本发明专利技术公开了一种高压LDMOS器件，在不影响原先整体布局且不增加任何成本的前提下，利用多晶硅栅极对轻掺杂漏区的电场调节作用，通过调整漂移区中的二氧化硅的形貌为m形，栅极为n形，减薄了多晶硅栅极一端下方的绝缘层厚度，从而增强了多晶硅栅极对轻掺杂漏区的电荷感应，使得表面耗尽区展宽，电场分布减弱，最终实现高压LDMOS器件源漏间耐压能力的提高。本发明专利技术还公开了所述高压LDMOS器件的制造方法，其可以与低压LDMOS器件一起制造，这种情况下完全兼容于现有工艺步骤，几乎不增加任何成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor,横向扩散MOS晶体管)器件。
技术介绍
请参阅图1，在硅衬底10上形成有多个LDMOS器件，每个LDMOS器件四周都被隔离结构11所包围，而与其他LDMOS器件相隔离。图1示意性地在其左半部分A显示了一种现有的高压LDMOS器件，在其右半部分B显示了一种现有的低压LDMOS器件。每个LDMOS器件都是在硅衬底10中具有埋层12，埋层12之上为外延层10a，在外延层IOa中具有阱区13和漂移区14。在隔离结构11之上、以及漂移区14的部分表面区域都具有二氧化硅15作为场氧隔离结构(或浅槽隔离结构)。高压LDMOS区域A的硅衬底10之上具有一层较厚的栅氧化层16。低压LDMOS区域B的硅衬底10之上具有一层较薄的栅氧化层17。每个LDMOS器件在栅氧化层16(或17)之上都具有多晶硅栅极21。多晶硅栅极21的一端在漂移区14中的二氧化硅15之上，另一端在阱区13之上的栅氧化层16 (或17)之上。由于漂移区14中的二氧化硅15凸出于硅片表面，因此多晶硅栅极21都呈台阶状。漂移区14中且紧邻二氧化硅15远离多晶硅栅极21的一侧具有一个重掺杂区作为漏极23。阱区13中且在多晶硅栅极21的另一端外侧具有两个重掺杂区分别作为衬底引出区24和源极22。高压LDMOS器件和低压LDMOS器件往往是在同一片硅片上一起生产制造。所述“高压”、“低压”并非指源漏极之间的耐压，而是针对栅极而言。图1所示的高压LDMOS器件和低压LDMOS器件一起制造的方法包括如下步骤:第I步，请参阅图2a，硅片10上已通过隔离结构11完成了各个LDMOS器件之间的隔离，每个LDMOS器件的形成区域A(或B)中都已通过外延、离子注入、退火等工艺形成了外延层10a、埋层12、阱区13和漂移区14。所述埋层12在硅衬底10和外延层IOa之间，而阱区13、漂移区14在外延层IOa中。在隔离结构11的上方以及漂移区14的部分表面上有二氧化硅15作为场氧隔离结构(或浅槽隔离结构)。第2步，请参阅图2b，在整个硅片热氧化生长一层二氧化硅16，该层二氧化硅16直接作为高压LDMOS区域A的厚栅氧化层。二氧化硅15与二氧化硅16，在相接触的区域融为一体。但为清楚表明不同步骤制造，图2b中仍有分界，其余各幅图的处理方式与此相同。第3步，请参阅图2c，采用光刻工艺，使光刻胶20覆盖高压LDMOS区域A，而低压LDMOS区域B未被光刻胶20覆盖。再采用刻蚀工艺，将低压LDMOS区域B中所氧化的二氧化硅16去除掉。这一步的刻蚀也可能会将二氧化硅15刻蚀掉一定的厚度。第4步，请参阅图2d，在整个硅片表面暴露出硅的区域——就是低压LDMOS区域B中除二氧化硅15以外的区域，通过热氧化生长工艺形成一层二氧化硅17，该层二氧化硅17直接作为低压LDMOS区域B的薄栅氧化层。第5步，请参阅图1，在每个LDMOS器件的形成区域A(或B)中，通过多晶硅淀积、光刻和刻蚀工艺在栅氧化层16(或17)之上形成多晶硅栅极21。并且多晶硅栅极21的一端在漂移区14的二氧化硅15之上，另一端在阱区13之上。通过离子注入、退火工艺在阱区13中形成源区22和衬底引出区24，在漂移区14中形成漏区23。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有较高耐压能力的的高压LDMOS器件。为此，本专利技术还要提供所述高压LDMOS器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术高压LDMOS器件包括有漂移区和栅极，在漂移区中具有二氧化硅作为场氧隔离结构或浅槽隔离结构；所述场氧隔离结构的上表面的中间部分具有一个下凹部；该场氧隔离结构因此横向分为第一端部、中间凹陷部和第二端部；所述栅极呈η形即中间高两边低；中间高的部分在所述场氧隔离结构的一个端部之上，一端低的部分在所述场氧隔离结构的中间凹陷部之上，另一端低的部分在栅氧化层之上。所述高压LDMOS器件单独制造的方法包括如下步骤:第I步，形成高压LDMOS器件的埋层、阱区、漂移区和场氧隔离结构或浅槽隔离结构，其中在漂移区的部分表面上具有一个场氧隔离结构或浅槽隔离结构；第2步，在整个硅片热氧化生长一层二氧化硅作为高压LDMOS器件的栅氧化层；第3步，采用光刻和刻蚀工艺，将漂移区中的场氧隔离结构的中间部分刻蚀掉一部分，形成一个下凹部；该漂移区中的场氧隔离结构因此横向分为第一端部、中间凹陷部和第二端部；第4步，形成多晶硅栅极、源极、漏极和衬底引出区；其中多晶硅栅极呈η形即中间高两头低，中间高的部分在漂移区中的场氧隔离结构的一端部之上，一端低的部分在在漂移区中的场氧隔离结构的中间凹陷部之上，另一端低的部分在栅氧化层之上。所述高压LDMOS器件与低压LDMOS器件一起制造的方法包括如下步骤:第I步，硅片上已通过隔离结构完成了各个LDMOS器件之间的隔离，且已形成每个LDMOS器件的外延层、埋层、阱区、漂移区和场氧隔离结构或浅槽隔离结构；其中在漂移区的部分表面上具有一个场氧隔离结构或浅槽隔离结构；第2步，在整个硅片热氧化生长一层二氧化硅作为高压LDMOS区域的栅氧化层；第3步，采用光刻和刻蚀工艺，将高压LDMOS区域中漂移区中的场氧隔离结构的中间部分去除掉一部分、以及将低压LDMOS区域于第2步所氧化的二氧化硅全部去除掉；第4步，在整个硅片表面暴露出硅的区域热氧化生长一层二氧化硅作为低压LDMOS区域的栅氧化层；第5步，形成各个LDMOS器件的多晶硅栅极、源极、漏极和衬底引出区；其中高压LDMOS区域中的多晶硅栅极呈η形即中间高两头低，中间高的部分在漂移区中的场氧隔离结构的一端部之上，一端低的部分在在漂移区中的场氧隔离结构的中间凹陷部之上，另一端低的部分在栅氧化层之上。本专利技术高压LDMOS器件在不影响原先整体布局且不增加任何成本的前提下，利用多晶硅栅极对轻掺杂漏区的电场调节作用，通过调整漂移区之上的二氧化硅的形貌(m形)和栅极的形貌(η形)，减薄了多晶硅栅极一端下方的绝缘层厚度，从而增强了多晶硅栅极对漂移区的电荷感应，使得表面耗尽区展宽，电场分布减弱，最终实现高压LDMOS器件源漏间耐压能力的提闻。本专利技术高压LDMOS器件可以与低压LDMOS器件一起制造，这种情况下完全兼容于现有工艺步骤，几乎不增加任何成本。本专利技术高压LDMOS器件也可以单独制造，从而满足各种其他需要。附图说明图1是现有的高压LDMOS器件的剖面图；图2a 图2d是现有的高压LDMOS器件和低压LDMOS器件一起制造的各步骤剖面图；图3是本专利技术高压LDMOS器件的剖面图；图4a 图4b是本专利技术高压LDMOS器件和低压LDMOS器件一起制造的各步骤剖面图。图中附图标记说明:10为硅衬底；10a为外延层；11为隔离结构；12为埋层；13为阱区；14为漂移区；15为二氧化硅(场氧隔离结构、或浅槽隔离结构);16为厚栅氧化层；17为薄栅氧化层；20为光刻胶；21为多晶硅栅极；22为源极；23为漏极；24为衬底引出区；A为高压LDMOS区域；B为低压LDMOS区域。具体实施例方式请参阅图3，在硅衬底10上形成有多个LDMOS器件，每个LDMOS器件四周都被隔离结构11所包围，而与其他LDMO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压LDMOS器件，包括漂移区和栅极，在漂移区中具有二氧化硅作为场氧隔离结构或浅槽隔离结构；其特征是，所述场氧隔离结构的上表面的中间部分具有一个下凹部；该场氧隔离结构因此横向分为第一端部、中间凹陷部和第二端部；所述栅极呈n形即中间高两边低；中间高的部分在所述场氧隔离结构的一个端部之上，一端低的部分在所述场氧隔离结构的中间凹陷部之上，另一端低的部分在栅氧化层之上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，吴苑，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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