一种高压器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术，具体的说是涉及一种高压器件及其制造方法。本发明专利技术的高压器件集成在第一种导电类型半导体衬底上，包括第二种导电类型半导体漂移区、第二种导电类型半导体源区、第二种导电类型半导体漏区、第二种导电类型半导体重掺杂层、第一种导电类型半导体体区、第一种导电类型半导体体接触区、第一种导电类型半导体降场层、栅氧化层、场氧化层、金属前介质、多晶硅栅电极、源极金属、漏极金属，第二种导电类型半导体重掺杂层设置在场氧化层和第一种导电类型半导体降场层之间。本发明专利技术的有益效果为，在相同的导通能力的情况下具有更小的芯片面积，优化器件的表面电场，并且制备方法简单，工艺难度较低。本发明专利技术尤其适用于高压器件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及半导体技术，具体的说是涉及。本专利技术的高压器件集成在第一种导电类型半导体衬底上，包括第二种导电类型半导体漂移区、第二种导电类型半导体源区、第二种导电类型半导体漏区、第二种导电类型半导体重掺杂层、第一种导电类型半导体体区、第一种导电类型半导体体接触区、第一种导电类型半导体降场层、栅氧化层、场氧化层、金属前介质、多晶硅栅电极、源极金属、漏极金属，第二种导电类型半导体重掺杂层设置在场氧化层和第一种导电类型半导体降场层之间。本专利技术的有益效果为，在相同的导通能力的情况下具有更小的芯片面积，优化器件的表面电场，并且制备方法简单，工艺难度较低。本专利技术尤其适用于高压器件。【专利说明】
本专利技术涉及半导体技术，具体的说是涉及。
技术介绍
高压器件是高压功率集成电路发展必不可少的部分，高压功率器件要求具有高的击穿电压，低的导通电阻和低的开关损耗。在功率LDMOS (Latral Double-diffusedM0SFET)器件设计中，比导通电阻和击穿电压存在矛盾关系，随着击穿电压的提高，器件的比导通电阻急剧上升，从而限制了高压LDMOS器件在高压功率集成电路中的应用，尤其是在要求低导通损耗和小芯片面积的电路中。为了克服高导通电阻的问题，J.A.APPLES等人提出了 RESURF (Reduced SURface Field)降低表面场技术，被广泛应用于高压器件的设计中，其中，triple RESURF是迄今为止，用于实际AC/DC等产品中的近乎最优良的结构，在此基础上进一步改善高压器件的比导通电阻与耐压是业界的需求，同时triple RESURF结构的源端电场过高，影响器件可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是针对上述问题，提出一种新型高压器件及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种高压器件，其元胞结构包括第一种导电类型半导体衬底1、第二种导电类型半导体漂移区21、第二种导电类型半导体源区22、第二种导电类型半导体漏区23、第一种导电类型半导体体区31、第一种导电类型半导体体接触区32、第一种导电类型半导体体区埋层33、第一种导电类型半导体降场层34、栅氧化层41、场氧化层42、金属前介质43、多晶娃栅电极51、源极金属52和漏极金属53，所述第二种导电类型半导体漂移区21、第一种导电类型半导体体区31和第一种导电类型半导体体区埋层33设置在第一种导电类型半导体衬底I中，所述第一种导电类型半导体体区埋层33设置在第一种导电类型半导体体区31的下表面，所述第一种导电类型半导体降场层34和第二种导电类型半导体漏区23设置在第二种导电类型半导体漂移区21中，所述第二种导电类型半导体源区22和第一种导电类型半导体体接触区32设置在第一种导电类型半导体体区31中并相互独立，所述场氧化层42设置在第二种导电类型半导体漂移区21的上表面，所述栅氧化层41设置在部分第二种导电类型半导体源区22的上表面、第一种导电类型半导体体区31的上表面和第二种导电类型半导体漂移区21的上表面并与场氧化层42连接，所述多晶硅栅电极51设置在栅氧化层41的上表面和部分场氧化层42的上表面，所述源极金属52设置在第一种导电类型半导体体接触区32的上表面、部分第二种导电类型半导体源区22的上表面，所述漏极金属53设置在部分第二种导电类型半导体漏区23的上表面，所述金属前介质43填充在源极金属52和漏极金属53之间,源极金属52和漏极金属53在金属前介质43上表面延伸形成场板，其特征在于，还包括第二种导电类型半导体重掺杂层，所述第二种导电类型半导体重掺杂层由分为多段的第二种导电类型半导体区域构成并设置在第一种导电类型半导体降场层34和场氧化层42之间。其中，第二种导电类型半导体重掺杂层分为?6i多段，多个第二种导电类型半导体重掺杂层?6i的分段区域大小可以相同或不同，区域间距随着向第二种导电类型半导体漏区23靠近而逐渐减小，分段区域的间距可以相同或不相同，区域大小随着向第二种导电类型半导体漏区23靠近而逐渐增大。具体的，还包括第二种导电类型半导体埋层24，所述第二种导电类型半导体埋层24设置在第二种导电类型半导体漂移区21中并位于第一种导电类型半导体降场层34的下表面。本方案的优点在于为器件提供另一条低阻的导电通道。具体的，所述第一种导电类型半导体体区31和第一种导电类型半导体体区埋层33设置在第二种导电类型半导体漂移区21中。具体的，所述第二种导电类型半导体漂移区21设置在第一种导电类型半导体衬底I的上表面。具体的，还包括SOI衬底2，所述SOI衬底2设置在第一种导电类型半导体衬底I和第二种导电类型半导体漂移区21之间并分别与第一种导电类型半导体衬底I和第二种导电类型半导体漂移区21连接。一种高压器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步:采用光刻和离子注入工艺，在第一种导电类型半导体衬底I中注入第二种导电类型半导体杂质，退火扩散形成第二种导电类型半导体漂移区21，所述第一种导电类型半导体衬底I的电阻率为10?200欧姆.厘米，第二种导电类型半导体漂移区21的注入剂量为lE12cnT2?2E13cnT2 ；第二步:采用光刻和离子注入工艺，在第一种导电类型半导体衬底I中注入第一种导电类型半导体杂质，退火扩散形成第一种导电类型半导体体区31，所述第一种导电类型半导体体区31的注入剂量为lE12cm_2?5E13cm_2 ；第三步:在第二种导电类型半导体漂移区21上表面形成场氧化层42 ；第四步:采用光刻和离子注入工艺，在第二种导电类型半导体漂移区21中注入第一种导电类型半导体杂质，形成第一种导电类型半导体体区埋层33和第一种导电类型半导体降场层34，所述第一种导电类型半导体杂质的注入剂量为IEllcnT2?2E13cnT2 ；第五步:采用光刻和离子注入工艺，在第二种导电类型半导体漂移区21中注入第二种导电类型半导体杂质，快速热退火形成分段的第二种导电类型半导体重掺杂层，所述第二种导电类型半导体重掺杂层的注入剂量为IEllcnT2?2E13cm_2 ；第六步:在部分第二种导电类型半导体源区22的上表面、第一种导电类型半导体体区31的上表面和第二种导电类型半导体漂移区21的上表面形成栅氧化层41，所述栅氧化层41的厚度为7nm?IOOnm ；第七步:在栅氧化层41的上表面和部分场氧化层42的上表面形成多晶硅栅电极51，所述多晶硅栅极51的方块电阻值为10?40欧姆/方块；第八步:采用光刻和离子注入工艺，在第二种导电类型半导体漂移区21中形成第二种导电类型半导体漏区23，在第一种导电类型半导体体区31中形成相互独立的第二种导电类型半导体源区22、第一种导电类型半导体体接触区32，所述第二种导电类型半导体漏区23、第二种导电类型半导体源22、第一种导电类型半导体体接触区32的注入剂量为lE13cm2 ?2E16cm2 ；第九步:在部分第二种导电类型半导体源22的上表面、多晶硅栅极51的上表面、氧化层42的上表面和部分第二种导电类型半导体漏区23的上表面淀积形成金属前介质43 ；第十步:在第一种导电类型半导体体接触区32的上表面和第二种导电类型半导体源22的上表面形成源极金属52，在第二种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压器件，其元胞结构包括第一种导电类型半导体衬底（1）、第二种导电类型半导体漂移区（21）、第二种导电类型半导体源区（22）、第二种导电类型半导体漏区（23）、第一种导电类型半导体体区（31）、第一种导电类型半导体体接触区（32）、第一种导电类型半导体体区埋层（33）、第一种导电类型半导体降场层（34）、栅氧化层（41）、场氧化层（42）、金属前介质（43）、多晶硅栅电极（51）、源极金属（52）和漏极金属（53），所述第二种导电类型半导体漂移区（21）、第一种导电类型半导体体区（31）和第一种导电类型半导体体区埋层（33）设置在第一种导电类型半导体衬底（1）中，所述第一种导电类型半导体体区埋层（33）设置在第一种导电类型半导体体区（31）的下表面，所述第一种导电类型半导体降场层（34）和第二种导电类型半导体漏区（23）设置在第二种导电类型半导体漂移区（21）中，所述第二种导电类型半导体源区（22）和第一种导电类型半导体体接触区（32）设置在第一种导电类型半导体体区（31）中并相互独立，所述场氧化层（42）设置在第二种导电类型半导体漂移区（21）的上表面，所述栅氧化层（41）设置在部分第二种导电类型半导体源区（22）的上表面、第一种导电类型半导体体区（31）的上表面和第二种导电类型半导体漂移区（21）的上表面并与场氧化层（42）连接，所述多晶硅栅电极（51）设置在栅氧化层（41）的上表面和部分场氧化层（42）的上表面，所述源极金属（52）设置在第一种导电类型半导体体接触区（32）的上表面、部分第二种导电类型半导体源区（22）的上表面，所述漏极金属（53）设置在部分第二种导电类型半导体漏区（23）的上表面，所述金属前介质（43）填充在源极金属（52）和漏极金属（53）之间，源极金属（52）和漏极金属（53）在金属前介质（43）上表面延伸形成场板，其特征在于，还包括第二种导电类型半导体重掺杂层，所述第二种导电类型半导体重掺杂层由分为多段的第二种导电类型半导体区域构成并设置在第一种导电类型半导体降场层（34）和场氧化层（42）之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔明，李燕妃，蔡林希，吴文杰，许琬，陈涛，胡利志，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：