横向双扩散的MOS晶体管及其制造方法技术

横向双扩散ＭＯＳ晶体管，包括设置在第二传导类型的半导体衬底上的第一传导类型的漂移区和形成在漂移区内的表面上的第二传导类型的体扩散区。ＭＯＳ晶体管包括形成在该一个位置以使其经由绝缘膜而覆盖从体扩散区部分到位于扩散区外的漂移区的部分的栅极；ＭＯＳ晶体管还包括分别形成在体扩散区顶部和漂移区顶部的第一传导类型的源极扩散区以及第一传导类型的漏极扩散区，它们分别对应于栅极的两侧。漏极扩散区包括具有源极扩散区峰值浓度的１／１０００或更高浓度的深度扩散部分，且它被定位在比源极扩散区更深的位置上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种横向双扩散的MOS晶体管及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种具有高击穿电压和低通态电阻特性的横向双扩散的MOS晶体管及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着更多功能的电子设备的发展趋势，所采用的半导体装置也变得多样化，所面对的是更高击穿电压、更高的功率、更小的尺寸和更低的功耗的要求。实现更小的功耗则需要更低通态电阻的晶体管。图6示出一种常见的横向双扩散的MOS晶体管的结构。该横向双扩散MOS晶体管在这个例子中是N沟道型MOS晶体管并包括用作形成在P型硅衬底101上的漂移区的低掺杂N阱扩散区102。用于形成沟道的P体扩散区103形成在低掺杂的N阱扩散区102中的表面上。栅极105被设置在一个位置上以使其经由栅极氧化物104而覆盖从P体扩散区103的部分到位于扩散区外的N阱扩散区102的部分。N+源极扩散区106和N+漏极扩散区107被分别形成在P体扩散区103的顶部和N阱扩散区102的顶部，它们分别对应于栅极105的两侧。恰好位于栅极105下并由N+源极扩散区106和N阱扩散区102夹在中间的P体扩散区103的区形成沟道。另外，P体扩散区103经由P+背栅扩散区108和未图示的互连线路短路于N+源极扩散区106，由此防止寄生NPN的作用。要求横向双扩散MOS晶体管具有高击穿电压和低通态电阻。击穿电压取决于P体扩散区103和N+漏极扩散区107之间的水平距离(漂移区长度)并取决于N阱扩散区102的浓度。即，当增加漂移区的长度和减少N阱扩散区102的浓度时，击穿电压变得更高。然而，作为另一必要特性的低通态电阻需要较短的漂移区和较高的N阱扩散区102浓度。其结果，在击穿电压和通态电阻之间的关系是折衷关系。此外，对较小尺寸的要求使加长漂移区以增加击穿电压的选择变得不可接受。作为比较，如图7所示的更普遍使用的DDD(双扩散漏极)结构以及图8所示的结构在JP H11-34-454A中被提出。要注意的是图7和图8对应于图6中的元件组成由图6中的标号分别加上100和200而表示图7和图8中的类似部分，如图7和图8所示的该结构各自具有N阱扩散区209、309(其浓度高于N阱扩散区202、302的浓度并低于N+漏极扩散区207、307的浓度)，它被设置成分别围绕N+漏极扩散区207、307。在这些结构中，由于在相对于漂移区之外的水平方向上的N+漏极扩散区207、307附近的浓度更高，事实上通态电阻略为低于图6的结构，但击穿电压仍旧变得较低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种横向双扩散的MOS晶体管，它具有高击穿电压和低通态电阻特性。为了实现上述目的，这里提供一种横向双扩散MOS晶体管，包括设置在第二传导类型的半导体衬底上的第一传导类型的漂移区；形成在漂移区内的表面上的第二传导类型的体扩散区；形成在该一个位置以使其经由绝缘膜而覆盖从体扩散区部分到位于扩散区外的漂移区的部分的栅极；以及分别形成在体扩散区顶部和漂移区顶部的第一传导类型的源极扩散区以及第一传导类型的漏极扩散区，它们分别对应于栅极的两侧，其中漏极扩散区包括具有源极扩散区峰值浓度的1/1000或更高浓度的深度扩散部分，且它被定位在比源极扩散区更深的位置上。这里，扩散区的“浓度”这个术语指界定扩散区的传导类型(N型或P型)的掺杂物的浓度。扩散区的“峰值浓度”这个术语指当扩散区的浓度具有空间分布时所产生的最大浓度值。在根据本专利技术的横向双扩散MOS晶体管中，漏极扩散区包括深度扩散部分，它的浓度等于源极扩散区峰值浓度的1/1000或超过这个值并位于比源极扩散区更深的位置上。结果，相比于现有技术的例子(图6)，在源极扩散区和漏极扩散区之间的电流路径在漏极扩散区工作侧从深度方向延伸，故降低了通态电阻。另一方面，对于其长度和浓度设置成基本上等于现有技术例子(图6)中的那些参数的漂移区可保持击穿电压防止变低。这样，这能实现具有高击穿电压和低通态电阻特性的横向双扩散MOS晶体管。理想的是扩散区在由体扩散区的浓度分布以及相对于仅在栅极下的水平方向上的漏极扩散区的浓度分布(重度掺杂的浓度扩散)所夹在中间的区上具有恒定的浓度。还有，第一传导类型漂移区不一定要直接形成在第二传导类型半导体衬底上，并可以形成在第一传导类型半导体层的表面上，例如外延层等。它形成在第二传导类型半导体衬底上。因此，在一个实施例中，这里提供一种横向双漂移MOS晶体管，还包括设置在半导体衬底上并具有第一传导类型的特定浓度的半导体层，其中，漂移区由半导体层或形成在半导体层并具有不同于特定浓度的浓度的区组成。在这个实施例的横向双扩散MOS晶体管中，器件设计的自由度得以增加。在一个实施例中，这里提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中漏极扩散区的表面浓度是第一导电类型漂移区的表面浓度的10倍或更多。在这个实施例的横向双扩散MOS晶体管中，由于漏极扩散区的表面浓度是第一导电类型漂移区的表面浓度的10倍或更多，可通过相当少的热处理实现限定漏极扩散区的掺杂物深度扩散。这样，可简单地形成漏极扩散区的深度扩散区。在一个实施例中，这里提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中漏极扩散区由至少两个不同的扩散部分组成；以及诸扩散部分的至少一个形成深度扩散部分。在该实施例的横向双扩散MOS晶体管中，漏极扩散区由至少两个不同的扩散部分组成，可简单地形成深度扩散部分。在一个实施例中，这里提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中限定两个扩散部分的一个扩散部分的掺杂物是砷而限定另一扩散部分的另一种掺杂物是磷。可简单地制造该实施例的横向双扩散MOS晶体管。一般来说，源极扩散是由砷(As)形成的并且扩散深度很浅。因此，一个扩散部分可与源极扩散同时形成，因此不会增加制造成本。另外，其中使用具有较大扩散系数的磷(P)的另一扩散部分可用较少的热处理而实现深度扩散。因此，深度扩散部分可由其它扩散部分简单地组成。作为其结果，可简单地制造该实施例的横向双扩散MOS晶体管。在一个实施例中提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中漏极扩散区的扩散深度等于体扩散区的扩散深度。这里，术语扩散区的“扩散深度”指扩散区的传导类型从半导体层表面开始以深度方向连续的距离。在该实施例的横向双扩散MOS晶体管中，由于漏极扩散区的扩散深度等于体扩散区的扩散深度，在源极扩散区和漏极扩散区之间的电流路径在漏极扩散区工作侧上以深度方向充分延伸，由此通态电阻减小。另外，由于漏极扩散区的扩散深度不比必要深度来得深，可省去掺杂物扩散的热处理。在一个实施例中提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中漏极扩散区的扩散深度在1μm-3μm的范围内。在该实施例的横向双扩散MOS晶体管中，漏极扩散区的扩散深度，如果落在1μm-3μm的范围内，它等于普通体扩散区的深度。因此，在源极扩散区和漏极扩散区之间的电流路径在漏极扩散区侧上以深度方向充分延伸，由此减少了通态电阻。另外，由于漏极扩散区的扩散深度不比必要深度来得深，可省去掺杂物扩散的热处理。在一个实施例中提供一种横向双扩散MOS晶体管，其中漏极扩散区的深度扩散部分的峰值浓度为1×1019cm-3或更多。在该实施例的横向双扩散MOS晶体管中，由于深度扩散部分的峰值浓度为1×1019cm-3或更多，在源极扩散区和漏极扩散区之间的电流路径可靠地以深度方向充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双扩散ＭＯＳ晶体管，包括：设置在第二传导类型的半导体衬底上的第一传导类型的漂移区；形成在漂移区内的表面上的第二传导类型的体扩散区；形成在该一个位置以使其经由绝缘膜而覆盖从体扩散区部分到位于扩散区外的漂移区的部 分的栅极；以及分别形成在体扩散区顶部和漂移区顶部的第一传导类型的源极扩散区以及第一传导类型的漏极扩散区，它们分别对应于栅极的两侧，其中漏极扩散区包括深度扩散部分，该深度扩散部分具有源极扩散区峰值浓度的１／１０００或更高浓度且 被定位在比源极扩散区更深的位置上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泷本贵博，福岛稔彦，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]