NLDMOS器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种NLDMOS器件，包括：由第一N型深阱组成的漂移区，形成于和第一N型深阱具有间距的第二N型深阱中的P阱，形成于漂移区表面的第一PTOP层和形成于P阱表面的第二PTOP层；源极的金属的延伸到漂移区的顶部并形成的源端金属场板和栅极在漂移区顶部的走线形成的栅端金属场板都向源侧移动用以拉大和漏极延伸形成的漏端金属场板的间距从而提高器件的击穿电压。本发明专利技术还公开了一种NLDMOS器件的制造方法。本发明专利技术能提高器件的击穿电压，能使器件的导通电阻保持不变和降低。

NLDMOS Device and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
NLDMOS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N型横向扩散金属氧化物半导体(NLDMOS)器件；本专利技术还涉及一种NLDMOS器件的制造方法。
技术介绍
500V横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)既具有分立器件高压大电流特点，又汲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。击穿电压作为衡量500V器件的关键参数而显得尤为重要，现有技术通过在漂移区的表面形成P型顶层(PTOP)层能够增加漂移区的耗尽，实现降低表面电场(Resurf)效果，如图1所示，是现有NLDMOS器件的结构示意图；在硅衬底1上形成由N型深阱2组成，P阱4和漂移区相隔一定距离，P阱4也被一个N型深阱2包围，场氧3形成于N型深阱2表面，栅极结构由栅氧化层6和多晶硅栅7组成，源区8b形成于P阱4中并和多晶硅栅7自对准，P阱引出区9形成于P阱4表面并由P+区组成，漏区8b形成于漂移区表面并和场氧3的一侧自对准；在场氧3的靠近漏区8a侧形成有多晶硅场板7a，多晶硅场板7a和多晶硅栅7都是同一层多晶硅光刻刻蚀形成。层间膜10将底部的器件区域覆盖，通过接触孔和正面金属层引出器件的源极11a、漏极11b和栅极11c。在漂移区的表面形成有PTOP层5，在源区8b侧的P阱4的底部也形成有PTOP层5，PTOP层5能够增加漂移区的耗尽，降低表面电场，最终提高器件的击穿电压。其中，源极11、漏极13和栅极12的正面金属层分别会延伸到漂移区的顶部并形成源端金属场板、漏端金属场板和栅极走线，源端金属场板、漏端金属场板和栅极走线能起到提高漂移区表面峰值电场的作用，使击穿电压增加。
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，能提高器件的击穿电压。此，本专利技术还提供一种NLDMOS器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的NLDMOS器件包括：形成于P型半导体衬底中的第一N型深阱和第二N型深阱，所述第一N型深阱和所述第二N型深阱工艺条件相同且相隔一定距离，漂移区由所述第一N型深阱组成。形成于所述第二N型深阱中的P阱。形成于所述半导体衬底上方的多晶硅栅，所述多晶硅栅和所述半导体衬底表面隔离有栅介质层，在横向上所述多晶硅栅从所述P阱延伸到所述漂移区上方，被所述多晶硅栅覆盖的所述P阱用于形成沟道；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述P阱上方、所述多晶硅栅的第二侧面位于所述漂移区上方。由N+区组成的源区和漏区，所述源区形成于所述P阱中并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。由P+区组成的衬底引出区，所述衬底引出区形成于所述P阱中并用于将所述P阱引出，所述衬底引出区和所述源区横向接触。场氧，位于所述P阱和所述漏区之间的所述漂移区上方，所述场氧的第二侧和所述漏区横向接触，所述场氧的第一侧延伸到所述第一N型深阱的第一侧和所述第二N型深阱的第二侧之间；所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述场氧上方。第一PTOP层，形成于所述漂移区表面且位于所述场氧的底部。第二PTOP层，形成于所述P阱中。在所述半导体衬底正面形成有层间膜，在所述层间膜的顶部形成有由正面金属层形成的源极、漏极和栅极，所述源极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述源区以及所述衬底引出区接触，所述漏极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述漏区接触，所述栅极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述多晶硅栅接触。所述源极的正面金属层的第二侧还向所述漂移区的方向延伸形成源端金属场板。所述漏极的正面金属层的第一侧还延伸到所述漂移区的顶部并形成漏端金属场板。所述栅极的正面金属层位于所述漂移区的顶部形成栅端金属场板。所述第一PTOP层用于加速所述漂移区的表面的耗尽从而提高器件的击穿电压。所述源端金属场板的第二侧和所述栅端金属场板都向所述源区一侧移动以增加所述栅端金属场板和所述漏端金属场板之间的间距从而提高所述漂移区表面的电场峰值的间距并从而提高器件的击穿电压，所述栅端金属场板的第二侧位于所述多晶硅栅的第二侧的外侧以及所述栅端金属场板的第一侧延伸到所述多晶硅栅的第一侧和第二侧之间。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，所述场氧为浅沟槽场氧或局部场氧。进一步的改进是，在所述场氧的顶部的靠近所述漏区一侧形成有多晶硅场板，所述多晶硅场板通过穿过所述层间膜的接触孔连接所述漏极。进一步的改进是，所述第二PTOP层的工艺条件和所述第一PTOP层的工艺条件相同且同时形成；或者，所述第一PTOP层和所述第二PTOP层分开形成且所述第一PTOP层的注入能量大于所述第二PTOP层的注入能量，所述第一PTOP层的注入剂量等于所述第二PTOP层的注入剂量。进一步的改进是，所述正面金属层的材料为铝。为解决上述技术问题，本专利技术提供的NLDMOS器件的制造方法包括如下步骤：步骤一、采用光刻工艺同时打开第一N型深阱和第二N型深阱的形成区域并进行N型离子注入同时在所述P型半导体衬底中形成所述第一N型深阱和所述第二N型深阱，所述第一N型深阱的第一侧和所述第二N型深阱的第二侧具有间距；由所述第一N型深阱组成漂移区。步骤二、在所述漂移区上方形成场氧。步骤三、光刻打开P阱注入区并进行P阱注入在所述第二N型深阱中形成P阱。步骤四、形成第一PTOP层和第二PTOP层，所述第一PTOP层形成于所述漂移区表面且位于所述场氧的底部。所述第二PTOP层形成于所述P阱中。步骤五、形成栅介质层和多晶硅栅，所述多晶硅栅在横向上从所述P阱延伸到所述漂移区上方，被所述多晶硅栅覆盖的所述P阱用于形成沟道，所述多晶硅栅的第一侧面位于所述P阱上方、第二侧面位于所述漂移区顶部的所述场氧上方。步骤六、进行N+注入形成源区和漏区，所述源区形成于所述P阱中并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，所述场氧的第二侧和所述漏区横向接触。步骤七、进行P+注入形成衬底引出区，所述衬底引出区形成于所述P阱中并用于将所述P阱引出，所述衬底引出区和所述源区横向接触。步骤八、在所述半导体衬底正面形成层间膜。步骤九、形成穿过所述层间膜的接触孔，所述接触孔和底部对应的所述源区和所述衬底引出区、所述漏区以及所述多晶硅栅接触。步骤十、在所述层间膜顶部形成正面金属层并进行光刻刻蚀形成源极、漏极和栅极，所述源极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述源区以及所述衬底引出区接触，所述漏极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述漏区接触，所述栅极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述多晶硅栅接触。所述源极的正面金属层的第二侧还向所述漂移区的方向延伸形成源端金属场板。所述漏极的正面金属层的第一侧还延伸到所述漂移区的顶部并形成漏端金属场板。所述栅极的正面金属层位于所述漂移区的顶部形成栅端金属场板。所述第一PTOP层用于加速所述漂移区的表面的耗尽从而提高器件的击穿电压。所述源端金属场板的第二侧和所述栅端金属场板都向所述源区一侧移动以增加所述栅端金属场板和所述漏端金属场板之间的间距从而提高所述漂移区表面的电场峰值的间距并从而提高器件的击穿电压，所述栅端金属场板的第二侧位于所述多晶硅栅的第二侧的外侧以及所述栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NLDMOS器件，其特征在于，包括：形成于P型半导体衬底中的第一N型深阱和第二N型深阱，所述第一N型深阱和所述第二N型深阱工艺条件相同且相隔一定距离，漂移区由所述第一N型深阱组成；形成于所述第二N型深阱中的P阱；形成于所述半导体衬底上方的多晶硅栅，所述多晶硅栅和所述半导体衬底表面隔离有栅介质层，在横向上所述多晶硅栅从所述P阱延伸到所述漂移区上方，被所述多晶硅栅覆盖的所述P阱用于形成沟道；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述P阱上方、所述多晶硅栅的第二侧面位于所述漂移区上方；由N+区组成的源区和漏区，所述源区形成于所述P阱中并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；由P+区组成的衬底引出区，所述衬底引出区形成于所述P阱中并用于将所述P阱引出，所述衬底引出区和所述源区横向接触；场氧，位于所述P阱和所述漏区之间的所述漂移区上方，所述场氧的第二侧和所述漏区横向接触，所述场氧的第一侧延伸到所述第一N型深阱的第一侧和所述第二N型深阱的第二侧之间；所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述场氧上方；第一PTOP层，形成于所述漂移区表面且位于所述场氧的底部；第二PTOP层，形成于所述P阱中；在所述半导体衬底正面形成有层间膜，在所述层间膜的顶部形成有由正面金属层形成的源极、漏极和栅极，所述源极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述源区以及所述衬底引出区接触，所述漏极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述漏区接触，所述栅极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述多晶硅栅接触；所述源极的正面金属层的第二侧还向所述漂移区的方向延伸形成源端金属场板；所述漏极的正面金属层的第一侧还延伸到所述漂移区的顶部并形成漏端金属场板；所述栅极的正面金属层位于所述漂移区的顶部形成栅端金属场板；所述第一PTOP层用于加速所述漂移区的表面的耗尽从而提高器件的击穿电压；所述源端金属场板的第二侧和所述栅端金属场板都向所述源区一侧移动以增加所述栅端金属场板和所述漏端金属场板之间的间距从而提高所述漂移区表面的电场峰值的间距并从而提高器件的击穿电压，所述栅端金属场板的第二侧位于所述多晶硅栅的第二侧的外侧以及所述栅端金属场板的第一侧延伸到所述多晶硅栅的第一侧和第二侧之间。...

【技术特征摘要】
1.一种NLDMOS器件，其特征在于，包括：形成于P型半导体衬底中的第一N型深阱和第二N型深阱，所述第一N型深阱和所述第二N型深阱工艺条件相同且相隔一定距离，漂移区由所述第一N型深阱组成；形成于所述第二N型深阱中的P阱；形成于所述半导体衬底上方的多晶硅栅，所述多晶硅栅和所述半导体衬底表面隔离有栅介质层，在横向上所述多晶硅栅从所述P阱延伸到所述漂移区上方，被所述多晶硅栅覆盖的所述P阱用于形成沟道；所述多晶硅栅的第一侧面位于所述P阱上方、所述多晶硅栅的第二侧面位于所述漂移区上方；由N+区组成的源区和漏区，所述源区形成于所述P阱中并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；由P+区组成的衬底引出区，所述衬底引出区形成于所述P阱中并用于将所述P阱引出，所述衬底引出区和所述源区横向接触；场氧，位于所述P阱和所述漏区之间的所述漂移区上方，所述场氧的第二侧和所述漏区横向接触，所述场氧的第一侧延伸到所述第一N型深阱的第一侧和所述第二N型深阱的第二侧之间；所述多晶硅栅的第二侧面延伸到所述场氧上方；第一PTOP层，形成于所述漂移区表面且位于所述场氧的底部；第二PTOP层，形成于所述P阱中；在所述半导体衬底正面形成有层间膜，在所述层间膜的顶部形成有由正面金属层形成的源极、漏极和栅极，所述源极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述源区以及所述衬底引出区接触，所述漏极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述漏区接触，所述栅极通过穿过所述层间膜的接触孔和所述多晶硅栅接触；所述源极的正面金属层的第二侧还向所述漂移区的方向延伸形成源端金属场板；所述漏极的正面金属层的第一侧还延伸到所述漂移区的顶部并形成漏端金属场板；所述栅极的正面金属层位于所述漂移区的顶部形成栅端金属场板；所述第一PTOP层用于加速所述漂移区的表面的耗尽从而提高器件的击穿电压；所述源端金属场板的第二侧和所述栅端金属场板都向所述源区一侧移动以增加所述栅端金属场板和所述漏端金属场板之间的间距从而提高所述漂移区表面的电场峰值的间距并从而提高器件的击穿电压，所述栅端金属场板的第二侧位于所述多晶硅栅的第二侧的外侧以及所述栅端金属场板的第一侧延伸到所述多晶硅栅的第一侧和第二侧之间。2.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。3.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述栅介质层为栅氧化层。4.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述场氧为浅沟槽场氧或局部场氧。5.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：在所述场氧的顶部的靠近所述漏区一侧形成有多晶硅场板，所述多晶硅场板通过穿过所述层间膜的接触孔连接所述漏极。6.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述第二PTOP层的工艺条件和所述第一PTOP层的工艺条件相同且同时形成；或者，所述第一PTOP层和所述第二PTOP层分开形成且所述第一PTOP层的注入能量大于所述第二PTOP层的注入能量，所述第一PTOP层的注入剂量等于所述第二PTOP层的注入剂量。7.如权利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于：所述正面金属层的材料为铝。8.一种NLDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采用光刻工艺同时打开第一N型深阱和第二N型深阱的形成区域并进行N型离子注入同时在所述P型半导体衬底中形成所述第一N型深阱和所述第二N型深阱，所述第一N型深阱的第一侧和所述第二N型深阱的第二侧具有间距；由所述第一N型深阱组成漂移区；步...

【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