Nldmos器件及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種NLDMOS器件，可集成在BCD工藝中，利用現(xiàn)有的工藝條件，在漏端利用P型漏注入替代傳統(tǒng)的N型漏注入，增加空穴電流，使器件的導(dǎo)通電阻較低。本發(fā)明還公開了所述NLDMOS器件的制造方法。
【專利說明】NLDMOS器件及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是指一種NLDMOS器件，本發(fā)明還涉及了所述NLDMOS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DMOS (Double Diffusion Metal-oxide-Semiconductor)由于具有耐高壓、大電流驅(qū)動能力和極低功耗等特點，目前在電源管理電路中被廣泛采用。在LDMOS(LateralIyDiffused Metal Oxide Semiconductor)器件中，導(dǎo)通電阻是一個重要的指標(biāo)。在BCD (Bipolar-CMOS-DMOS)工藝中，DMOS雖然與CMOS集成在同一塊芯片中，但由于高耐壓和低導(dǎo)通電阻的要求，DMOS在溝道區(qū)和漂移區(qū)的條件與CMOS現(xiàn)有的工藝條件共享的前提下，其導(dǎo)通電阻較高，往往無法滿足開關(guān)管應(yīng)用的要求。因此，為了制作高性能的LDM0S，需要采用各種方法優(yōu)化器件的導(dǎo)通電阻。通常需要在器件的漂移區(qū)增加一道額外的N型注入，使器件有較低的導(dǎo)通電阻，而采用這種方法會增加工藝復(fù)雜性和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種NLDMOS器件，可集成在B⑶工藝中，利用現(xiàn)有工藝即可降低NLDMOS器件的導(dǎo)通電阻。
[0004]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供所述的NLDMOS器件的制造方法。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明所提供的一種NLDMOS器件，在P型硅襯底上具有N型埋層，N型埋層之上為N型深阱。
[0006]所述NLDMOS器件的多晶硅柵極，位于N型深阱之上的硅表面，且與硅表面之間間隔一層?xùn)叛趸瘜?，多晶硅柵極及柵氧化層兩端均具有氧化物側(cè)墻。
[0007]所述多晶硅柵極一側(cè)的N型深阱中，具有一 P型阱，所述P型阱一側(cè)位于柵氧化層下方的N型深阱中，另一側(cè)位于一場氧下，P型阱中具有第一重?fù)诫sP型區(qū)及重?fù)诫sN型區(qū)，且第一重?fù)诫sP型區(qū)與重?fù)诫sN型區(qū)之間間隔一場氧區(qū)，所述重?fù)诫sN型區(qū)位于柵極側(cè)墻下，重?fù)诫sN型區(qū)作為LDMOS器件的源區(qū)引出。
[0008]所示多晶硅柵極的另一側(cè)N型深阱中，一場氧位于該側(cè)柵極側(cè)墻下，其與另一場氧之間具有一 N型阱，所述N型阱中，具有第二重?fù)诫sP型區(qū)，所述第二重?fù)诫sP型區(qū)作為LDMOS器件的漏區(qū)引出。
[0009]在器件表面具有多個接觸孔及引線引出第一重?fù)诫sP型區(qū)、重?fù)诫sN型區(qū)、第二重?fù)诫sP型區(qū)，分別引出P型阱、LDMOS的源極及漏極。
[0010]本發(fā)明所述的NLDMOS器件的制造方法，包含如下工藝步驟:
[0011]第I步，在P型硅襯底上進行N型離子注入形成N型埋層；
[0012]第2步，在N型埋層上淀積一層外延層；
[0013]第3步，對外延層進行雜質(zhì)離子注入形成N型深阱；
[0014]第4步，有源區(qū)光刻，在N型深阱表面刻蝕打開淺槽區(qū)域刻蝕場氧溝槽，并填充場氧，刻蝕及研磨后形成場氧區(qū)；
[0015]第5步，光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，注入形成N型阱及P型阱；
[0016]第6步，生長柵氧化層，制作多晶硅柵極；
[0017]第7步，淀積二氧化硅，干法刻蝕制作柵極側(cè)墻；
[0018]第8步，進行源漏注入，P型阱中注入形成第一重?fù)诫sP型區(qū)及重?fù)诫sN型區(qū)，N型阱中注入形成第二重?fù)诫sP型區(qū)；
[0019]第9步，通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，將所述第一重?fù)诫sP型區(qū)、重?fù)诫sN型區(qū)、第二重?fù)诫sP型區(qū)引出形成電極，分別為P型阱引出端、源極及漏極。
[0020]進一步地，所述第I步中P型硅襯底的電阻率范圍是0.007~0.013 Ω.cm。
[0021]進一步地，所述第3步中N型深阱的摻雜濃度為IX IO12~5X 1014cm_3。
[0022]進一步地,所述第7步中淀積二氧化娃厚度為2500~3500A....[0023]本發(fā)明所述的NLDMOS器件，其P型溝道區(qū)由CMOS工藝中的P型阱構(gòu)成，N型漂移區(qū)由CMOS中的N型深阱構(gòu)成，輕摻雜的N型深阱提高了 N型阱與P型阱之間的PN結(jié)擊穿電壓，N型漏注入改為P型漏注入，增加了空穴電流，降低了導(dǎo)通電阻，可滿足開關(guān)器件及模擬器件的使用要求。本發(fā)明所述的制造方法，可集成于BCD工藝中，利用現(xiàn)有的平臺條件，即可制造出本發(fā)明所述的器件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明所述制造方法第I步完成圖；
[0025]圖2是本發(fā)明所述制造方法第2步完成圖；
[0026]圖3是本發(fā)明所述制造方法第3步完成圖；
[0027]圖4是本發(fā)明所述制造方法第4步完成圖；
[0028]圖5是本發(fā)明所述制造方法第5步完成圖；
[0029]圖6是本發(fā)明所述制造方法第6步完成圖；
[0030]圖7是本發(fā)明所述制造方法第7步完成圖；
[0031]圖8是本發(fā)明所述制造方法第8步完成圖；
[0032]圖9是本發(fā)明所述制造方法第9步完成圖；
[0033]圖10是載流子分布示意圖；
[0034]圖11是本發(fā)明制造方法工藝流程圖。
[0035]附圖標(biāo)記說明
[0036]101是P型襯底，102是N型埋層，103是N型深阱，104是淺槽隔離結(jié)構(gòu)，105是N型講，106是P型講，107是柵氧化層，108是多晶娃柵極，109是側(cè)墻，110是重慘雜N型區(qū)，111是第一重?fù)诫sP型區(qū)，112是接觸孔 ，113是金屬引線，114是外延層，115是第二重?fù)诫sP型區(qū)。
【具體實施方式】
[0037]本發(fā)明所述的NLDMOS器件，其結(jié)構(gòu)如圖9所示，在P型硅襯底101上具有N型埋層102，N型埋層102之上為N型深阱103。
[0038]所述NLDMOS器件的多晶娃柵極,位于N型深講103之上的娃表面,且與娃表面之間間隔一層?xùn)叛趸瘜?07，多晶硅柵極108及柵氧化層107兩端均具有氧化物側(cè)墻109。
[0039]所述多晶硅柵極108 —側(cè)的N型深阱103中，具有一 P型阱106，所述P型阱106一側(cè)位于柵氧化層107下方的N型深阱103中，另一側(cè)位于一場氧104下，P型阱106中具有第一重?fù)诫sP型區(qū)111及重?fù)诫sN型區(qū)110,且第一重?fù)诫sP型區(qū)111與重?fù)诫sN型區(qū)110之間間隔一場氧區(qū)104，所述重?fù)诫sN型區(qū)110位于柵極側(cè)墻109下，重?fù)诫sN型區(qū)110作為LDMOS器件的源區(qū)引出。
[0040]所示多晶硅柵極的另一側(cè)N型深阱103中，一場氧104位于該側(cè)柵極側(cè)墻109下，其與另一場氧104之間具有一 N型阱105，所述N型阱105中，具有第二重?fù)诫sP型區(qū)115，所述第二重?fù)诫sP型區(qū)115作為LDMOS器件的漏區(qū)引出。
[0041]在器件表面具有多個接觸孔112及引線113引出第一重?fù)诫sP型區(qū)111、重?fù)诫sN型區(qū)110、第二重?fù)诫sP型區(qū)115，分別引出P型阱、LDMOS的源極及漏極。
[0042]所述的NLDMOS器件的制造方法，包含如下工藝步驟:
[0043]第I步，請參考圖1，在電阻率范圍是0.007?0.013 Ω.cm的P型硅襯底101上
進行N型離子注入形成N型埋層102。
[0044]第2步，在N型埋層102上淀積一層外延層114，如圖2所示。
[0045]第3步，對外延層114進行雜質(zhì)離子注入形成N型深阱103，N型深阱103是為輕摻雜，摻雜濃度為IXlO12?5X1014cm_3，完成如圖3所示。
[0046]第4步，利用有源區(qū)光刻，在N型深阱103打開淺槽區(qū)域，刻蝕場氧區(qū)溝槽；淺槽區(qū)填充氧化物，經(jīng)刻蝕和研磨之后形成場氧區(qū)104，如圖4所示。
[0047]第5步，光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，形成N型阱105及P型阱106。N型阱105作為NLDMOS器件的漂移區(qū)，P型阱106作為NLDMOS的溝道區(qū)，如圖5所示。
[0048]第6步，生長柵氧化層107，制作多晶硅柵極108，如圖6所示。
[0049]第7步，淀積二氧化硅，厚度為2500?3500A,干法刻蝕制作柵極側(cè)墻109，如圖7所
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[0050]第8步，如圖8所示，進行源漏離子注入，在P型阱106中形成重?fù)诫s的N型區(qū)110，即源區(qū)，及第一重?fù)诫s的P型區(qū)111，為P型阱引出。N型阱105中注入形成有第二重?fù)诫sP型區(qū)115，即LDMOS的漏區(qū)。即用P型注入替換原來的N型注入，提高漏區(qū)空穴電流。
[0051]第9步，通過接觸孔工藝形成接觸孔112連接，淀積金屬113引出電極。器件制作完成，如圖9所示。
[0052]本發(fā)明所述的NLDMOS，其仿真效果如圖10所示。圖10顯示了傳統(tǒng)LDMOS與本發(fā)明NLDMOS的載流子分布圖，圖中，有電子及空穴分布的的濃度曲線，本發(fā)明的效果其空穴及電子載流子濃度曲線都要高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的曲線，尤其是空穴載流子濃度明顯提高，由此可顯示出本發(fā)明導(dǎo)通電流增加，導(dǎo)通電阻降低的特性。
[0053]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種NLDMOS器件，其特征在于: 在P型硅襯底上具有N型埋層，N型埋層之上為N型深阱； 所述NLDMOS器件的多晶硅柵極，位于N型深阱之上的硅表面，且與硅表面之間間隔一層?xùn)叛趸瘜樱嗑Ч钖艠O及柵氧化層兩端均具有氧化物側(cè)墻； 所述多晶硅柵極一側(cè)的N型深阱中，具有一 P型阱，所述P型阱一側(cè)位于柵氧化層下方的N型深阱中，另一側(cè)位于一場氧下，P型阱中具有第一重?fù)诫sP型區(qū)及重?fù)诫sN型區(qū)，且第一重?fù)诫sP型區(qū)與重?fù)诫sN型區(qū)之間間隔一場氧區(qū)，所述重?fù)诫sN型區(qū)位于柵極側(cè)墻下，重?fù)诫sN型區(qū)作為LDMOS器件的源區(qū)引出； 所示多晶硅柵極的另一側(cè)N型深阱中，一場氧位于該側(cè)柵極側(cè)墻下，其與另一場氧之間具有一 N型阱，所述N型阱中，具有第二重?fù)诫sP型區(qū)，所述第二重?fù)诫sP型區(qū)作為LDMOS器件的漏區(qū)引出； 在器件表面具有多個接觸孔及引線引出第一重?fù)诫sP型區(qū)、重?fù)诫sN型區(qū)、第二重?fù)诫sP型區(qū)，分別引出P型阱、LDMOS的源極及漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件的制造方法，其特征在于:包含如下工藝步驟: 第I步，在P型硅襯底上進行N型離子注入形成N型埋層； 第2步，在N型埋層上淀積一層外延層； 第3步，對外延層進行雜質(zhì)離子注入形成N型深阱； 第4步，有源區(qū)光刻，在N型深阱表面刻蝕打開淺槽區(qū)域刻蝕場氧溝槽，并填充場氧，刻蝕及研磨后形成場氧區(qū)； 第5步，光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，注入形成N型阱及P型阱； 第6步，生長柵氧化層，制作多晶硅柵極； 第7步，淀積二氧化硅，干法刻蝕制作柵極側(cè)墻； 第8步，進行源漏注入，P型阱中注入形成第一重?fù)诫sP型區(qū)及重?fù)诫sN型區(qū)，N型阱中注入形成第二重?fù)诫sP型區(qū)； 第9步，通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，將所述第一重?fù)诫sP型區(qū)、重?fù)诫sN型區(qū)、第二重?fù)诫sP型區(qū)引出形成電極，分別為P型阱引出端、源極及漏極。
3.如權(quán)利要求2所述的NLDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第I步中P型硅襯底的電阻率范圍是0.007?0.013 Ω.cm。
4.如權(quán)利要求2所述的NLDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第3步中N型深阱的摻雜濃度為I X IO12?5 X IO14CnT3。
5.如權(quán)利要求2所述的NLDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第7步中淀積二氧化硅厚度為2500?3500入。
【文檔編號】H01L29/10GK103681791SQ201210325764
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】段文婷, 石晶, 劉冬華, 胡君 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司