本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種LDMOS器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

LDMOS(Lateral Diffused Medal 0xide Semiconductor，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管，其由于更容易與CM0S工藝兼容而被廣泛用作功率M0S管。

在LDMOS器件中，導(dǎo)通電阻(Rdson)，關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)和開態(tài)擊穿電壓(ONBV)是重要的指標(biāo)。

為了制作高性能的LDMOS，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，為了獲得有競(jìng)爭(zhēng)力的導(dǎo)通電阻，N型注入劑量應(yīng)盡可能大，而采用這種方法會(huì)降低器件的關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)。

為改善器件的關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)，通常在N型漂移區(qū)下方引入P型層，其劑量與N型漂移區(qū)劑量相匹配，但會(huì)影響到器件的開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。由于器件開態(tài)擊穿和關(guān)態(tài)擊穿狀態(tài)下，碰撞電離最強(qiáng)點(diǎn)發(fā)生的位置不同，均勻摻雜注入的P型層很難同時(shí)滿足ONBV和OFFBV的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是使LDMOS器件不僅有較低的導(dǎo)通電阻(Rdson)，而且能同時(shí)滿足關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)和開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。

為解決上述技問題，本發(fā)明提供的LDMOS器件，其包括P型外延層、N阱、P阱、第一N型漂移區(qū)、第一P型層、第二N型漂移區(qū)、第二P型層、柵氧化層、柵極多晶硅；

所述P阱、第二N型漂移區(qū)、第一N型漂移區(qū)、N阱從左到右依次鄰接形成在所述P型外延層的上部；

所述柵氧化層形成在所述P阱右部、所述第一N型漂移區(qū)左部及所述第二N型漂移區(qū)上方；

所述柵極多晶硅形成在所述柵氧化層上方；

所述第二N型漂移區(qū)較第一N型漂移區(qū)深度淺；

所述第二P型層、第一P型層形成在所述P型外延層內(nèi)；

所述第二P型層鄰接于所述第二N型漂移區(qū)下面；

所述第一P型層鄰接于所述第一N型漂移區(qū)下面；

所述第二P型層較所述第一P型層深度淺；

所述第二P型層較所述第一P型層的P型摻雜濃度高。

較佳的，在所述P阱上分別形成有N型重?fù)诫s區(qū)和P型重?fù)诫s區(qū)，在所述N阱上形成N型重?fù)诫s區(qū)，所述N型重?fù)诫s區(qū)分別作為L(zhǎng)DMOS的源極和漏極，所述P型重?fù)诫s區(qū)作為P阱的引出端。

較佳的，所述柵極多晶硅側(cè)邊形成有隔離側(cè)墻。

較佳的，所述第一N型漂移區(qū)及第二N型漂移區(qū)的N型摻雜濃度小于所述N阱的N型摻雜濃度。

較佳的，所述第一N型漂移區(qū)及第二N型漂移區(qū)的N型摻雜濃度在1e¹⁶/cm³到5e¹⁶/cm³之間。

較佳的，所述第一N型漂移區(qū)上方形成有場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物；

所述柵氧化層形成在所述P阱右部、所述場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物左部及所述第二N型漂移區(qū)上方；

所述P阱上形成的N型重?fù)诫s區(qū)同P型重?fù)诫s區(qū)之間有溝槽隔離區(qū)隔離氧化物；

所述溝槽隔離區(qū)隔離氧化物較所述場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物深。

較佳的，所述P型外延層下方形成有N型埋層；

所述N型埋層下方為P型硅襯底。

較佳的，所述P型硅襯底為電阻率范圍0.007～0.013Ω·CM的低阻襯底。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的LDMOS器件制造方法，其包括以下步驟：

一.利用有源區(qū)光刻，在硅片的P型外延層打開場(chǎng)氧區(qū)，刻蝕形成超淺溝槽；

二.利用超淺槽刻蝕的掩模版對(duì)超淺溝槽底部下方的P型外延層進(jìn)行離子注入形成第一N型漂移區(qū)和第一P型層，第一P型層鄰接于第一N型漂移區(qū)；

三.光刻打開溝槽隔離區(qū)，刻蝕形成隔離溝槽，隔離溝槽較超淺溝槽深；

四.在硅片上淀積氧化物并研磨之后在超淺溝槽形成場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物，在隔離溝槽形成溝槽隔離區(qū)隔離氧化物；

五.光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，在P型外延層分別注入N型離子和P型離子形成N阱和P阱；N阱位于第一N型漂移區(qū)右側(cè)，P阱位于第一N型漂移區(qū)左側(cè)并且同第一N型漂移區(qū)有間隔；

六.通過光刻和離子注入，在P阱同第一N型漂移區(qū)之間的P型外延層形成第二N型漂移區(qū)和第二P型層，第二P型層鄰接于第二N型漂移區(qū)下方；第二P型層較第一P型層的深度淺，第二P型層較第一P型層的P型摻雜濃度高；

七.在硅片上生長(zhǎng)柵氧化層，淀積多晶硅，然后進(jìn)行多晶硅柵刻蝕，形成柵極多晶硅，柵極多晶硅位于第一N型漂移區(qū)左部、P阱右部及第二N型漂移區(qū)上方；

八.進(jìn)行后續(xù)工藝，完成LDMOS的制作。

較佳的，超淺溝槽的深度為1500埃到3000埃，隔離溝槽的深度為3000埃到5000埃。

較佳的，步驟一中，首先在P型襯底上部通過N型離子注入形成N+埋層，再在P型襯底上淀積一層P型外延層，然后利用有源區(qū)光刻，在硅片的P型外延層打開場(chǎng)氧區(qū)，刻蝕形成超淺溝槽。

較佳的，步驟二中，第一N型漂移區(qū)的N型離子注入能量為200kev到500kev，注入劑量為1e12/cm²到5e12/cm²；第一P型層的P型離子注入能量為800kev到1500kev，注入劑量1e12/cm²到3e12/cm²；

步驟六中，第二N型漂移區(qū)的N型離子注入能量為50kev到350kev，注入劑量為1e12/cm²到5e12/cm²，第二P型層的P型離子注入能量為500kev到800kev，注入劑量3e12/cm²到5e12/cm²。

較佳的，步驟八中，在硅片上淀積一層二氧化硅，干法刻蝕之后在柵極多晶硅側(cè)邊形成隔離側(cè)墻；

在隔離側(cè)墻形成后，選擇性的進(jìn)行源漏離子注入，在所述P阱上分別形成N型重?fù)诫s區(qū)和P型重?fù)诫s區(qū)，在所述N阱形成N型重?fù)诫s區(qū)，所述N型重?fù)诫s區(qū)分別作為L(zhǎng)DMOS的源極和漏極，P型重?fù)诫s區(qū)作為P阱108的引出端；然后通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，通過接觸孔和金屬線引出電極，完成LDMOS的制作。

較佳的，所述襯底為電阻率范圍0.007～0.013Ω·CM的低阻襯底。

較佳的，步驟七中，通過熱氧化方法生長(zhǎng)柵氧化層。

較佳的，步驟八中，在硅片上淀積一層2500埃到3500埃的二氧化硅，干法刻蝕之后在柵極多晶硅側(cè)邊形成隔離側(cè)墻。

本發(fā)明的LDMOS器件及其制造方法，采用P阱作為溝道區(qū)，第一N型漂移區(qū)及第二N型漂移區(qū)共同作為N漂移區(qū)；鄰接于第二N型漂移區(qū)下面的第二P型層深度較淺摻雜濃度較高，能夠有效降低場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度，提高關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)；鄰接于第一N型漂移區(qū)下面的第一P型層深度較深摻雜濃度較低，能降低該處電場(chǎng)峰值，以減少器件開態(tài)時(shí)的碰撞電離，提高開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。本發(fā)明的LDMOS器件，不僅有較低的導(dǎo)通電阻(Rdson)，而且能同時(shí)滿足關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)和開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)本發(fā)明所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的LDMOS器件一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例形成N+埋層示意圖；

圖3是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例淀積P型外延層示意圖；

圖4是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例刻蝕形成多個(gè)超淺溝槽示意圖；

圖5是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例刻蝕離子注入形成第一N型漂移區(qū)和第一P型層示意圖；

圖6是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例進(jìn)一步刻蝕形成隔離溝槽示意圖；

圖7是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例形成場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物及溝槽區(qū)隔離氧化物示意圖；

圖8是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例離子注入形成N阱和P阱示意圖；

圖9是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例離子注入形成第二N型漂移區(qū)和第二P型層示意圖；

圖10是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例形成柵極多晶硅示意圖；

圖11是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例形成隔離側(cè)墻示意圖；

圖12是本發(fā)明的LDMOS器件制造方法一實(shí)施例形成源極、漏極及P阱引出端示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

如圖1所示，LDMOS器件包括P型外延層103、N阱107、P阱108、第一N型漂移區(qū)104、第一P型層105、第二N型漂移區(qū)109、第二P型層110、柵氧化層111、柵極多晶硅112；

所述P阱108、第二N型漂移區(qū)109、第一N型漂移區(qū)104、N阱107從左到右依次鄰接形成在所述P型外延層103的上部；

所述柵氧化層111形成在所述P阱108右部、所述第一N型漂移區(qū)104左部及所述第二N型漂移區(qū)109上方；

所述柵極多晶硅112形成在所述柵氧化層111上方；

所述第二N型漂移區(qū)109較第一N型漂移區(qū)104深度淺；

所述第二P型層110、第一P型層105形成在所述P型外延層103內(nèi)；

所述第二P型層110鄰接于所述第二N型漂移區(qū)109下面；

所述第一P型層105鄰接于所述第一N型漂移區(qū)104下面；

所述第二P型層110較所述第一P型層105深度淺；

所述第二P型層110較所述第一P型層105的P型摻雜濃度高。

較佳的，在所述P阱上108分別形成有N型重?fù)诫s區(qū)114和P型重?fù)诫s區(qū)115，在所述N阱107上形成N型重?fù)诫s區(qū)114，所述N型重?fù)诫s區(qū)114分別作為L(zhǎng)DMOS的源極和漏極，所述P型重?fù)诫s區(qū)115作為P阱108的引出端。

較佳的，所述柵極多晶硅112側(cè)邊形成有隔離側(cè)墻113。

實(shí)施例一的LDMOS器件，采用P阱108作為溝道區(qū)，第一N型漂移區(qū)104及第二N型漂移區(qū)109共同作為N漂移區(qū)；鄰接于第二N型漂移區(qū)109下面的第二P型層110深度較淺摻雜濃度較高，能夠有效降低場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度，提高關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)；鄰接于第一N型漂移區(qū)104下面的第一P型層105深度較深摻雜濃度較低，能降低該處電場(chǎng)峰值，以減少器件開態(tài)時(shí)的碰撞電離，提高開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。實(shí)施例一的LDMOS器件，不僅有較低的導(dǎo)通電阻(Rdson)，而且能同時(shí)滿足關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)和開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。

實(shí)施例二

基于實(shí)施例一的LDMOS器件，所述第一N型漂移區(qū)104及第二N型漂移區(qū)109的N型摻雜濃度小于所述N阱107的N型摻雜濃度。

較佳的，所述第一N型漂移區(qū)104及第二N型漂移區(qū)109的N型摻雜濃度在1e¹⁶/cm³到5e¹⁶/cm³之間。

實(shí)施例二的LDMOS器件，N型漂移區(qū)采用輕摻雜，能提高N阱107和P阱108之間的PN結(jié)擊穿電壓。

實(shí)施例三

基于實(shí)施例一的LDMOS器件，所述第一N型漂移區(qū)104上方形成有場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物1062；

所述柵氧化層111形成在所述P阱108右部、所述場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物1062左部及所述第二N型漂移區(qū)109上方；

所述P阱108上形成的N型重?fù)诫s區(qū)114同P型重?fù)诫s區(qū)115之間有溝槽隔離區(qū)隔離氧化物1061；

所述溝槽隔離區(qū)隔離氧化物1061較所述場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物1062深。

實(shí)施例三的LDMOS器件，可以集成在BCD工藝中，利用超淺溝槽刻蝕的掩模版對(duì)場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽底部進(jìn)行N型漂移區(qū)和P型層的注入，然后再形成常規(guī)隔離溝槽，因?yàn)槌瑴\溝槽隔離與BCD工藝平臺(tái)中常規(guī)隔離溝槽分開進(jìn)行，因此不會(huì)影響其他器件，利用原來的N型漂移區(qū)版對(duì)超淺溝槽與溝道之間區(qū)域進(jìn)行N型漂移區(qū)和P型層的注入即可以得到非均勻摻雜的P型層。

實(shí)施例四

基于實(shí)施例一的LDMOS器件，所述P型外延層103下方形成有N型埋層102，所述N型埋層102下方為P型硅襯底101。

較佳的，所述P型硅襯底101為電阻率范圍0.007～0.013Ω·CM的低阻襯底。

實(shí)施例五

LDMOS器件制造方法，包括以下步驟：

一.在P型襯底101上部通過N型離子注入形成N+埋層102，如圖2所示；

在P型襯底上101淀積一層P型外延層103，如圖3所示；

利用有源區(qū)光刻，在硅片的P型外延層103打開場(chǎng)氧區(qū)，刻蝕形成超淺溝槽21，如圖4所示；

二.利用超淺槽刻蝕的掩模版對(duì)超淺溝槽底部21下方的P型外延層103進(jìn)行離子注入形成第一N型漂移區(qū)104和第一P型層105，第一P型層105鄰接于第一N型漂移區(qū)104下方，如圖5所示；

三.光刻打開溝槽隔離區(qū)，刻蝕形成隔離溝槽22，隔離溝槽22較超淺溝槽21深，如圖6所示；

四.在硅片上淀積氧化物并研磨之后在超淺溝槽21形成場(chǎng)氧區(qū)場(chǎng)氧化物1062，在隔離溝槽22形成溝槽隔離區(qū)隔離氧化物1061，如圖7所示；

五.光刻打開阱注入?yún)^(qū)域，在P型外延層103分別注入N型雜質(zhì)離子和P型雜質(zhì)離子形成N阱107和P阱108；N阱107位于第一N型漂移區(qū)104右側(cè)，P阱108位于第一N型漂移區(qū)104左側(cè)并且同第一N型漂移區(qū)104有間隔，如圖8所示；

六.通過光刻和離子注入，在P阱108同第一N型漂移區(qū)104之間的P型外延層形成第二N型漂移區(qū)109和第二P型層110，第二P型層110鄰接于第二N型漂移區(qū)109下方；第二P型層110較第一P型層105的深度淺，第二P型層110較第一P型層105的P型摻雜濃度高，如圖9所示；

七.在硅片上生長(zhǎng)柵氧化層111，淀積多晶硅，然后進(jìn)行多晶硅柵刻蝕，形成柵極多晶硅112，柵極多晶硅112位于第一N型漂移區(qū)104左部、P阱108右部及第二N型漂移區(qū)109上方，如圖10所示；

八.進(jìn)行后續(xù)工藝，完成LDMOS的制作。

較佳的，超淺溝槽21的深度為1500埃到3000埃，隔離溝槽22的深度為3000埃到5000埃。

實(shí)施例五的LDMOS器件制造方法，采用P阱作為溝道區(qū)，N型注入作為N漂移區(qū)(N-Drift)，利用超淺溝槽刻蝕的掩模版對(duì)場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽底部進(jìn)行第一N型漂移區(qū)和第一P型層的離子注入，利用原來的N型漂移區(qū)版對(duì)場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽與溝道之間區(qū)域進(jìn)行第二N型漂移區(qū)和第二P型層的離子注入，這樣可以得到非均勻摻雜的P型層。實(shí)施例五的LDMOS器件制造方法，因?yàn)閳?chǎng)氧區(qū)超淺溝槽與BCD工藝平臺(tái)中常規(guī)隔離溝槽分開進(jìn)行，因此不會(huì)影響其他器件。該方法制造的LDMOS器件，由于能得到非均勻摻雜的P型層，不僅有較低的導(dǎo)通電阻(Rdson)，而且能同時(shí)滿足關(guān)態(tài)擊穿電壓(OFFBV)和開態(tài)擊穿電壓(ONBV)。

實(shí)施例六

基于實(shí)施例五的LDMOS器件制造方法，步驟二中，第一N型漂移區(qū)104的N型離子注入能量為200kev到500kev，注入劑量為1e12/cm²到5e12/cm²；第一P型層105的P型離子注入能量為800kev到1500kev，注入劑量1e12/cm²到3e12/cm²；

步驟六中，第二N型漂移區(qū)109的N型離子注入能量為50kev到350kev，注入劑量為1e12/cm²到5e12/cm²，第二P型層110的P型離子注入能量為500kev到800kev，注入劑量3e12/cm²到5e12/cm²。

實(shí)施例六的LDMOS器件制造方法，場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽與溝道之間區(qū)域的P型層(第二P型層)具有較低的注入能量和較大的注入劑量，能夠有效降低場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度，提高OFFBV；場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽底部的P型層(第一P型層)具有較高的注入能量和較小的注入劑量，可以改變場(chǎng)氧區(qū)超淺溝槽底部的電場(chǎng)分布，降低電場(chǎng)峰值，以減少器件開態(tài)時(shí)的碰撞電離，提高ONBV。

實(shí)施例七

基于實(shí)施例五的LDMOS器件制造方法，步驟八中，在硅片上淀積一層二氧化硅，干法刻蝕之后在柵極多晶硅112側(cè)邊形成隔離側(cè)墻113，如圖11所示；

在隔離側(cè)墻113形成后，選擇性的進(jìn)行源漏離子注入，在所述P阱108上分別形成N型重?fù)诫s區(qū)114和P型重?fù)诫s區(qū)115，在所述N阱107形成N型重?fù)诫s區(qū)114，所述N型重?fù)诫s區(qū)114分別作為L(zhǎng)DMOS的源極和漏極，P型重?fù)诫s區(qū)115作為P阱108的引出端，如圖12所示；然后通過接觸孔工藝形成接觸孔連接，通過接觸孔116和金屬線117引出電極，完成LDMOS的制作，如圖1所示。

較佳的，所述襯底101為電阻率范圍0.007～0.013Ω·CM的低阻襯底。

較佳的，步驟七中，通過熱氧化方法生長(zhǎng)柵氧化層111。

較佳的，步驟八中，在硅片上淀積一層2500埃到3500埃的二氧化硅，干法刻蝕之后在柵極多晶硅112側(cè)邊形成隔離側(cè)墻113。

實(shí)施例七的LDMOS器件制造方法，P型溝道區(qū)由CMOS工藝中的P阱構(gòu)成，P型襯底引出端和N型源區(qū)及漏區(qū)的注入摻雜與常規(guī)LDMOS一致，可與BCD平臺(tái)中CMOS工藝共用，可以集成在BCD工藝中。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。