避免双峰效应的横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构制造技术

本发明专利技术提出一种横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构，包括自下而上分布的基底层、氧化层和多晶硅层，多晶硅层作为ＬＤＮＭＯＳ的栅极。两个Ｎ型漂移区，分别位于基底层内的氧化层的两侧，以做为ＬＤＮＭＯＳ的源极和漏极。Ｐ型漂移区，在基底层内环设在ＬＤＮＭＯＳ的栅极、源极和漏极外，以作为ＬＤＮＭＯＳ的基电极。其中，氧化层另外两侧的边缘离Ｐ型漂移区边缘的距离为０～０．２ｕｍ。本发明专利技术提出的ＬＤＮＭＯＳ结构能够使ＬＤＮＭＯＳ的栅氧化层ＧＯＸ中较薄的部分居于Ｎ型漂移区之外，不属于器件有效尺寸范围内，而有效栅氧化层厚度保持均匀，避免由于较薄栅氧化层引起在ＭＯＳ在更低的亚阈电压下开启，从而限制ＬＤＮＭＯＳ的双峰效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构，更涉及一种避免双峰效应的横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构。
技术介绍
横向扩散金属氧化物半导体晶体管(Laterally Diffused N type MetalOxidesemiconductor，LDNMOS)在几成电路设计与制造中有着重要地位。例如横向扩散金属氧化物半导体晶体管(HV LDNMOS)便被广泛使用在薄膜晶体管液晶显示屏的驱动芯片中。 目前的LDNMOS的结构示意图如图1和图2所示，图1为已知的LDNMOS结构的俯视示意图；图2为图1中LDNMOS沿x方向上的剖面示意图；图3为图1中LDNMOS沿y方向上的剖面示意图。LDNMOS自下而上包括基底层B、氧化层GOX、多晶硅层P。基底层B内具有N型漂移区N-d、P型漂移区P-d以及用于隔离N型漂移区N-d和P型漂移区P-d的浅沟槽隔离区(Shallow Trenchlsolation， STI)。其中N型漂移区N_d、P型漂移区P_d分别由P型离子注入和N型离子注入来形成的，其上更具有由更大浓度的P型和N型离子注入所形成的引脚P+和N+，引脚P+和N+用于将LDNMOS与外界做欧姆接触。 由于在LDNMOS制造过程中，由于通常利用湿法生长氧化层GOX，由氧原子与基底层B中的硅发生反应，从而生成硅的氧化物，最终在基底层B上形成氧化层GOX。然而，这种工艺中，基底层B中间部分与靠近STI的边缘部分生长速度不同，中间部分比靠近STI的边缘部分生长速度快很多，因此，靠近STI边缘处的氧化层GOX总会比氧化层GOX的中间部位薄得多，即LDNMOS的与STI区交接的转角处的氧化层较薄。 氧化层GOX与P型漂移区P-d之间通常会设置浅沟槽隔离，如此在垂直方向上氧化层GOX与P型漂移区之间存在一定的距离a，如图1所示。 上述的机构中，较薄的那部分氧化层GOX为有效导电部分，而这部分氧化层GOX由于比较薄，因此能承受的开启电压较低，进而造成LDNMOS有一个较低的开启电压，这个开启电压低于晶体管的正常开启电压，进而形成了晶体管的Id-Vg曲线上有两个凸起(如图4中虚线曲线所示)，也就是晶体管具有双峰效应，它的表现是在次临界区(B-threshold)，MOS还没有开启时(Vg< Vt)，晶体管出现了明显的漏电(I-leakage)。这种漏电的提前出现，会直接导致晶体管的失效和产品的低良品率。因此双峰效应在晶体管的工艺要求上是应当尽量避免的。
技术实现思路
本专利技术提出一种避免双峰效应的LD画OS结构，能够解决上述问题。 为了达到目的，本专利技术提出一种横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构，包括自下而上分布的基底层、氧化层和多晶硅层，上述多晶硅层作为横向扩散金属氧化物半导体晶体管的栅极。两个N型漂移区，分别位于上述基底层内的上述氧化层的两侧，以做为横向扩散金属氧化物半导体晶体管的源极和漏极。P型漂移区，在上述基底层内环设在横向扩散金属氧化物半导体晶体管的栅极、源极和漏极外。其中，上述氧化层另外两侧的边缘离上述P型漂移区边缘的距离为0 0. 2um。 更进一步的，其中P型漂移区是由向上述基底层中注入P型离子形成的。 更进一步的，其中N型漂移区是由向上述基底层中注入N型离子形成的。 更进一步的，其中P型和N型漂移区中更具有由更浓的离子注入形成引脚，以分别将上述基底层、源极、漏极与外界做欧姆接触。 更进一步的，其中上述基底层中在上述氧化层、P型漂移区和N型漂移区之间具有浅沟槽隔离区。 本专利技术提出的LDNM0S结构，氧化层G0X在x方向上的边缘离漂移区的边缘很近甚至重合，这样的结构能够使LDNM0S的栅氧化层G0X中较薄的部分居于N型漂移区之外，不属于器件有效尺寸范围内，而有效栅氧化层厚度保持均匀，器件的阈值电压Vt恒定。避免由于较薄栅氧化层引起在M0S在更低的亚阈电压下开启，从而限制LDNM0S的双峰效应。附图说明 图1为已知的LDNM0S结构的俯视示意图； 图2为图1中LDNM0S沿x方向上的剖面示意图； 图3为图1中LDNM0S沿y方向上的剖面示意图； 图4为本专利技术所揭露的LDNM0S结构的俯视示意图； 图5为图4中LDNM0S结构沿x方向上的剖面示意图； 图6为图4中LDNM0S结构沿y方向上的剖面示意图。 图7为本专利技术中的LDNM0S结构的Id-Vg特性图。具体实施例方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。 图4为本专利技术所揭露的LDNM0S结构的俯视示意图；图5为图4中LDNM0S结构沿x方向上的剖面示意图；图6为图4中LDNM0S结构沿y方向上的剖面示意图。 请同时参考图4 6，本实施中LDNM0S结构自下而上依次包括基底层B、氧化层G0X、多晶硅层P。 本实施例中，基底层B为N阱，其上形成的多晶硅层P做为LDNMOS的栅极G。基底层B内氧化层GOX的两侧有相对应设置的N型漂移区N-d作为LDNM0S的源极S和漏极D。 其中N型漂移区N-d是由N型离子注入来形成的。N型漂移区N_d更具有由更大浓度的N型离子注入所形成的引脚N+，引脚N+用于将源极S和漏极D与外界做欧姆接触。 在LDNM0S结构的源极S、漏极D和栅极G外围形成有环形的P型漂移区P_d，以作为基底层B的引出。其中P型漂移区P-d上更具有由更大浓度的P型离子注入所形成的引脚P+，引脚P+用于将基底层B与外界做欧姆接触。 本实施例中的P型漂移区与N型漂移区的位置、大小和深度的数据是依本领域技术人员根据工艺要求来设置的，本专利技术并不予以限制。 N型漂移区N-d和P型漂移区P-d之间的基底层形成有浅沟槽隔离区(ShallowTrench Isolation, STI)，用于隔离N型漂移区N-d和P型漂移区P-d。 值得注意的是，本实施例中的LDNM0S结构中，氧化层GOX的另外两侧的边缘离漂 移区的边缘的距离为0 0. 2um，即氧化层G0X在电子移动方向的垂直方向上与漂移区重合 或距离非常近，这个数据是专利技术人根据多次试验而确定的。 这样的结构能够使LDNMOS的栅氧化层GOX中较薄的部分居于N型漂移区之外，不 属于器件有效尺寸范围内，而有效栅氧化层厚度保持均匀，器件的阈值电压Vt恒定。避免 由于较薄栅氧化层引起在MOS在更低的亚阈电压下开启，从而LDNMOS的双峰效应能够得到 限制，如图7中的实线所描绘的。 图7为本专利技术中的LDNMOS结构的Id-Vg特性图。其中测试条件为LDNMOS结构的 通道宽度(由源区和漏区的宽度确定)/长度比为50/2. 5，漏极D加偏压Vd = 0. IV，源极S 保持零偏压，基电极Vb = 0、 -2V、 -5V三种情况下，栅极G上的偏压从0上升到5V，得到如 图7所示的曲线。 其中空心图标形成的曲线所示为已知的LDNMOS结构的Id-Vg特性，实心图标形成 的曲线所示为本专利技术所揭露的LDNMOS结构的Id-Vg特性。由图中可以看出，本专利技术所揭露 的LDNMOS结构无双峰效应。 虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本专利技术。本专利技术所属技 术领域中具有通常知识者，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因 此，本专利技术的保护范围当视权利要求书所界定者为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向扩散金属氧化物半导体晶体管结构，其特征是，包括：自下而上分布的基底层、氧化层和多晶硅层，上述多晶硅层作为横向扩散金属氧化物半导体晶体管的栅极；两个Ｎ型漂移区，分别位于上述基底层内的上述氧化层的两侧，以做为横向扩散金属氧化物半导体晶体管的源极和漏极；以及Ｐ型漂移区，在上述基底层内环设在横向扩散金属氧化物半导体晶体管的栅极、源极和漏极外，作为横向扩散金属氧化物半导体晶体管的基电极，其中，上述氧化层另外两侧的边缘离上述Ｐ型漂移区边缘的距离为０～０．２ｕｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙平，令海阳，陈爱军，易亮，黄庆丰，杨华岳，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]