具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法技术

本发明专利技术提供一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法，器件包括：图形SOI衬底，其绝缘层中具有窗口，窗口中具有N型外延层及N型连接区；N型体区；超结结构，其一侧并与N型体区横向连接，超结结构包括层叠的N型超结体区及P型超结体区；P型体区，连接于超结结构的另一侧；P型源区；N型重掺杂衬底接触区；P型漏区，形成于P型体区中；场氧化层，形成于P型超结体区中；栅氧化层，横跨于P型源区及P型超结体区之间；栅极层，形成于栅氧化层上。本发明专利技术的超结结构可有效降低器件的导通电阻，降低器件表面电场。本发明专利技术的场氧化层可以使得器件的击穿电压位于衬底之中，防止器件表面电场过大而导致的击穿电压降低。

【技术实现步骤摘要】
具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法
本专利技术属于半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法。
技术介绍
与常规的LDMOS相比，SOI技术具有高速、低功耗、高集成度、极小的寄生效应以及良好的隔离特性等优点，并减弱了闭锁效应和具备强抗辐照能力，使集成电路的可靠性和抗软失误能力大大提高，正逐渐成为制造高速度、低功耗、高集成度和高可靠性的集成电路的主流技术。根据SOI介质场增强(EPhaPcedDielectriclayerField，简称EPDIF)普适理论，采用超薄顶硅层可提高SOI器件的纵向耐压，但同时也导致了较大的比导通电阻。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法，以在保持器件具有较高的击穿电压的同时降低器件的比导通电阻。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，所述器件包括：图形SOI衬底，包括依次层叠P型硅衬底、绝缘层及顶硅层，所述绝缘层中具有窗口，所述窗口底部的P型硅衬底中形成有N型连接区，所述窗口中填充有N型外延层，所述N型外延层连接所述P型硅衬底及所述顶硅层；N型体区，形成于所述N型外延层上的顶硅层中；超结结构，形成于所述顶硅层中，其一侧并与所述N型体区横向连接，所述超结结构包括层叠的N型超结体区及P型超结体区；P型体区，形成于所述顶硅层中，并连接于所述超结结构的另一侧；P型源区，形成于所述N型体区中；N型重掺杂衬底接触区，形成于所述N型体区中；P型漏区，形成于所述P型体区中；场氧化层，形成于所述P型超结体区中；栅氧化层，横跨于所述P型源区及所述P型超结体区之间；栅极层，形成于所述栅氧化层上。可选地，所述栅氧化层还横跨于所述场氧化层上以与所述场氧化层具有交叠区域，所述交叠区域的宽度介于所述场氧化层宽度的1/4～3/4之间。可选地，所述场氧化层的厚度小于所述P型超结体区的深度，所述场氧化层包括locos场氧化层或STI场氧化层，所述场氧化层的厚度范围介于3000埃～5000埃，宽度介于1微米～2微米。可选地，所述N型超结体区的注入离子包括磷，离子注入剂量介于1～5E13/cm2，所述P型超结体区的注入离子包括硼，离子注入剂量介于1～3E13/cm2。可选地，所述器件的耐压介于50V～300V之间，导通电阻不大于200mohm*mm2。本专利技术还提供一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件的制作方法，包括步骤：1)提供一P型硅衬底，于所述P型硅衬底上形成绝缘层；2)于所述绝缘层中刻蚀出窗口；3)于所述窗口底部的P型衬底中形成N型连接区，于所述窗口中形成P型外延层，并在所述绝缘层上形成顶硅层；4)于所述顶硅层中形成场氧化层；5)通过光刻工艺和离子注入工艺，使所述P型外延层反型成N型外延层，并分别在所述顶硅层中形成N型体区、超结结构及P型体区，其中，所述N型体区形成于所述N型外延层上，所述超结结构的一侧所述N型体区横向连接，另一侧与所述P型体区连接，所述超结结构包括层叠的N型超结体区及P型超结体区；6)形成栅氧化层及栅极层，所述栅氧化层横跨于所述N型体区及所述P型超结体区之间，所述栅极层位于所述栅氧化层上；7)形成P型源区、P型漏区及N型重掺杂衬底接触区，所述P型源区形成于所述N型体区中，所述P型漏区形成于所述P型体区中，所述N型重掺杂衬底接触区形成于所述N型体区中。可选地，步骤1)采用热氧化工艺于所述N型衬底上形成绝缘层，所述绝缘层的厚度介于0.5微米～2微米之间，步骤3)形成的顶硅层的厚度介于3微米～10微米之间，所述顶硅层为N型掺杂。可选地，所述场氧化层的厚度小于所述P型超结体区的深度，所述场氧化层包括locos场氧化层或STI场氧化层，所述场氧化层的厚度范围介于3000埃～5000埃，宽度介于1微米～2微米。可选地，所述N型超结体区的注入离子包括磷，离子注入能量介于1000ev～3000ev之间，离子注入剂量介于1～5E13cm2之间，所述P型超结体区的注入离子包括硼，离子注入能量介于200keV～500keV之间，离子注入剂量介于1～3E13/cm2之间。可选地，所述栅氧化层还横跨于所述场氧化层上以与所述场氧化层具有交叠区域，所述交叠区域的宽度介于所述场氧化层宽度的1/4～3/4之间。可选地，所述器件的耐压介于50V～300V之间，导通电阻不大于200mohm*mm2。如上所述，本专利技术的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件及制作方法，具有以下有益效果：本专利技术通过在SOI衬底上形成超结结构，超结结构可提高P型超结体区(作为LDMOS的漂移区)的掺杂浓度，从而可有效降低器件的导通电阻，通过N型超结体区的电荷平衡，可有效降低器件表面电场。本专利技术在漏端设置场氧化层，场氧化层可以使得器件的击穿电压位于衬底之中，防止器件表面电场过大而导致的击穿电压降低。本专利技术可有效减小器件的导通电阻，解决了传统SOI器件的导通电阻和击穿电压之间的矛盾。附图说明图1～图9显示为本专利技术实施例的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件的制作方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图9显示为本专利技术实施例的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件的结构示意图。元件标号说明101P型硅衬底102绝缘层103窗口104N型外延层105顶硅层106场氧化层107N型体区108N型超结体区109P型超结体区110P型体区111栅氧化层112栅极层113P型源区114N型重掺杂衬底接触区115P型漏区116源接触电极117体接触电极118漏接触电极119栅接触电极120N型连接区121N型外延层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。在本申请的上下文中，所描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于，所述器件包括：/n图形SOI衬底，包括依次层叠P型硅衬底、绝缘层及顶硅层，所述绝缘层中具有窗口，所述窗口底部的P型硅衬底中形成有N型连接区，所述窗口中填充有N型外延层，所述N型外延层连接所述P型硅衬底及所述顶硅层；/nN型体区，形成于所述N型外延层上的顶硅层中；/n超结结构，形成于所述顶硅层中，其一侧并与所述N型体区横向连接，所述超结结构包括层叠的N型超结体区及P型超结体区；/nP型体区，形成于所述顶硅层中，并连接于所述超结结构的另一侧；/nP型源区，形成于所述N型体区中；/nN型重掺杂衬底接触区，形成于所述N型体区中；/nP型漏区，形成于所述P型体区中；/n场氧化层，形成于所述P型超结体区中；/n栅氧化层，横跨于所述P型源区及所述P型超结体区之间；/n栅极层，形成于所述栅氧化层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于，所述器件包括：
图形SOI衬底，包括依次层叠P型硅衬底、绝缘层及顶硅层，所述绝缘层中具有窗口，所述窗口底部的P型硅衬底中形成有N型连接区，所述窗口中填充有N型外延层，所述N型外延层连接所述P型硅衬底及所述顶硅层；
N型体区，形成于所述N型外延层上的顶硅层中；
超结结构，形成于所述顶硅层中，其一侧并与所述N型体区横向连接，所述超结结构包括层叠的N型超结体区及P型超结体区；
P型体区，形成于所述顶硅层中，并连接于所述超结结构的另一侧；
P型源区，形成于所述N型体区中；
N型重掺杂衬底接触区，形成于所述N型体区中；
P型漏区，形成于所述P型体区中；
场氧化层，形成于所述P型超结体区中；
栅氧化层，横跨于所述P型源区及所述P型超结体区之间；
栅极层，形成于所述栅氧化层上。


2.根据权利要求1所述的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于：所述栅氧化层还横跨于所述场氧化层上以与所述场氧化层具有交叠区域，所述交叠区域的宽度介于所述场氧化层宽度的1/4～3/4之间。


3.根据权利要求1所述的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于：所述场氧化层的厚度小于所述P型超结体区的深度，所述场氧化层包括locos场氧化层或STI场氧化层，所述场氧化层的厚度范围介于3000埃～5000埃，宽度介于1微米～2微米。


4.根据权利要求1所述的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于：所述N型超结体区的注入离子包括磷，离子注入剂量介于1～5E13/cm2，所述P型超结体区的注入离子包括硼，离子注入剂量介于1～3E13/cm2。


5.根据权利要求1所述的具有超结结构的SOI横向LDMOS器件，其特征在于：所述器件的耐压介于50V～300V之间，导通电阻不大于200mohm*mm2。


6.一种具有超结结构的SOI横向LDMOS器件的制作方法，其特征在于，包括步骤：
1)提供一P型硅衬底，于所述P型硅衬底上形成绝缘层；
2)于所述绝缘层中刻蚀出窗口；
3)于所述窗口底部的P型衬底中形成N型连接区，于所述窗口中形成P型外延...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凡，
申请(专利权)人：宁波宝芯源功率半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33