至少部分解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的至少一个问题，本专利技术一方面提供一种半横向双扩散金属氧化物半导体器件，包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有漂移区；在所述漂移区中形成有阱区和漏区，在所述阱区中有源区和沟道；在所述漂移区中形成有位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽隔离结构，在所述深沟槽隔离结构的底部形成有交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区沿所述阱区到所述漏区的方向延伸。可选地，在所述深沟槽隔离结构的侧壁上形成有交替设置的第二P型注入区和第二N型注入区。可选地，所述第二P型注入区和所述第二N型注入区沿垂直于所述半导体衬底的方向延伸。可选地，在所述深沟槽隔离结构的靠近所述阱区的一侧形成有与所述阱区导电类型相同的第三注入区；在所述深沟槽隔离结构的靠近所述漏区的一侧形成有与所述漏区导电类型相同的第四注入区。可选地，所述第一P型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一P型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一P型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小；所述第一N型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一N型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一N型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小。可选地，所述半导体衬底为体硅衬底或绝缘体上硅衬底。根据本专利技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件，由于在深沟槽隔离结构的底部形成交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，从而形成位于深沟槽隔离结构底部的超结，因此由于N/P高浓掺杂不在表面，有利于改善器件可靠性，且无需厚胶和高能注入工艺，降低工艺成本；而且通过深沟槽隔离结构可以使得第一P型注入区和第一N型注入区宽度和间隔的可控性增强。进一步地，在所述深沟槽隔离结构的面向所述阱区和所述漏区的侧壁上形成有交替设置的第二P型注入区和第二N型注入区，使得漂移区由直线型变成U型漂移区，可以大大降低器件尺寸，大幅度降低导通电阻。本专利技术另一方面提供一种横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成漂移区；在所述漂移区形成阱区和漏区，在所述阱区中形成源区和沟道；在所述漂移区中形成位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽隔离结构，在所述深沟槽隔离结构的底部形成有交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区沿所述阱区到所述漏区的方向延伸。可选地，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区通过下述步骤形成：在所述漂移区中在所述阱区和漏区之间形成间隔且平行设置的第一深沟槽；对所述第一深沟槽进行离子注入，以在所述第一深沟槽的底部形成所述第一P型注入区和所述第一N型注入区其中之一填充所述第一深沟槽形成第一深沟槽隔离结构；在相邻的所述第一深沟槽隔离结构之间形成第二深沟槽；对所述第二深沟槽进行离子注入，以在所述第二深沟槽的底部形成所述第一P型注入区和所述第一N型注入区其中另一；填充所述第二深沟槽形成第二深沟槽隔离结构。可选地，还包括：对所述第一深沟槽进行离子注入时还在所述第一深沟槽的面向所述阱区和所述漏区的侧壁上形成第二P型注入区和第二N型注入区其中之一；对所述第二深沟槽进行离子注入时还在所述第二深沟槽的与所述阱区和所述漏区相对的侧壁上形成第二P型注入区和第二N型注入区其中另一。可选地，还包括：在所述第一深沟槽和第二深沟槽与所述阱区和所述漏区相对的一侧分别形成第三深沟槽和第四深沟槽；在所述第三深沟槽的底部和侧壁上形成与所述阱区导电类型相同的第三注入区；在所述第四深沟槽的底部和侧壁形成与所述漏区导电类型相同的第四注入区。可选地，所述第一P型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一P型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一P型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小；所述第一N型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一N型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一N型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小。根据本专利技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，由于在深沟槽隔离结构的底部形成交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，从而形成位于深沟槽隔离结构底部的超结。由于N/P高浓掺杂不在表面，有利于改善器件可靠性，且无需厚胶和高能注入工艺，降低工艺成本；而且通过深沟槽隔离结构可以使得第一P型注入区和第一N型注入区宽度和间隔的可控性增强。进一步地，在所述深沟槽隔离结构的面向所述阱区和所述漏区的侧壁上形成有交替设置的第二P型注入区和第二N型注入区，使得漂移区由直线变成U型漂移区，可以大大降低器件尺寸，大幅度降低导通电阻。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1A示出一种形成有超结的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面图；图1B示出一种形成有超结的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面图；图1C示出图1A和图1B所示的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性俯视图；图1D示出图1A和图1B所示的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性原型图；图2A～图2C示出另一种形成有超结的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面图；图3A～图3C示出另一种形成有超结的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面图；图4A示出根据本专利技术一实施方式的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面图；图4B示出根据本专利技术另一实施方式的横向双扩散金属氧化物半导体器件的示意性剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有漂移区；在所述漂移区中形成有阱区和漏区，在所述阱区中有源区和沟道；在所述漂移区中形成有位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽隔离结构，在所述深沟槽隔离结构的底部形成有交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区沿所述阱区到所述漏区的方向延伸。

【技术特征摘要】
1.一种横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有漂移区；在所述漂移区中形成有阱区和漏区，在所述阱区中有源区和沟道；在所述漂移区中形成有位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽隔离结构，在所述深沟槽隔离结构的底部形成有交替设置的第一P型注入区和第一N型注入区，所述第一P型注入区和所述第一N型注入区沿所述阱区到所述漏区的方向延伸。2.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，在所述深沟槽隔离结构的侧壁上形成有交替设置的第二P型注入区和第二N型注入区。3.根据权利要求2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述第二P型注入区和所述第二N型注入区沿垂直于所述半导体衬底的方向延伸。4.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，在所述深沟槽隔离结构的靠近所述阱区的一侧形成有与所述阱区导电类型相同的第三注入区；在所述深沟槽隔离结构的靠近所述漏区的一侧形成有与所述漏区导电类型相同的第四注入区。5.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述第一P型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一P型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一P型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小；所述第一N型注入区的宽度自所述阱区和所述漏区中与所述第一N型注入区的导电类型相同的一侧向与所述第一N型注入区的导电类型相反的一侧逐渐减小。6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述半导体衬底为体硅衬底或绝缘体上硅衬底。7.一种横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成漂移区；在所述漂移区形成阱区和漏区，在所述阱区中形成源区和沟道；在所述漂移区中形成位于所述阱区和所述漏区之间的深沟槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：何乃龙，张森，李许超，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32