專利名稱：超級結(jié)ldmos器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種超級結(jié)LDMOS器件；本發(fā)明還涉及一種超級結(jié)LDMOS器件的制造方法。
背景技術(shù)：
高壓MOSFET在電力電子、電源管理及IXD和LED驅(qū)動等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高壓MOSFET的器件結(jié)構(gòu)多種多樣，但其主要的性能指標(biāo)有兩個擊穿電壓和導(dǎo)通電阻。為了在實現(xiàn)高擊穿電壓時低導(dǎo)通電阻，超級結(jié)(Superjimction)技術(shù)引起人們的高度重視，超級結(jié)是形成與漂移區(qū)平行而導(dǎo)電類型相反的區(qū)域，使得漂移區(qū)的耗盡不再是單一方向，而是由漏端電壓和超級結(jié)形成漂移區(qū)的兩維耗盡，從而可實現(xiàn)較高漂移區(qū)摻雜下的高擊穿電壓。在現(xiàn)有縱向結(jié)構(gòu)的VDMOS中，超級結(jié)通常是在溝道區(qū)域刻出一定深度和寬度的深槽，并填入與溝道導(dǎo)電類型相同的硅材料，從而與漂移區(qū)形成垂直超級結(jié)；而在現(xiàn)有橫向結(jié)構(gòu)的 LDMOS中，超級結(jié)則是在器件的寬度方向的有源區(qū)域刻蝕溝槽，并填入與溝道導(dǎo)電類型相同的硅材料，從而與漂移區(qū)形成垂直超級結(jié)。但無論是現(xiàn)有VDMOS還是現(xiàn)有LDMOS中的超級結(jié)，都需要有深槽刻蝕和硅填充工藝，這是兩個復(fù)雜和昂貴的工藝，因為為了有好的填充效果，可能需要采用多次刻蝕和多次填充。另外深槽性超級結(jié)的溝槽都是通過光刻定義區(qū)域并刻蝕而成，光刻的套準(zhǔn)和刻蝕尺寸都會造成高壓MOSFET的特性漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超級結(jié)LDMOS器件，能提高器件擊穿電壓的同時大幅度降低器件的導(dǎo)通電阻，能使得制造工藝更加簡潔、廉價、且工藝穩(wěn)定性更高; 為此，本發(fā)明還提供一種超級結(jié)LDMOS器件的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的超級結(jié)LDMOS器件包括一橫向超級結(jié)，所述橫向超級結(jié)由互相接觸的第一導(dǎo)電類型埋層和第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)組成，所述第一導(dǎo)電類型埋層處于所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的底部且所述第一導(dǎo)電類型埋層和所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的接觸面為一平行于硅襯底表面的橫向面；所述第一導(dǎo)電類型埋層還橫向延伸進(jìn)入第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的底部并和所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)形成接觸。進(jìn)一步改進(jìn)是，所述超級結(jié)LDMOS器件形成于第二導(dǎo)電類型硅襯底上，所述超級結(jié)LDMOS器件包括一第一導(dǎo)電類型埋層、一第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)、一第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)、一第二導(dǎo)電類型源極、一第二導(dǎo)電類型漏極、一多晶硅柵。所述第一導(dǎo)電類型埋層由形成于所述第二導(dǎo)電類型硅襯底的上部區(qū)域的第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)組成；在所述第一導(dǎo)電類型埋層的上部形成有一第二導(dǎo)電類型外延層。所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為形成于所述第二導(dǎo)電類型外延層中的一第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)，所述第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)還縱向延伸進(jìn)入所述第一導(dǎo)電類型埋層中并和所述第一導(dǎo)電類型埋層形成接觸。所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)由位于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的旁側(cè)所述第二導(dǎo)電類型外延層構(gòu)成，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述第一導(dǎo)電類型埋層形成接觸且接觸面都為平行于硅襯底表面的橫向面；所述第一導(dǎo)電類型埋層和所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)互相接觸形成所述橫向超級結(jié)。在所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)形成一場氧，所述場氧和所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)相隔一距離；在所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)上部形成有所述多晶硅柵，所述多晶硅柵還橫向延伸進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述場氧的上部，所述多晶硅柵通過一柵氧化硅和其底部的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)、所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)相隔離；在所述多晶硅柵一旁側(cè)的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)中形成有所述第二導(dǎo)電類型源極、在所述多晶硅柵另一旁側(cè)且和所述場氧相鄰接的所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)中形成有所述第二導(dǎo)電類型漏極。更進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述超級結(jié)LDMOS器件為N型超級結(jié)LDMOS器件，所述第一導(dǎo)電類型為P型、所述第二導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是一形成于P型硅襯底上的深N阱結(jié)構(gòu)，所述深N阱通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深N阱離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為lel2cnT2 leHcm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向為垂直注入或帶角度注入；所述退火推進(jìn)的時間和溫度要滿足使阱內(nèi)雜質(zhì)分布均勻。所述第一導(dǎo)電類型埋層為P型埋層，所述P型埋層的離子注入雜質(zhì)為硼或銦， 所述P型埋層的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深N阱中N型雜質(zhì)的體濃度，所述P型埋層的結(jié)深小于所述深N阱的結(jié)深。所述第二導(dǎo)電類型外延層為N型外延層，摻雜工藝為在位N型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為N型漂移區(qū)；所述N型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述 P型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述N型漂移區(qū)和所述P型埋層能全部耗盡。所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為P型溝道區(qū)，所述P型溝道區(qū)通過P 型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述P型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述N型外延層的結(jié)深并和所述 P型埋層形成接觸。 更進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述超級結(jié)LDMOS器件為P型超級結(jié)LDMOS器件，所述第一導(dǎo)電類型為N型、所述第二導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是P型硅襯底。所述第一導(dǎo)電類型埋層為N型埋層，所述N型埋層的離子注入雜質(zhì)為磷或砷，所述N型埋層的雜質(zhì)體濃度大于所述P型襯底的雜質(zhì)體濃度。所述第二導(dǎo)電類型外延層為P型外延層，摻雜工藝為在位P型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為P型漂移區(qū)；所述P型外延層的雜質(zhì)濃度、 厚度要和所述N型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述P 型漂移區(qū)和所述N型埋層能全部耗盡。所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為N型溝道區(qū)，所述N型溝道區(qū)通過N型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述N型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述P型外延層的結(jié)深并和所述N型埋層形成接觸。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的超級結(jié)LDMOS器件的制造方法，包括如下步驟步驟一、在第二導(dǎo)電類型硅襯底上形成第一導(dǎo)電類型埋層。步驟二、在所述第一導(dǎo)電類型埋層上部形成一第二導(dǎo)電類型外延層。步驟三、在所述第二導(dǎo)電類型外延層的選定區(qū)域形成場氧。步驟四、在所述第二導(dǎo)電類型外延層的選定區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入并退火推進(jìn)形成第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的深度大于所述第二導(dǎo)電類型外延層的深度并和所述第一導(dǎo)電類型埋層形成接觸；位于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的旁側(cè)所述第二導(dǎo)電類型外延層構(gòu)成第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)。步驟五、在所述第二導(dǎo)電類型外延層上形成柵氧化硅、并在所述柵氧化硅上形成多晶硅柵，對所述多晶硅柵和所述柵氧化硅進(jìn)行光刻、刻蝕，使所述多晶硅柵和所述柵氧化硅覆蓋于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)上部區(qū)域并橫向延伸進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述場氧上方。步驟六、在所述多晶硅柵一旁側(cè)的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)中形成第二導(dǎo)電類型源極、在所述多晶硅柵另一旁側(cè)且和所述場氧相鄰接的所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)中形成第二導(dǎo)電類型漏極。更進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述超級結(jié)LDMOS器件為N型超級結(jié)LDMOS器件，所述第一導(dǎo)電類型為P型、所述第二導(dǎo)電類型為N型，步驟一中所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是一形成于P型硅襯底上的深N阱結(jié)構(gòu)，所述深N阱通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深 N阱離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為lel2Cm_2 leHcm2，注入能量 300keV 3000keV，注入方向為垂直注入或帶角度注入；所述退火推進(jìn)的時間和溫度要滿足使阱內(nèi)雜質(zhì)分布均勻。步驟一中所述第一導(dǎo)電類型埋層為P型埋層，所述P型埋層的離子注入雜質(zhì)為硼或銦，所述P型埋層的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深N阱中N型雜質(zhì)的體濃度，所述P型埋層的結(jié)深小于所述深N阱的結(jié)深。步驟二中所述第二導(dǎo)電類型外延層為N 型外延層，摻雜工藝為在位N型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為N型漂移區(qū)；所述N型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述P型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述N型漂移區(qū)和所述P型埋層能全部耗盡。步驟四中所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為P型溝道區(qū)，所述P型溝道區(qū)通過P型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述P型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述N型外延層的結(jié)深并和所述P型埋層形成接觸。更進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述超級結(jié)LDMOS器件為P型超級結(jié)LDMOS器件，所述第一導(dǎo)電類型為N型、所述第二導(dǎo)電類型為P型，步驟一中所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是P型硅襯底。步驟一中所述第一導(dǎo)電類型埋層為N型埋層，所述N型埋層的離子注入雜質(zhì)為磷或砷， 所述N型埋層的雜質(zhì)體濃度大于所述P型襯底的雜質(zhì)體濃度。步驟二中所述第二導(dǎo)電類型外延層為P型外延層，摻雜工藝為在位P型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為P型漂移區(qū)； 所述P型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述N型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述P型漂移區(qū)和所述N型埋層能全部耗盡。步驟四中所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為N型溝道區(qū)，所述N型溝道區(qū)通過N型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述N型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述P型外延層的結(jié)深并和所述N型埋層形成接觸。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的超級結(jié)為一種縱向超級結(jié)，本發(fā)明采用的一種橫向超級結(jié)。 本發(fā)明的橫向超級結(jié)是通過埋層與所述埋層上下的漂移區(qū)形成超級結(jié)，并且所述埋層與溝道相連接、等電位，這樣當(dāng)漏端加高壓時，中等摻雜的埋層能幫助縱向耗盡漂移區(qū)，使得晶體管承受高擊穿電壓。而且由于埋層的作用，能允許漂移區(qū)采用較高濃度的摻雜，這樣就能大幅度降低LDMOS的導(dǎo)通電阻。另外本發(fā)明超級結(jié)的漂移區(qū)是通過外延形成，其厚度可精確控制，避開了常規(guī)超級結(jié)中光刻套準(zhǔn)問題，能使得制造工藝更加簡潔、廉價、且工藝穩(wěn)定性更高。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明實施例一超級結(jié)LDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例二超級結(jié)LDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-圖8是本發(fā)明實施例一超級結(jié)LDMOS器件的制造方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9-圖13是本發(fā)明實施例二超級結(jié)LDMOS器件的制造方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明實施例一超級結(jié)LDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例一超級結(jié)LDMOS器件是一種N型超級結(jié)LDMOS器件。所述N型超級結(jié)LDMOS器件，形成于P 型硅襯底101的深N阱102上，包括一 P型埋層103、一 P溝道區(qū)106、一 P型漂移區(qū)104、 一 N型源極109、一 N型漏極110、一多晶硅柵。所述深N阱102通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深N阱102離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為lel2cnT2 leHcm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向為垂直注入或帶角度注入。所述P型埋層103由形成于所述深N阱102的上部區(qū)域的P型離子注入?yún)^(qū)組成。 所述P型埋層103的離子注入雜質(zhì)為硼或銦，所述P型埋層103的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深N阱102中N型雜質(zhì)的體濃度，所述P型埋層103的結(jié)深小于所述深N阱102的結(jié)深。在所述P埋層103的上部形成有一 N型外延層。所述P型溝道區(qū)106為形成于所述N型外延層中的一 P型離子注入?yún)^(qū)，且所述P型離子注入?yún)^(qū)還需進(jìn)行退火推進(jìn)，所述P型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深大于所述N型外延層的結(jié)深，最后所述P型離子注入?yún)^(qū)還縱向延伸進(jìn)入所述P埋層103中并和所述P型埋層103形成接觸。所述N型漂移區(qū)104由位于所述P型溝道區(qū)106的旁側(cè)的所述N型外延層構(gòu)成， 所述N型漂移區(qū)104和所述P型埋層103形成接觸且接觸面都為平行于硅襯底101表面的橫向面；所述P型埋層103和所述N型漂移區(qū)104互相接觸形成所述橫向超級結(jié)。所述N 型外延層的摻雜工藝為在位N型摻雜，所述N型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述P型埋層 103的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極110加工作電壓時所述N型漂移區(qū)104 和所述P型埋層103能全部耗盡。在所述N型漂移區(qū)104形成一場氧105，所述場氧105和所述P型溝道區(qū)106相隔一距離，所述場氧105能為淺溝槽隔離場氧(STI)、或為局部場氧(L0C0S)。在所述P型溝道區(qū)106上部形成有所述多晶硅柵108，所述多晶硅柵108還橫向延伸進(jìn)入所述N型漂移區(qū) 104和所述場氧105的上部，所述多晶硅柵108通過一柵氧化硅107和其底部的所述P型溝道區(qū)106、所述N型漂移區(qū)104相隔離。在所述多晶硅柵108—旁側(cè)的所述P型溝道區(qū)106 中形成有重?fù)诫s的所述N型源極109、在所述多晶硅柵108另一旁側(cè)且和所述場氧105相鄰接的所述N型漂移區(qū)104中形成有重?fù)诫s的所述N型漏極110。如圖2所示，是本發(fā)明實施例二超級結(jié)LDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例二超級結(jié)LDMOS器件是一種P型超級結(jié)LDMOS器件。所述P型超級結(jié)LDMOS器件形成于P型硅襯底201上，包括一 N型埋層203、一 N型溝道區(qū)206、一 P型漂移區(qū)204、一 P型源極209、一 P型漏極210、一多晶硅柵208。所述N型埋層203由形成于所述P型硅襯底201的上部區(qū)域的N型離子注入?yún)^(qū)組成。所述N型埋層203的離子注入雜質(zhì)為磷或砷，所述N型埋層203的雜質(zhì)體濃度大于所述P型襯底的雜質(zhì)體濃度。在所述N型埋層203的上部形成有一 P型外延層。所述N型溝道區(qū)206為形成于所述P型外延層中的一 N型離子注入?yún)^(qū)，且所述N型離子注入?yún)^(qū)還需進(jìn)行退火推進(jìn)，所述N 型離子注入?yún)^(qū)的結(jié)深大于所述P型外延層的結(jié)深，最后所述N型離子注入?yún)^(qū)還縱向延伸進(jìn)入所述N型埋層203中并和所述N型埋層203形成接觸。所述P型漂移區(qū)204由位于所述N型溝道區(qū)206的旁側(cè)所述P型外延層構(gòu)成，所述 P型漂移區(qū)204和所述N型埋層203形成接觸且接觸面都為平行于硅襯底201表面的橫向面；所述N型埋層203和所述P型漂移區(qū)204互相接觸形成所述橫向超級結(jié)。所述P型外延層的摻雜工藝為在位P型摻雜，所述P型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述N型埋層203 的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極210加工作電壓時所述P型漂移區(qū)204和所述N型埋層203能全部耗盡。在所述P型漂移區(qū)204形成一場氧205，所述場氧和所述N型溝道區(qū)206相隔一距離，所述場氧205能為淺溝槽隔離場氧(STI)、或為局部場氧(L0C0S)。在所述N型溝道區(qū) 206上部形成有所述多晶硅柵208，所述多晶硅柵208還橫向延伸進(jìn)入所述P型漂移區(qū)204 和所述場氧205的上部，所述多晶硅柵208通過一柵氧化硅207和其底部的所述N型溝道區(qū)206、所述P型漂移區(qū)204相隔離；在所述多晶硅柵208 —旁側(cè)的所述N型溝道區(qū)206中形成有所述P型源極209、在所述多晶硅柵208另一旁側(cè)且和所述場氧205相鄰接的所述P 型漂移區(qū)204中形成有所述P型漏極210。如圖3至圖8所示，是本發(fā)明實施例一超級結(jié)LDMOS器件的制造方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例一方法制造的器件為一 N型超級結(jié)LDMOS器件，包括如下步驟步驟一、如圖3所示，在P型硅襯底101上形成一深N阱102。如圖4所示，在所述深N阱102中的上部區(qū)域形成P型埋層103。所述深N阱102通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深N阱102的離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為 Ie 12cm"2 lel4cm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向為垂直注入或帶角度注入；所述退火推進(jìn)的時間和溫度要滿足使阱內(nèi)雜質(zhì)分布均勻。所述P型埋層103的離子注入雜質(zhì)為硼或銦，所述P型埋層103的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深N阱102中N型雜質(zhì)的體濃度， 所述P型埋層103的結(jié)深小于所述深N阱102的結(jié)深。步驟二、如圖5所示，在所述P型埋層103上部形成一 N型外延層104。所述N型外延層104的摻雜工藝為在位N型摻雜；所述N型外延層104的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述P 型埋層103的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極110加工作電壓時所述N型漂移區(qū)和所述P型埋層103能全部耗盡。步驟三、如圖6所示，在所述N型外延層104的選定區(qū)域形成場氧105。所述場氧 105能為淺溝槽隔離場氧(STI)、或為局部場氧(L0C0S)。步驟四、如圖7所示，在所述N型外延層104的選定區(qū)域進(jìn)行P型離子注入并退火推進(jìn)形成P型溝道區(qū)106，所述P型溝道區(qū)106的深度大于所述N型外延層104的深度并和所述P型埋層103形成接觸；位于所述P型溝道區(qū)106的旁側(cè)所述N型外延層104構(gòu)成
N型漂移區(qū)。步驟五、如圖8所示，在所述N型外延層104上形成柵氧化硅107、并在所述柵氧化硅107上形成多晶硅柵108，對所述多晶硅柵108和所述柵氧化硅107進(jìn)行光刻、刻蝕，使所述多晶硅柵108和所述柵氧化硅107覆蓋于所述P型溝道區(qū)106上部區(qū)域并橫向延伸進(jìn)入所述N型漂移區(qū)和所述場氧105上方。步驟六、如圖1所示，在所述多晶硅柵108 —旁側(cè)的所述P型溝道區(qū)106中形成N 型源極109、在所述多晶硅柵108另一旁側(cè)且和所述場氧105相鄰接的所述N型漂移區(qū)中形成N型漏極110。圖9-圖13是本發(fā)明實施例二超級結(jié)LDMOS器件的制造方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例二方法制造的器件為一 P型超級結(jié)LDMOS器件，包括如下步驟步驟一、如圖9所示，在P型硅襯底201上形成N型埋層203。所述N型埋層203 為N型埋層203，所述N型埋層203的離子注入雜質(zhì)為磷或砷，所述N型埋層203的雜質(zhì)體濃度大于所述P型硅襯底201的雜質(zhì)體濃度。步驟二、如圖10所示，在所述N型埋層203上部形成一 P型外延層204。所述P型外延層204的摻雜工藝為在位P型摻雜，所述P型外延層204的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述N 型埋層203的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極210加工作電壓時所述P型漂移區(qū)和所述N型埋層203能全部耗盡。步驟三、如圖11所示，在所述P型外延層204的選定區(qū)域形成場氧205。所述場氧 205能為淺溝槽隔離場氧(STI)、或為局部場氧(L0C0S)。步驟四、如圖12所示，在所述P型外延層204的選定區(qū)域進(jìn)行N型離子注入并退火推進(jìn)形成N型溝道區(qū)206。所述N型溝道區(qū)206的深度大于所述P型外延層204的深度并和所述N型埋層203形成接觸。位于所述N型溝道區(qū)206的旁側(cè)所述P型外延層204構(gòu)成P型漂移區(qū)。步驟五、如圖13所示，在所述P型外延層204上形成柵氧化硅207、并在所述柵氧化硅207上形成多晶硅柵208。對所述多晶硅柵208和所述柵氧化硅207進(jìn)行光刻、刻蝕， 使所述多晶硅柵208和所述柵氧化硅207覆蓋于所述N型溝道區(qū)206上部區(qū)域并橫向延伸進(jìn)入所述P型漂移區(qū)和所述場氧205上方。步驟六、如圖2所示，在所述多晶硅柵208 —旁側(cè)的所述N型溝道區(qū)206中形成P 型源極209、在所述多晶硅柵208另一旁側(cè)且和所述場氧205相鄰接的所述P型漂移區(qū)中形成P型漏極210。以上通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于包括一橫向超級結(jié)，所述橫向超級結(jié)由互相接觸的第一導(dǎo)電類型埋層和第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)組成，所述第一導(dǎo)電類型埋層處于所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的底部且所述第一導(dǎo)電類型埋層和所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的接觸面為一平行于硅襯底表面的橫向面；所述第一導(dǎo)電類型埋層還橫向延伸進(jìn)入第導(dǎo)電類型溝道區(qū)的底部并和所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)形成接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于形成于第二導(dǎo)電類型硅襯底上，所述超級結(jié)LDMOS器件包括一第一導(dǎo)電類型埋層、一第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)、一第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)、一第二導(dǎo)電類型源極、一第二導(dǎo)電類型漏極、一多晶硅柵；所述第一導(dǎo)電類型埋層由形成于所述第二導(dǎo)電類型硅襯底的上部區(qū)域的第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)組成；在所述第一導(dǎo)電類型埋層的上部形成有一第二導(dǎo)電類型外延層；所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為形成于所述第二導(dǎo)電類型外延層中的一第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)，所述第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)還縱向延伸進(jìn)入所述第一導(dǎo)電類型埋層中并和所述第一導(dǎo)電類型埋層形成接觸；所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)由位于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的旁側(cè)所述第二導(dǎo)電類型外延層構(gòu)成，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述第導(dǎo)電類型埋層形成接觸且接觸面都為平行于硅襯底表面的橫向面；所述第一導(dǎo)電類型埋層和所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)互相接觸形成所述橫向超級結(jié)；在所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)形成一場氧，所述場氧和所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)相隔一距離；在所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)上部形成有所述多晶硅柵，所述多晶硅柵還橫向延伸進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述場氧的上部，所述多晶硅柵通過一柵氧化硅和其底部的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)、所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)相隔離；在所述多晶硅柵一旁側(cè)的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)中形成有所述第二導(dǎo)電類型源極、在所述多晶硅柵另一旁側(cè)且和所述場氧相鄰接的所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)中形成有所述第二導(dǎo)電類型漏極。
3.如權(quán)利要求2所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型為P型、所述第二導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是一形成于P型硅襯底上的深N阱結(jié)構(gòu)， 所述深N阱通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深N阱離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為lel2cnT2 161如111-2，注入能量3001 ^ 30001 ^，注入方向為垂直注入或帶角度注入；所述退火推進(jìn)的時間和溫度要滿足使阱內(nèi)雜質(zhì)分布均勻。
4.如權(quán)利要求3所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型埋層為P型埋層，所述P型埋層的離子注入雜質(zhì)為硼或銦，所述P型埋層的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深 N阱中N型雜質(zhì)的體濃度，所述P型埋層的結(jié)深小于所述深N阱的結(jié)深。
5.如權(quán)利要求4所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第二導(dǎo)電類型外延層為N 型外延層，摻雜工藝為在位N型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為N型漂移區(qū)；所述N型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述P型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述N型漂移區(qū)和所述P型埋層能全部耗盡。
6.如權(quán)利要求5所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為 P型溝道區(qū)，所述P型溝道區(qū)通過P型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述P型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述N型外延層的結(jié)深并和所述P型埋層形成接觸。
7.如權(quán)利要求2所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型為N型、所述第二導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是P型硅襯底。
8.如權(quán)利要求7所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型埋層為N型埋層，所述N型埋層的離子注入雜質(zhì)為磷或砷，所述N型埋層的雜質(zhì)體濃度大于所述P型襯底的雜質(zhì)體濃度。
9.如權(quán)利要求8所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第二導(dǎo)電類型外延層為P 型外延層，摻雜工藝為在位P型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為P型漂移區(qū)；所述P型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述N型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述P型漂移區(qū)和所述N型埋層能全部耗盡。
10.如權(quán)利要求9所述的超級結(jié)LDMOS器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為 N型溝道區(qū)，所述N型溝道區(qū)通過N型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述N型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述P型外延層的結(jié)深并和所述N型埋層形成接觸。
11.如權(quán)利要求2所述的超級結(jié)LDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、在第二導(dǎo)電類型硅襯底上形成第一導(dǎo)電類型埋層；步驟二、在所述第一導(dǎo)電類型埋層上部形成一第二導(dǎo)電類型外延層；步驟三、在所述第二導(dǎo)電類型外延層的選定區(qū)域形成場氧；步驟四、在所述第二導(dǎo)電類型外延層的選定區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入并退火推進(jìn)形成第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的深度大于所述第二導(dǎo)電類型外延層的深度并和所述第一導(dǎo)電類型埋層形成接觸；位于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的旁側(cè)所述第二導(dǎo)電類型外延層構(gòu)成第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)；步驟五、在所述第二導(dǎo)電類型外延層上形成柵氧化硅、并在所述柵氧化硅上形成多晶硅柵，對所述多晶硅柵和所述柵氧化硅進(jìn)行光刻、刻蝕，使所述多晶硅柵和所述柵氧化硅覆蓋于所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)上部區(qū)域并橫向延伸進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)和所述場氧上方；步驟六、在所述多晶硅柵一旁側(cè)的所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)中形成第二導(dǎo)電類型源極、在所述多晶硅柵另一旁側(cè)且和所述場氧相鄰接的所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)中形成第二導(dǎo)電類型漏極。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型為P型、所述第二導(dǎo)電類型為N型，步驟一中所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是一形成于P型硅襯底上的深N阱結(jié)構(gòu)，所述深N阱通過離子注入工藝并進(jìn)行退火推進(jìn)形成，所述深N阱離子注入工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或砷，注入劑量為lel2cnT2 lel4cm 2，注入能量300keV 3000keV，注入方向為垂直注入或帶角度注入；所述退火推進(jìn)的時間和溫度要滿足使阱內(nèi)雜質(zhì)分布均勻。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于步驟一中所述第一導(dǎo)電類型埋層為P型埋層，所述P型埋層的離子注入雜質(zhì)為硼或銦，所述P型埋層的P型雜質(zhì)體濃度大于所述深 N阱中N型雜質(zhì)的體濃度，所述P型埋層的結(jié)深小于所述深N阱的結(jié)深。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于步驟二中所述第二導(dǎo)電類型外延層為N 型外延層，摻雜工藝為在位N型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為N型漂移區(qū)；所述N型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述P型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述N型漂移區(qū)和所述P型埋層能全部耗盡。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于步驟四中所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為P型溝道區(qū)，所述P型溝道區(qū)通過P型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述P型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述N型外延層的結(jié)深并和所述P型埋層形成接觸。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電類型為N型、所述第二導(dǎo)電類型為P型，步驟一中所述第二導(dǎo)電類型硅襯底是P型硅襯底。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于步驟一中所述第一導(dǎo)電類型埋層為N型埋層，所述N型埋層的離子注入雜質(zhì)為磷或砷，所述N型埋層的雜質(zhì)體濃度大于所述P型襯底的雜質(zhì)體濃度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于步驟二中所述第二導(dǎo)電類型外延層為P 型外延層，摻雜工藝為在位P型摻雜，所述第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)為P型漂移區(qū)；所述P型外延層的雜質(zhì)濃度、厚度要和所述N型埋層的雜質(zhì)濃度、厚度相匹配，且要滿足在所述漏極加工作電壓時所述P型漂移區(qū)和所述N型埋層能全部耗盡。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于步驟四中所述第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)為N 型溝道區(qū)，所述N型溝道區(qū)通過N型離子注入并退火推進(jìn)形成，所述N型溝道區(qū)的結(jié)深大于所述P型外延層的結(jié)深并和所述N型埋層形成接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超級結(jié)LDMOS器件，包括一橫向超級結(jié)，所述橫向超級結(jié)由互相接觸的第一導(dǎo)電類型埋層和第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)組成，第一導(dǎo)電類型埋層處于第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的底部且第一導(dǎo)電類型埋層和第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)的接觸面為一平行于硅襯底表面的橫向面；第一導(dǎo)電類型埋層還橫向延伸進(jìn)入第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)的底部并和第一導(dǎo)電類型溝道區(qū)形成接觸。本發(fā)明公開了一種超級結(jié)LDMOS器件的制造方法。本發(fā)明能提高器件擊穿電壓的同時大幅度降低器件的導(dǎo)通電阻，能使得制造工藝更加簡潔、廉價、且工藝穩(wěn)定性更高。
文檔編號H01L29/06GK102376762SQ201010265250
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司