LDMOS晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种LDMOS晶体管及其制作方法，通过在其源区、漏区之间设置多个STI结构，提高了晶体管的击穿电压，避免了STI结构宽度尺寸扩大时其底部中央区域突起的问题；在现有LDMOS晶体管制作工艺的基础上，本发明专利技术中LDMOS晶体管的制作没有增加额外的制造工艺，降低了制作的复杂程度；形成多个STI结构之后，后续的制作工艺不需变更，避免了影响位于同一半导体衬底上的其他器件某些特性的可能；也能避免影响该晶体管本身的一些特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双扩散金属氧化物半导体领域(DMOS)，尤其是涉及一种LDOMS晶体管及其制作方法。
技术介绍
在功率应用中，由于DMOS (double-diffused metal-oxi de-semi conductor)技术采用垂直器件结构(如垂直NPN双极晶体管)，因此具有很多优点，包括高电流驱动能力、低导通电阻和高击穿电压等，专利号为200810103337的文件公开了一种耐高压的DMOS晶体管。DMOS晶体管主要有两种类型，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管VDMOSFET (vertical double-diffused M0SFET)和横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 LDM0SFET(lateral double-dif fused M0SFET)。与常见的场效应晶体管相比，LDMOS晶体管在关键的器件特性方面，如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等方面具有明显的优势，因此得到了广泛应用。其中，击穿电压是LDMOS晶体管的一个重要的考量参数。现有技术中一种常见的N型LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体)结构如图1所示在P型半导体衬底上设有相互分离的P型阱1、N型漂移区2。其中，P型阱I内设有晶体管的源区3，源区3是由两次离子注入形成，一次离子注入是注入浓度较高的砷(As)，另一次离子注入是注入离子浓度较低的硼(B)，离子注入过后再进行一个高温推进过程，由于硼比砷扩散速度快，源区3中的轻掺杂区域在水平方向(图示方向)上比重掺杂区域扩散得更远。作为P型半导体衬底的接出`端，源区3的远离N型漂移区2的一侧设有P型重掺杂有源区4。N型漂移区2的掺杂浓度较低，因此，当LDMOS晶体管接高压时能承受较高的电压。N型漂移区2内设有晶体管的漏区5，漏区5可以是由两次N型离子注入(一次低浓度离子注入、一次高浓度离子注入)或一次N型离子注入(高浓度离子注入)形成。N型漂移区2内靠近源区3的一侧设有一个STI (Shallow Trench Isolation,浅沟槽隔离区)结构6。P型半导体衬底上设有晶体管的栅极，栅极包括形成在P型半导体衬底上的栅氧化层8、栅氧化层8上的多晶硅栅9，栅极的两侧形成有侧墙10。栅极位于晶体管的源区3、漏区5之间，且栅极在水平方向(图示方向)上延伸至STI结构6、源区3的上方，所述栅极在水平方向上(图示方向)与源区3、STI结构6存在交叠。与源区3相比，漏区5更远离栅极，因此漏区5端具有更高的击穿电压。为了增加上述LDMOS晶体管的击穿电压，本领域技术人员能想到的做法之一是增加STI结构在水平方向(图示方向)上的宽度尺寸，以使该结构能分担高压电路中更多的电压，从而增加LDMOS晶体管的击穿电压。但在实际生产过程中会发现这样的做法并不能提高LDMOS晶体管的击穿电压，甚至在某些情况下这样的做法会减小LDMOS晶体管的击穿电压。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种能具有较大击穿电压的LDMOS晶体管，所述LDMOS晶体管的形成方法与现有晶体管的制程兼容，不需增加额外的制作工艺。为解决上述问题，本专利技术提供了一种LDMOS晶体管，包括半导体衬底，所述半导体衬底内设有漂移区、与所述漂移区存在间距的阱区；位于所述阱区内的源区；位于所述漂移区内的漏区、至少两个STI结构，所述STI结构均位于所述漏区与所述源区之间，距离所述漏区最远的STI结构与所述漂移区的远离所述漏区的一侧存在间距；位于所述半导体衬底上的栅极，所述栅极的一侧延伸至所述源区上方，另一侧延伸至靠近所述源区的STI结构的上方。可选的，所述阱区内设有与所述源区接触的掺杂区，所述掺杂区设在所述源区的远离所述栅极的一侧。可选的，所述源区包括轻掺杂区域、重掺杂区域，所述轻掺杂区域位于所述重掺杂区域上方，所述轻掺杂区域与所述阱区的靠近所述漂移区的一侧存在间距。 可选的，所述漏区仅包括重掺杂区域。可选的，所述STI结构的数量为两个。可选的，相邻的所述STI结构之间存在间距。可选的，所述漂移区的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相反。可选的，所述阱区的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相同。可选的，所述掺杂区的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相同。为解决上述问题，本专利技术还提供了一种LDMOS晶体管的制作方法，包括以下制作步骤在半导体衬底内形成至少两个STI结构，相邻的所述STI结构之间存在间距；在所述半导体衬底上形成图形化光刻胶，进行第一次离子注入以形成漂移区，使所述STI结构均设在所述漂移区内，靠近所述漂移区其中一侧的STI结构与所述漂移区的其中一侧存在间距；在所述半导体衬底上形成图形化光刻胶，进行第二次离子注入以形成阱区，所述阱区与所述漂移区之间存在间距；在所述半导体衬底上形成栅极，所述栅极的一侧延伸至靠近所述栅极的STI结构的上方，另一侧延伸至所述阱区的上方；在所述半导体衬底上形成图形化光刻胶，进行第三次离子注入以形成所述源区或所述漏区的轻掺杂区域；在所述栅极的两侧形成侧墙；在所述半导体衬底上形成图形化光刻胶，进行第四次离子注入以形成源区的重掺杂区域、漏区的重掺杂区域。可选的，在所述进行第三次离子注入步骤中形成的是所述源区的轻掺杂区域。可选的，上述制作方法另包括在所述半导体衬底上形成图形化光刻胶，进行第五次离子注入以在所述源区的远离所述栅极的一侧形成掺杂区，所述掺杂区与所述源区接触。可选的，所述第一次离子注入、第三次离子注入、第四次离子注入的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相反，所述第二次离子注入、第五次离子注入的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相同。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点LDMOS晶体管中设置多个STI结构，有效提高了击穿电压，避免了 STI结构宽度尺寸扩大时其底部中央区域突起；在现有LDMOS晶体管制作工艺的基础上，本专利技术中LDMOS晶体管的制作没有增加额外的制造工艺，降低了制作的复杂程度；形成多个STI结构之后，后续的制作工艺不需变更，避免了影响位于同一半导体衬底上的其他器件某些特性的可能；也能避免影响该晶体管本身的一些特性。附图说明 图1是现有技术中一种常见N型LDMOS晶体管的结构示意图。图2是当LDMOS晶体管中的STI结构宽度尺寸扩大时STI结构的形貌图。图3是本专利技术LDMOS晶体管实施例中LDMOS晶体管的结构示意图。图4是本专利技术LDMOS晶体管的制作方法中LDMOS晶体管的制作流程图。图5至图11是图4所示LDMOS晶体管的制作过程中LDMOS晶体管的结构示意图。具体实施例方式为了提高LDMOS晶体管的击穿电压，本领域技术人员能想到的做法之一是增加晶体管源区、漏区之间的STI结构的宽度尺寸，但在实际的晶体管制作过程中会发现这一做法并不能达到增加晶体管击穿电压的目的。相反，在某些情况下这一做法甚至会降低晶体管的击穿电压。因而，技术人员不得不从其它角度，如更换填充STI结构的材料、增加器件整体的尺寸来提高LDMOS晶体管的击穿电压。专利技术人在实践中发现产生这种现象(增加晶体管源区、漏区之间的STI结构的宽度尺寸不能增加晶体管击穿电压)的原因是=STI结构中的浅沟槽是经过等离子体刻蚀工艺形成，在等离子体刻蚀的过程中，等离子体遇到倾斜的侧壁会反弹并对浅沟槽的底部产生第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LDMOS晶体管，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内设有漂移区、与所述漂移区存在间距的阱区；位于所述阱区内的源区；位于所述漂移区内的漏区、至少两个STI结构，所述STI结构均位于所述漏区与所述源区之间，距离所述漏区最远的STI结构与所述漂移区的远离所述漏区的一侧存在间距；位于所述半导体衬底上的栅极，所述栅极的一侧延伸至所述源区上方，另一侧延伸至靠近所述源区的STI结构的上方。

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS晶体管，其特征在于，包括半导体衬底，所述半导体衬底内设有漂移区、与所述漂移区存在间距的阱区；位于所述阱区内的源区；位于所述漂移区内的漏区、至少两个STI结构，所述STI结构均位于所述漏区与所述源区之间，距离所述漏区最远的STI结构与所述漂移区的远离所述漏区的一侧存在间距；位于所述半导体衬底上的栅极，所述栅极的一侧延伸至所述源区上方，另一侧延伸至靠近所述源区的STI结构的上方。2.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述阱区内设有与所述源区接触的掺杂区，所述掺杂区设在所述源区的远离所述栅极的一侧。3.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述源区包括轻掺杂区域、重掺杂区域，所述轻掺杂区域位于所述重掺杂区域上方，所述轻掺杂区域与所述阱区的靠近所述漂移区的一侧存在间距。4.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述漏区仅包括重掺杂区域。5.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述STI结构的数量为两个。6.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，相邻的所述STI结构之间存在间距。7.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述漂移区的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相反。8.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述阱区的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相同。9.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，其特征在于，所述掺杂区的掺杂类型与所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国豪，郑大燮，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：