横向双扩散金属氧化物半导体器件及制作方法技术

本申请实施例公开了一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及制作方法，该器件包括：第一衬底，第一衬底包括第一硅层、第一氧化层、第二硅层，第一氧化层裸露第一硅层部分表面，第二硅层覆盖第一氧化层；第三硅层，覆盖第一硅层裸露部分表面，第三硅层所在区域以及第一衬底与第三硅层对应区域组成漂移区；凹陷，位于漂移区，贯穿第三硅层，延伸至第一硅层中，凹陷中具有击穿场强大于第一硅层、第二硅层、第三硅层击穿场强的填充物，使得器件具有较高的击穿电压，还具有附着凹陷侧壁及底部的附着材料层，附着材料层的介电常数大于第一硅层、第二硅层及第三硅层的介电常数，有助于减小器件导通电阻，使得器件具有较高击穿电压，同时导通电阻较小。电阻较小。电阻较小。

【技术实现步骤摘要】
横向双扩散金属氧化物半导体器件及制作方法


[0001]本申请涉及半导体器件
，尤其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

[0002]横向双扩散金属氧化物半导体（Laterally
‑
diffused metal
‑
oxide semiconductor，简称LDMOS）器件，因其耐高压、易集成等优点，广泛应用于各种高压集成电路中，如功率开关、AC/DC转换器等。
[0003]其中，LDMOS器件中具有漂移区，该漂移区的掺杂浓度较低，电阻较大，使得漂移区可以承受较高的电压，从而使得LDMOS器件具有高击穿电压，使得当LDMOS器件接入高压时，能够避免器件被击穿，保证器件的正常工作。
[0004]在设计LDMOS器件时，除了关注高击穿电压以外，器件的低导通电阻对于器件性能也是非常重要的。然而，为了得到大的击穿电压，通常需要延长漂移区，但是延长漂移区又势必会导致器件的导通电阻增大，使得器件性能恶化。因此，提供一种同时具备高击穿电压和低导通电阻的LDMOS器件，成为了本领域技术人员的研究重点。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体，该半导体器件具有较高的击穿电压，且导通电阻较小，有助于提高该半导体器件的性能。
[0006]为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：一种横向双扩散金属氧化物半导体器件，包括：第一衬底，所述第一衬底包括依次层叠的第一硅层、第一氧化层、第二硅层，其中，所述第一氧化层裸露所述第一硅层部分表面，所述第二硅层覆盖所述第一氧化层；第三硅层，所述第三硅层覆盖所述第一硅层裸露部分表面，并且所述第二硅层背离所述第一硅层表面一侧与所述第三硅层背离所述第一硅层表面一侧平齐，其中，所述第三硅层所在区域以及所述第一衬底与所述第三硅层相对应的区域组成漂移区；凹陷，所述凹陷位于所述漂移区，贯穿所述第三硅层，延伸至所述第一硅层中，但不贯穿所述第一硅层，所述凹陷侧壁以及底部具有附着材料层，并且所述凹陷中还具有填充物，所述填充物填充所述凹陷中除所述附着材料层以外的区域，其中，所述附着材料层的介电常数大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的介电常数，所述填充物的击穿场强大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的击穿场强；栅电极结构，所述栅电极结构位于所述第二硅层表面，且位于所述第三硅层表面；源电极结构，所述源电极结构位于所述第二硅层表面；漏电极结构，所述漏电极结构位于所述第三硅层表面。
[0007]可选的，所述附着材料层的材料为SrTiO3或Pb(Zr
0.53
,Ti
0.47
)O3，所述附着材料层厚度的取值范围为100nm~500nm，包括端点值；所述填充物的材料为SiO2。
[0008]可选的，还包括：P阱和N阱，其中，所述第一衬底中具有所述第一氧化层的区域为P阱，所述第一衬底除所述P阱区域外的区域为N阱。
[0009]可选的，还包括：P阱和N阱，所述第一衬底具有所述第一氧化层的区域为N阱区域，所述第一衬底除所述N阱区域外的区域为P阱区域。
[0010]可选的，所述源电极结构为抬高式源电极结构，所述漏电极结构为抬高式漏电极结构。
[0011]一种横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，可选的，包括：形成第一衬底，所述第一衬底包括依次层叠的第一硅层、第一氧化层、第二硅层，其中，所述第一氧化层裸露所述第一硅层部分表面，所述第二硅层覆盖所述第一氧化层；形成第三硅层，所述第三硅层覆盖所述第一硅层裸露部分表面，并且所述第二硅层背离所述第一硅层表面一侧与所述第三硅层背离所述第一硅层表面一侧平齐，其中，所述第三硅层所在区域以及所述第一衬底与所述第三硅层对应的区域成漂移区；在所述漂移区中形成凹陷，所述凹陷贯穿所述第三硅层，延伸至所述第一硅层中，但不贯穿所述第一硅层；在所述凹陷侧壁以及底部形成附着材料层，之后，在所述凹陷中形成填充物，所述填充物填充所述凹陷中除所述附着材料层以外的区域，其中，所述附着材料层的介电常数大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的介电常数，所述填充物的击穿场强大于第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的击穿场强；形成栅电极结构，所述栅电极结构位于所述第二硅层表面，且位于所述第三硅层表面；形成源电极结构，所述源电极结构位于所述第二硅层表面；形成漏电极结构，所述漏电极结构位于所述第三硅层表面。
[0012]可选的，形成所述第一衬底包括：提供第二衬底，所述第二衬底包括由依次层叠的第四硅层、第二氧化层、第五硅层，其中，所述第二氧化层覆盖所述第四硅层表面，所述第五硅层覆盖所述第二氧化层背离所述第四硅层表面一侧；刻蚀所述第五硅层和所述第二氧化层，裸露所述第四硅层部分表面，形成所述第一硅层、所述第一氧化层以及所述第二硅层，以形成所述第一衬底。
[0013]可选的，形成所述第三硅层之后，形成所述凹陷之前，该制作方法还包括：在所述第一衬底中具有所述第一氧化层的区域形成P阱，在所述第一衬底除所述P阱区域外的区域形成N阱。
[0014]可选的，形成所述第三硅层之后，形成所述凹陷之前，还包括：在所述第一衬底中具有所述第一氧化层的区域形成N阱，在所述第一衬底除所述N阱区域外的区域形成P阱。
[0015]与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：本申请所提供的技术方案包括：第一衬底，所述第一衬底由下至上依次包括第一硅层、第一氧化层、第二硅层，其中，所述第一氧化层裸露所述第一硅层部分表面，所述第二硅层覆盖所述第一氧化层；第三硅层，所述第三硅层覆盖所述第一硅层裸露部分表面，并且所述第二硅层背离所述第一硅层表面一侧与所述第三硅层背离所述第一硅层表面一侧平
齐，其中，所述第三硅层所在区域以及所述第一衬底与所述第三硅层对应的区域组成漂移区；还包括凹陷，所述凹陷位于所述漂移区，贯穿所述第三硅层，延伸至所述第一硅层中，但不贯穿所述第一硅层，所述凹陷侧壁以及底部具有附着材料层，并且所述凹陷中还具有填充物，所述填充物的击穿场强大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的击穿场强，能够增大所述漂移区的击穿场强，相比于现有的LDMOS器件，在相同漂移区长度的情况下，所述LDMOS器件的击穿电压较大，使得所述LDMOS器件具有较高的击穿电压。并且，所述附着材料层的介电常数大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的介电常数，使得在相同的击穿场强时，所述附着材料层的电通量密度大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的电通量密度，进而使得漂移区中的大部分电通量更倾向于从所述附着材料层中流过，有助于漂移区的耗尽，使得在形成所述LDMOS器件时，可以增加漂移区的掺杂浓度，进而有助于减小所述LDMOS器件的导通电阻，使得所述LDMOS器件具有较高击穿电压的同时，导通电阻也较小，优化所述LDMOS器件的性能。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：第一衬底，所述第一衬底包括依次层叠的第一硅层、第一氧化层、第二硅层，其中，所述第一氧化层裸露所述第一硅层部分表面，所述第二硅层覆盖所述第一氧化层；第三硅层，所述第三硅层覆盖所述第一硅层裸露部分表面，并且所述第二硅层背离所述第一硅层表面一侧与所述第三硅层背离所述第一硅层表面一侧平齐，其中，所述第三硅层所在区域以及所述第一衬底与所述第三硅层相对应的区域组成漂移区；凹陷，所述凹陷位于所述漂移区，贯穿所述第三硅层，延伸至所述第一硅层中，但不贯穿所述第一硅层，所述凹陷侧壁以及底部具有附着材料层，并且所述凹陷中还具有填充物，所述填充物填充所述凹陷中除所述附着材料层以外的区域，其中，所述附着材料层的介电常数大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的介电常数，所述填充物的击穿场强大于所述第一硅层、所述第二硅层以及所述第三硅层的击穿场强；栅电极结构，所述栅电极结构位于所述第二硅层表面，且位于所述第三硅层表面；源电极结构，所述源电极结构位于所述第二硅层表面；漏电极结构，所述漏电极结构位于所述第三硅层表面。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述附着材料层的材料为SrTiO3或Pb(Zr
0.53
,Ti
0.47
)O3，所述附着材料层厚度的取值范围为100nm~500nm，包括端点值；所述填充物的材料为SiO2。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：P阱和N阱，其中，所述第一衬底中具有所述第一氧化层的区域为P阱，所述第一衬底除所述P阱区域外的区域为N阱。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：P阱和N阱，所述第一衬底具有所述第一氧化层的区域为N阱区域，所述第一衬底除所述N阱区域外的区域为P阱区域。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源电极结构为抬高式源电极结构，所述漏电极结构为抬高式漏电极结构。6.一种横向双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵇彤，叶甜春，罗军，李彬鸿，苏炳熏，许静，许滨滨，王国庆，
申请(专利权)人：锐立平芯微电子广州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：