采用高电压反注入的功率晶体管制造技术

采用高电压反注入的功率晶体管。本文提出场效应晶体管器件(可选的是横向功率晶体管)及其形成方法，所述方法包括：提供衬底；形成掺杂的隐埋层；在位于隐埋层上的衬底中形成主阱。可以在主阱中形成漂移漏极，在主阱中以及在漂移漏极和隐埋层之间对反注入区域进行注入。主阱可以包括第一注入区域和第二注入区域，其中第二注入区域的深度小于第一注入区域的深度。可以在第一注入区域和第二注入区域之间的深度处进行反注入。主阱和反注入区域可以包括具有相同导电类型的掺杂物，或都包括p+型掺杂物。可以在漂移漏极的一部分的上方形成栅极。

【技术实现步骤摘要】
采用高电压反注入的功率晶体管
一般而言，本文描述的实施例涉及半导体器件，具体而言，涉及金属氧化物半导体(MOS)器件，更具体而言，涉及高电压MOS器件的结构和制造方法。
技术介绍
高电压金属氧化物半导体(HVMOS)器件广泛应用于许多电子器件，诸如输入/输出(I/O)电路、CPU电源供应器、功率管理系统、AC/DC交换器等。存在各种形式的HVMOS器件。对称HVMOS器件可以在源极侧和漏极侧具有对称结构。可以对漏极侧和源极侧施加高电压。不对称HVMOS器件可以在源极侧和漏极侧具有不对称结构。HVMOS结构具有额定电流和额定击穿电压，它们是沟道尺寸的函数。当在“导通”状态时，理想的HVMOS器件在源极和漏极之间显示高击穿电压和低电阻。通常成组形成和操作功率MOS器件，包括HVMOS结构，其中并联操作多个功率MOS器件以在多个器件之间分配电流。当接近高电压或在高电压下操作多个器件时，可以采用若干技术包括浅沟槽隔离(STI)和其他外围高电压n阱(HVNW)和p阱(HVPW)来隔离器件。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于形成器件的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成隐埋层；在位于所述隐埋层上方的衬底中形成具有第一导电类型的主阱；在所述主阱中形成具有第二导电类型的漂移漏极；以及在所述主阱中对具有所述第一导电类型的反注入区域进行注入，所述反注入区域介于所述漂移漏极和所述隐埋层之间。在所述的方法中，至少通过在第一深度处进行第一离子注入和在小于所述第一深度的第二深度处进行第二离子注入来形成所述主阱，并且，通过在小于所述第一深度且大于所述第二深度的第三深度处进行第三离子注入来形成所述反注入区域。在所述的方法中，至少通过在第一深度处进行第一离子注入和在小于所述第一深度的第二深度处进行第二离子注入来形成所述主阱，并且，通过在小于所述第一深度且大于所述第二深度的第三深度处进行第三离子注入来形成所述反注入区域，其中，所述第一离子注入的浓度为约4.0E12和约5.0E12之间，所述第二离子注入的浓度为约2.5E12和约3.5E12之间。在所述的方法中，至少通过在第一深度处进行第一离子注入和在小于所述第一深度的第二深度处进行第二离子注入来形成所述主阱，并且，通过在小于所述第一深度且大于所述第二深度的第三深度处进行第三离子注入来形成所述反注入区域，其中，所述第一离子注入的浓度为约4.0E12和约5.0E12之间，所述第二离子注入的浓度为约2.5E12和约3.5E12之间，所述第三离子注入的浓度为约2.0E12和约3.0E12之间。在所述的方法中，形成所述漂移漏极包括在所述衬底上方施加第一图案掩模以及通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述漂移漏极进行注入，并且，对反注入区域进行注入包括通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述反注入区域进行注入。在所述的方法中，形成所述漂移漏极包括在所述衬底上方施加第一图案掩模以及通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述漂移漏极进行注入，并且，对反注入区域进行注入包括通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述反注入区域进行注入，其中，对反注入区域进行注入包括对至少两个反注入区域进行注入，所述反注入区域被非漂移区域隔开。在所述的方法中，形成所述漂移漏极包括在所述衬底上方施加第一图案掩模以及通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述漂移漏极进行注入，并且，对反注入区域进行注入包括通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述反注入区域进行注入，其中，对反注入区域进行注入包括对至少两个反注入区域进行注入，所述反注入区域被非漂移区域隔开，所述的方法还包括在对所述反注入区域进行注入之后，在所述漂移漏极的至少一部分中形成源极和漏极。在所述的方法中，形成所述漂移漏极包括在所述衬底上方施加第一图案掩模以及通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述漂移漏极进行注入，并且，对反注入区域进行注入包括通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述反注入区域进行注入，其中，对反注入区域进行注入包括对至少两个反注入区域进行注入，所述反注入区域被非漂移区域隔开，所述的方法还包括在所述衬底的表面上形成栅极结构，所述栅极结构覆盖所述漂移漏极的至少一部分。根据本专利技术的另一方面，提供了一种器件，包括：衬底；隐埋层，设置在所述衬底中；主阱，具有第一导电类型，所述主阱位于所述隐埋层上方的衬底中；至少一个漂移漏极，具有第二导电类型，所述至少一个漂移漏极位于所述主阱中；至少一个反注入区域，位于所述主阱中且具有所述第一导电类型，所述至少一个反注入区域设置在所述至少一个漂移漏极和所述隐埋层之间；以及栅极结构，位于所述主阱以及所述至少一个漂移漏极的一部分的上方。在所述的器件中，所述主阱包括第一深度处的第一注入区域和小于所述第一深度的第二深度处的第二注入区域，并且，第一所述反注入区域设置在所述第一注入区域和所述第二注入区域之间。在所述的器件中，所述主阱和第一所述反注入区域均包含具有相同导电类型的掺杂物。在所述的器件中，所述主阱和第一所述反注入区域均包含具有相同导电类型的掺杂物，其中，所述主阱是包含p型掺杂物的高电压p阱，所述第一反注入区域包含p型掺杂物。所述的器件还包括：两个或更多个漂移漏极；两个或更多个反注入区域，每一个反注入区域都设置在漂移漏极和所述隐埋层的一部分之间；以及源极和漏极，均设置在一个所述漂移漏极中。所述的器件还包括：两个或更多个漂移漏极；两个或更多个反注入区域，每一个反注入区域都设置在漂移漏极和所述隐埋层的一部分之间；以及源极和漏极，均设置在一个所述漂移漏极中；p+型基础结构，设置在所述主阱中以及所述主阱的表面，所述基础结构在所述主阱的表面环绕所述源极和漏极；以及STI结构，设置在所述主阱中以及所述基础结构和所述源极和漏极之间。根据本专利技术的又一方面，提供了一种器件，包括：主阱，具有自所述主阱的第一面距离第一深度处的第一注入区域和自所述第一面距离第二深度处的第二注入区域，其中，所述第二深度小于所述第一深度；隐埋层，设置在所述主阱的第二面；多个漂移漏极，设置在所述主阱中且具有第一导电类型；以及多个反注入区域，位于所述主阱中且具有第二导电类型，每一个反注入区域都设置在所述隐埋层和一个所述漂移漏极之间。在所述的器件中，所述第一深度约为2微米，所述第二深度约为1微米。在所述的器件中，所述第一深度约为2微米，所述第二深度约为1微米，其中，所述反注入区域设置在约1.5微米的深度处。在所述的器件中，所述主阱和所述反注入区域包含具有相同导电类型的掺杂物。在所述的器件中，所述隐埋层具有所述第一导电类型。在所述的器件中，所述主阱被具有所述第一导电类型的隔离阱围绕。附图说明为了更全面地理解本专利技术及其优势，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：图1A示出具有垂直BJT区域的常规HVMOS器件的截面图；图1B示出根据实施例的HVMOS器件的俯视图；以及图2至图7是根据实施例制造HVMOS器件的中间阶段的截面图。具体实施方式在下面详细论述本专利技术实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的专利技术构思。所论述的具体实施例仅是制造和使用本专利技术的示例性具体方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成器件的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成隐埋层；在位于所述隐埋层上方的衬底中形成具有第一导电类型的主阱；在所述主阱中形成具有第二导电类型的漂移漏极；以及在所述主阱中对具有所述第一导电类型的反注入区域进行注入，所述反注入区域介于所述漂移漏极和所述隐埋层之间。

【技术特征摘要】
2012.07.20 US 13/554,8801.一种用于形成高电压功率晶体管器件的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成隐埋层；在位于所述隐埋层上方的衬底中形成具有第一导电类型的主阱；在所述主阱中形成具有第二导电类型的漂移漏极；以及在所述主阱中对具有所述第一导电类型的反注入区域进行注入，所述反注入区域介于所述漂移漏极和所述隐埋层之间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少通过在第一深度处进行第一离子注入和在小于所述第一深度的第二深度处进行第二离子注入来形成所述主阱，并且，通过在小于所述第一深度且大于所述第二深度的第三深度处进行第三离子注入来形成所述反注入区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一离子注入的浓度为4.0E12和5.0E12之间，所述第二离子注入的浓度为2.5E12和3.5E12之间。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三离子注入的浓度为2.0E12和3.0E12之间。5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述漂移漏极包括在所述衬底上方施加第一图案掩模以及通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述漂移漏极进行注入，并且，对反注入区域进行注入包括通过所述第一图案掩模中的一个或多个开口对所述反注入区域进行注入。6.根据权利要求5所述的方法，其中，对反注入区域进行注入包括对至少两个反注入区域进行注入，所述反注入区域被非漂移区域隔开。7.根据权利要求6所述的方法，还包括在对所述反注入区域进行注入之后，在所述漂移漏极的至少一部分中形成源极和漏极。8.根据权利要求6所述的方法，还包括在所述衬底的表面上形成栅极结构，所述栅极结构覆盖所述漂移漏极的至少一部分。9.一种高电压功率晶体管器件，包括：衬底；隐埋层，设置在所述衬底中；主阱，具有第一导电类型，所述主阱位于所述隐埋层上方的衬底中；至少一个漂移漏极，具有第二导电类型，所述至少一个漂移漏极位于所述主阱中；至少一个反注入区域，位于所述主阱中且具有所述第一导电类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧世匡，朱振樑，陈奕升，陈斐筠，郑光茗，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：