本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種高壓LDMOS器件及其制作方法。
背景技術(shù):
高壓LDMOS器件(Lateral Diffused MOSFET,橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)具有工作電壓高、工藝相對簡單、開關(guān)頻率高等特性,并且所述高壓LDMOS器件的漏極、源極及柵極均位于其表面,易于與低壓CMOS(Complenentary Metal Oxide Semiconductor,互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)及BJT(Bipolar Junction Transistor,雙極晶體管)等器件在工藝上相兼容,特別是在AC/DC、DC/DC電源管理、LED驅(qū)動及馬達(dá)驅(qū)動芯片中可以進(jìn)行器件集成,因而高壓LDMOS器件受到廣泛關(guān)注,并被認(rèn)為特別適合用于高壓集成電路及功率集成電路中的高壓功率器件。
在現(xiàn)有技術(shù)中,一般采用RESURF(降低表面電場)技術(shù)或橫向變摻雜技術(shù)來提高高壓LDMOS器件的耐壓。傳統(tǒng)RESURF技術(shù)是通過在第一摻雜類型的漂移區(qū)(譬如N型漂移區(qū))注入相應(yīng)的第二摻雜類型的埋層(譬如P型埋層),通過互相耗盡來提高高壓LDMOS器件的耐壓;然而,提高耐壓與降低比導(dǎo)通電阻(導(dǎo)通電阻×面積)是矛盾的,并且,傳統(tǒng)的RESURF結(jié)構(gòu)的表面電場通常只有兩個峰值,與理想的矩形電場分布有一定的差距;傳統(tǒng)的橫向變摻雜技術(shù)是通過不同摻雜的第一摻雜類型的漂移區(qū)以提高高壓LDMOS器件的耐壓,但該結(jié)構(gòu)僅有一個導(dǎo)電通道,難以獲得高濃度漂移區(qū)及低的導(dǎo)通電阻。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種高壓LDMOS器件及其制作方法,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用傳統(tǒng)RESURF技術(shù)提高耐壓存在的提高耐壓與降低比導(dǎo)通電阻相矛盾,表面電場通常只有兩個峰值,與理想的矩形電場分布有一定的差距的問題,以及采用傳統(tǒng)的橫向變摻雜技術(shù)提高耐壓存在的僅有一個導(dǎo)電通道,難以獲得高濃度漂移區(qū)及低的導(dǎo)通電阻的問題。
為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種高壓LDMOS器件,所述高壓LDMOS器件包括:
第一摻雜類型的襯底;
第二摻雜類型的漂移區(qū),位于所述第一摻雜類型的襯底內(nèi);
漏極,位于所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi);
源極,位于所述第一摻雜類型的襯底內(nèi);
多晶硅柵極,位于所述漏極與所述源極之間的所述第一摻雜類型的襯底表面;
第一摻雜類型的埋層,位于所述源極與所述漏極之間的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi);所述第一摻雜類型的埋層沿自所述源極至所述漏極的方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層,各段所述子埋層的摻雜濃度不完全相同。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,所述高壓LDMOS器件包括多層所述第一摻雜類型的埋層,多層所述第一摻雜類型的埋層沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的深度方向平行間隔排布。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,相鄰各層所述第一摻雜類型的埋層之間的間距相等。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,相鄰各層所述第一摻雜類型的埋層之間的間距不等。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,自所述源極至所述漏極,各層所述第一摻雜類型的埋層中各段子埋層的寬度逐漸減小。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,各層所述第一摻雜類型的埋層中,相鄰各段子埋層之間的間距相等。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,各層所述第一摻雜類型的埋層中,相鄰各段子埋層之間的間距不等。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,各層所述第一摻雜類型的埋層中,相鄰各段子埋層之間的間距小于或等于3μm。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,所述高壓LDMOS器件還包括:
場氧化層,位于所述第一摻雜類型的襯底與所述多晶硅柵極之間,且位于所述漏極與所述源極之間的所述第一摻雜類型的襯底表面;
第一摻雜類型的體區(qū),位于所述第一摻雜類型的襯底內(nèi),且位于所述第二摻雜類型的漂移區(qū)遠(yuǎn)離所述漏極的一側(cè);所述源極位于所述第一摻雜類型的體區(qū)內(nèi);
第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū),位于所述第一摻雜類型的體區(qū)內(nèi),且與所述源極相鄰接。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的一種優(yōu)選方案,所述高壓LDMOS器件還包括;
介質(zhì)層,位于所述場氧化層及所述多晶硅柵極表面,所述介質(zhì)層對應(yīng)于所述漏極、所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)的位置形成有開口,所述開口暴露出所述漏極、所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū);
漏極電極,位于所述開口內(nèi)及所述介質(zhì)層表面,且與所述漏極相接觸;
源極電極,位于所述開口內(nèi)及所述介質(zhì)層表面,且與所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)相接觸。
本發(fā)明還提供一種高壓LDMOS器件的制作方法,所述高壓LDMOS器件的制作方法包括如下步驟:
1)提供第一摻雜類型的襯底;
2)在所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)形成第二摻雜類型的漂移區(qū);
3)在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成第一摻雜類型的埋層,所述第一摻雜類型的埋層沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的長度方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層,各段所述子埋層的摻雜濃度不完全相同;
4)在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)上方形成多晶硅柵極;
5)在所述多晶硅柵極一側(cè)的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成漏極,在所述多晶硅柵極另一側(cè)的所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)形成源極。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,步驟2)中,在所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)形成所述第二摻雜類型的漂移區(qū)包括如下步驟:
2-1)采用離子注入工藝在所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)注入第二摻雜類型的離子;
2-2)通過高溫推結(jié)形成所述第二摻雜類型的漂移區(qū)。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,步驟2-1)中,離子注入的劑量為2×1012/cm2~8×1012/cm2;步驟2-2)中,形成的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的結(jié)深為4μm-16μm,形成的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的長度為10μm-100μm。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,步驟3)中,采用離子注入工藝在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成所述第一摻雜類型的各段子埋層,各段所述子埋層的離子注入的劑量為1×1012/cm2~7×1012/cm2。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,在離子注入過程中,采用離子注入工藝在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成多層所述第一摻雜類型的各段子埋層,多層所述第一摻雜類型的埋層沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的深度方向平行間隔排布。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,自所述源極至所述漏極,各層所述第一摻雜類型的埋層中各段子埋層的寬度逐漸減小。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,在步驟2)與步驟3)之間,還包括在所述第一摻雜類型的襯底表面形成場氧化層的步驟,此時,步驟4)中,所述多晶硅柵極位于所述第二摻雜類型的漂移區(qū)上方的所述場氧化層表面。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,在步驟3)與步驟4)之間,還包括在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)遠(yuǎn)離所述漏極的一側(cè)形成第一摻雜類型的體區(qū)的步驟;步驟5)中,所述源極位于所述第一摻雜類型的體區(qū)內(nèi)。
作為本發(fā)明的高壓LDMOS器件的制作方法的一種優(yōu)選方案,步驟5)之后還包括如下步驟:
6)在所述第一摻雜類型的體區(qū)內(nèi)形成第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū),所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)與所述源極相鄰接;
7)在所述場氧化層及所述多晶硅柵極表面形成介質(zhì)層;
8)在所述介質(zhì)層對應(yīng)于所述漏極、所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)的位置形成有開口,所述開口暴露出所述漏極、所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū);
9)在對應(yīng)于所述漏極的所述開口內(nèi)及所述介質(zhì)層表面形成漏極電極,在對應(yīng)于所述源極及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)的所述開口內(nèi)形成源極電極。
如上所述,本發(fā)明的高壓LDMOS器件及其制作方法,具有以下有益效果:通過將第一摻雜類型的埋層分段地置于第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi),使得所述高壓LDMOS器件獲得多峰值表面電場分布,且擁有兩個導(dǎo)電通道;與傳統(tǒng)的高壓LDMOS器件相比,本發(fā)明的高壓LDMOS器件在獲得相同耐壓的前提下,擁有更短的漂移區(qū)長度及更高的漂移區(qū)濃度,從而具有更低的導(dǎo)通電阻。
附圖說明
圖1顯示為本發(fā)明實施例一中提供的高壓LDMOS器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2顯示為本發(fā)明實施例一中提供的高壓LDMOS器件與現(xiàn)有技術(shù)中的LDMOS器件的表面電場分布圖。
圖3顯示為本發(fā)明實施例二中提供的高壓LDMOS器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4顯示為本發(fā)明實施例三中提供的高壓LDMOS器件的制作方法的流程圖。
圖5至圖16顯示為本發(fā)明實施例三中提供的高壓LDMOS器件的制作方法各步驟中的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
元件標(biāo)號說明
10 第一摻雜類型的襯底
11 第二摻雜類型的漂移區(qū)
12 漏極
13 源極
14 場氧化層
15 多晶硅柵極
16 第一摻雜類型的埋層
161 子埋層
17 第一摻雜類型的體區(qū)
18 第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)
19 介質(zhì)層
191 開口
20 漏極電極
21 源極電極
S1~S6 步驟
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用,本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用,在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
請參閱圖1至圖16需要說明的是,本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想,雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制,其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變,且其組件布局形態(tài)也可能更為復(fù)雜。
實施例一
請參閱圖1,本發(fā)明提供一種高壓LDMOS器件,所述高壓LDMOS器件包括:第一摻雜類型的襯底10;第二摻雜類型的漂移區(qū)11,所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11位于所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi),所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型不同;漏極12,所述漏極12位于所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi);源極13,所述源極13位于所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi);多晶硅柵極15,所述多晶硅柵極15位于所述漏極12與所述源極13之間的所述第一摻雜類型的襯底10表面;第一摻雜類型的埋層16,所述第一摻雜類型的埋層16位于所述源極13與所述漏極12之間的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi);所述第一摻雜類型的埋層16沿自所述源極13至所述漏極12的方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層161,各段所述子埋層161的摻雜濃度不完全相同;具體的,自左至右,各段所述子埋層161的摻雜濃度可以梯度變化,也可以交替變化,還可以無規(guī)則變化。
作為示例,所述第一摻雜類型可以為P型,所述第二摻雜類型可以為N型。
作為示例,所述第一摻雜類型可以為N型,所述第二摻雜類型可以為P型。
作為示例,所述第一摻雜類型的埋層16中分割成的各段所述子埋層161的寬度可以相同,也可以不同;優(yōu)選地,所述第一摻雜類型的埋層16中分割成的各段所述子埋層161的寬度不同;更為優(yōu)選地,本實施例中,自所述源極13至所述漏極12,所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度逐漸減小。當(dāng)然,在其他示例中,自所述源極13至所述漏極12,各層所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度也可以逐漸增大。
需要說明的是,所謂的“各層所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度”是指沿自所述源極13至所述漏極12方向的尺寸。
作為示例,所述第一摻雜類型的埋層16分割的所述子埋層161段數(shù)可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定,優(yōu)選地,本實施例中,所述第一摻雜類型的埋層16沿自所述源極13至所述漏極12的方向分割為2~10段。
作為示例,各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距可以相等,也可以不等。各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定,優(yōu)選地,本實施例中,各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距小于或等于3μm。
作為示例,所述高壓LDMOS器件還包括:場氧化層14,所述場氧化層14位于所述第一摻雜類型的襯底10與所述多晶硅柵極15之間,且位于所述漏極12與所述源極13之間的所述第一摻雜類型10的襯底表面,即所述多晶硅柵極15位于所述漏極12與所述源極13之間的所述場氧化層14表面;第一摻雜類型的體區(qū)17,所述第一摻雜類型的體區(qū)17位于第一摻雜類型的襯底10內(nèi),且位于第二摻雜類型的漂移區(qū)11遠(yuǎn)離所述漏極12的一側(cè);所述源極位于所述第一摻雜類型的體區(qū)17內(nèi);第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18,所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18位于所述第一摻雜類型的體區(qū)17內(nèi),且與所述源極13相鄰接。
作為示例,所述高壓LDMOS器件還包括;介質(zhì)層19,所述介質(zhì)層19位于所述場氧化層14及所述多晶硅柵極15表面,所述介質(zhì)層19對應(yīng)于所述漏極12、所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18的位置形成有開口(未示出),所述開口暴露出所述漏極12、所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18;漏極電極20,所述漏極電極20位于所述開口內(nèi)及所述介質(zhì)層19表面,且與所述漏極12相接觸;源極電極21,所述源極電極21位于所述開口內(nèi)及所述介質(zhì)層19表面,且與所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18相接觸;位于所述介質(zhì)層19表面的所述漏極電極20與位于所述介質(zhì)層19表面的所述源極電極21相隔一定的間距。
本發(fā)明的高LDMOS器件通過將所述第一摻雜類型的埋層16分段地置于第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi),在高壓下,使得所述高壓LDMOS器件獲得多峰值表面電場分布,如圖2所示,其中,①為本實施例中所述的高壓LDMOS器件的表面電場分布圖,②為現(xiàn)有技術(shù)中的高壓LDMOS器件的表面電場分布圖,橫向坐標(biāo)X為自所述源極13至所述漏極12的距離。由于耐壓是電場沿耗盡區(qū)方向的積分,即沿自所述源極13至所述漏極12方向的積分,因此,多峰值表面電場的分布較之現(xiàn)有技術(shù)中的高壓LDMOS器件的少峰值表面電場的分布的擊穿電壓得到提升,即在同等耐壓條件下,本發(fā)明的高壓LDMOS器件可以擁有更短的漂移區(qū)長度Ldrift,更高的漂移區(qū)濃度,從而降低了高壓LDMOS器件的導(dǎo)通電阻,減小了器件面積;本實施例中,所述漂移區(qū)長度Ldrift為10μm-100μm。
實施例二
請參閱圖3,本實施例還提供一種高壓LDMOS器件,本實施例中所述的高壓LDMOS器件的結(jié)構(gòu)與實施例一中所述的高壓LDMOS器件的結(jié)構(gòu)大致相同,二者的區(qū)別在于:實施例一中,所述高壓LDMOS器件中所述第一摻雜類型的埋層16的數(shù)量為一層,而本實施例中,所述第一摻雜類型的埋層16的數(shù)量為兩層或多層,兩層或多層所述第一摻雜類型的埋層16沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11的深度方向平行間隔排布。
作為示例,相鄰各層所述第一摻雜類型的埋層16之間的間距可以相等也可以不等,此處不做限定。
本實施例中所述的高壓LDMOS器件的其他結(jié)構(gòu)與實施例一中所述的高壓LDMOS器件的其他結(jié)構(gòu)完全相同,具體請參閱實施例一,此處不再累述。
實施例三
請參閱圖4,本發(fā)明還提供一種高壓LDMOS器件的制作方法,所述高壓LDMOS器件的制作方法包括如下步驟:
1)提供第一摻雜類型的襯底;
2)在所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)形成第二摻雜類型的漂移區(qū);
3)在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成第一摻雜類型的埋層,所述第一摻雜類型的埋層沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)的長度方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層,各段所述子埋層的摻雜濃度不完全相同;
4)在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)上方形成多晶硅柵極;
5)在所述多晶硅柵極一側(cè)的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi)形成漏極,在所述多晶硅柵極另一側(cè)的所述第一摻雜類型的襯底內(nèi)形成源極。
在步驟1)中,請參閱圖4中的S1步驟及圖5,提供第一摻雜類型的襯底10。
作為示例,首先提供一襯底,然后通過離子注入工藝在所述襯底內(nèi)注入第一摻雜類型的離子以形成所述第一摻雜類型的襯底10。
作為示例,所述第一摻雜類型可以為P型,也可以為N型。
在步驟2)中,請參閱圖4中的S2步驟及圖6,在所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)形成第二摻雜類型的漂移區(qū)11。
作為示例,在所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)形成所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11包括如下步驟:
2-1)采用離子注入工藝在所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)注入第二摻雜類型的離子,離子注入的劑量為2×1012/cm2~8×1012/cm2;
2-2)通過高溫推結(jié)形成所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11,形成的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11的結(jié)深為4μm-16μm,形成的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11的長度為10μm-100μm。
作為示例,當(dāng)所述第一摻雜類型為P型時,所述第二摻雜類型為N型;當(dāng)所述第二摻雜類型為N型時,所述第一摻雜類型為P型。
作為示例,請參閱圖7,在步驟2)之后還包括在所述第一摻雜類型的襯底10表面形成場氧化層14的步驟。
作為示例,可以采用熱氧化法、物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在所述第一摻雜類型的襯底10表面形成所述場氧化層14,優(yōu)選地,本實施例中,采用熱氧化法在所述第一摻雜類型的襯底10表面形成所述場氧化層14。
在步驟3)中,請參閱圖4中的S3步驟及圖8至圖9,在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成第一摻雜類型的埋層16,所述第一摻雜類型的埋層16沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11的長度方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層161,即所述第一摻雜類型的埋層16沿后續(xù)形成的自源極至漏極的方向分割為相隔一定間距的兩段或多段所述子埋層161,各段所述子埋層161的摻雜濃度不完全相同。
作為示例,依據(jù)圖形化的掩膜版(所述掩膜版定義出所述第一摻雜類型的埋層16的形狀)采用離子注入工藝在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成所述第一摻雜類型的埋層16,離子注入的劑量為1×1012/cm2~7×1012/cm2;即各段所述子埋層161的離子注入的劑量為1×1012/cm2~7×1012/cm2。
作為示例,在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成的所述第一摻雜類型的埋層16的層數(shù)可以根據(jù)實際需要設(shè)定,所述第一摻雜類型的埋層16的層數(shù)可以為一層、兩側(cè)或多層,其中,圖8中所述第一摻雜類型的埋層16的層數(shù)為一層,圖9中所述第一摻雜類型的埋層16的層數(shù)為多層。
作為示例,當(dāng)所述第一摻雜類型的埋層16的層數(shù)為多層時,由于離子注入的深度與離子注入能量有直接的關(guān)系,在離子注入過程中,可以通過調(diào)整離子注入的能量,采用不同的離子注入能量在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成多層所述第一摻雜類型的埋層16,多層所述第一摻雜類型的埋層16沿所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11的深度方向平行間隔排布。
作為示例,相鄰各層所述第一摻雜類型的埋層16之間的間距可以相等也可以不等,此處不做限定。
作為示例,各層所述第一摻雜類型的埋層16中分割成的各段所述子埋層161的寬度可以相同,也可以不同;優(yōu)選地,各層所述第一摻雜類型的埋層16中分割成的各段所述子埋層161的寬度不同;更為優(yōu)選地,本實施例中,自所述源極13至所述漏極12,各層所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度逐漸減小。當(dāng)然,在其他示例中,自所述源極13至所述漏極12,各曾所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度也可以逐漸增大。
需要說明的是,所謂的“各層所述第一摻雜類型的埋層16中各段所述子埋層161的寬度”是指沿自所述源極13至所述漏極12方向的尺寸。
作為示例,各層所述第一摻雜類型的埋層16分割的段數(shù)可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定,優(yōu)選地,本實施例中,各層所述第一摻雜類型的埋層16沿自所述源極13至所述漏極12的方向分割為2~10段。
作為示例,自左至右,各段所述子埋層161的摻雜濃度可以梯度變化,也可以交替變化,還可以無規(guī)則變化。
作為示例,各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距可以相等,也可以不等。各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定,優(yōu)選地,本實施例中,各層所述第一摻雜類型的埋層16中,相鄰各段所述子埋層161之間的間距小于或等于3μm。
需要說明的,在其他示例中,可以先在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成所述第一摻雜類型的埋層16,然后再在所述第一摻雜類型的襯底10表面形成所述場氧化層14。
作為示例,請參閱圖10,步驟3)之后還包括在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11遠(yuǎn)離所述漏極12的一側(cè)形成第一摻雜類型的體區(qū)17的步驟。具體的,采用離子注入工藝在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11遠(yuǎn)離所述漏極12的一側(cè)的所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)注入第一摻雜類型的離子,以在所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)形成所述第一摻雜類型的體區(qū)17。
需要說明的是,在其他示例中,還可以先在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成所述第一摻雜類型的埋層16;然后在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11遠(yuǎn)離所述漏極12的一側(cè)形成第一摻雜類型的體區(qū)17;最后再在所述第一摻雜類型的襯底10表面形成所述場氧化層14。
在步驟4)中,請參閱圖4中的S4步驟及圖11,在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11上方形成多晶硅柵極15。
具體的,在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11上方的所述場氧化層14表面形成多晶硅柵極15。
作為示例,采用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11上方的所述場氧化層14表面沉積多晶硅層,通過光刻刻蝕工藝刻蝕所述多晶硅層以形成所述多晶硅柵極15。
在步驟5)中,請參閱圖4中的S5步驟及圖12,在所述多晶硅柵極15一側(cè)的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)形成漏極12,在所述多晶硅柵極15另一側(cè)的所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)形成源極13。
作為示例,采用自對準(zhǔn)工藝在所述多晶硅柵極15一側(cè)的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi)注入第一摻雜類型的離子以形成所述漏極12;采用自對準(zhǔn)工藝在所述多晶硅柵極15另一側(cè)的所述第一摻雜類型的襯底10內(nèi)注入第一摻雜類型的以形成所述源極13。
作為示例,所述源極13及所述漏極12均為重?fù)诫s區(qū)域,在形成所述漏極12及所述源極13的過程中,所述第一摻雜類型離子的注入劑量為1×1015/cm2到1×1016/cm2。
作為示例,步驟5)之后還包括如下步驟:
6)在所述第一摻雜類型的體區(qū)17內(nèi)形成第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18,所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18與所述源極13相鄰接,如圖13所示;具體的,采用離子注入工藝在所述第一摻雜類型的體區(qū)17內(nèi)進(jìn)行第一摻雜類型的離子注入以形成所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18;
7)在所述場氧化層14及所述多晶硅柵極15表面形成介質(zhì)層19,如圖14所示;具體的,采用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在所述場氧化層14及所述多晶硅柵極15表面形成所述介質(zhì)層19;
8)采用光刻刻蝕工藝在所述介質(zhì)層19對應(yīng)于所述漏極12、所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18的位置形成有開口191,所述開口191暴露出所述漏極12、所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18,如圖15所示;
9)在對應(yīng)于所述漏極12的所述開口191內(nèi)及所述介質(zhì)層19表面形成漏極電極20,在對應(yīng)于所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18的所述開口191內(nèi)形成源極電極21,如圖16所示;具體的,采用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法9對應(yīng)于所述漏極12、所述源極13及所述第一摻雜類型的重?fù)诫s區(qū)18的開口191內(nèi)及所述介質(zhì)層19表面沉積電極材料層,通過光刻刻蝕工藝形成所述漏極電極20及所述源極電極。
本實施例的所述高壓LDMOS器件的制作方法通過將所述第一摻雜類型的埋層16分段地置于第二摻雜類型的漂移區(qū)11內(nèi),在高壓下,使得所述高壓LDMOS器件獲得多峰值表面電場分布,由于耐壓是電場沿耗盡區(qū)方向的積分,即沿自所述源極13至所述漏極12方向的積分,因此,多峰值表面電場的分布較之現(xiàn)有技術(shù)中的高壓LDMOS器件的少峰值表面電場的分布的擊穿電壓得到提升,即在同等耐壓條件下,本實施例中的制作方法制作的高壓LDMOS器件可以擁有更短的漂移區(qū)長度Ldrift,更高的漂移區(qū)濃度,從而降低了高壓LDMOS器件的導(dǎo)通電阻,減小了器件面積;本實施例中,所述漂移區(qū)長度Ldrift為10μm-100μm。
綜上所述,本發(fā)明提供一種高壓LDMOS器件及其制作方法,所述高壓LDMOS器件包括:第一摻雜類型的襯底;第二摻雜類型的漂移區(qū),位于所述第一摻雜類型的襯底內(nèi);漏極,位于所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi);源極,位于所述第一摻雜類型的襯底內(nèi);多晶硅柵極,位于所述漏極與所述源極之間的所述第一摻雜類型的襯底表面;第一摻雜類型的埋層,位于所述源極與所述漏極之間的所述第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi);所述第一摻雜類型的埋層沿自所述源極至所述漏極的方向分割為相隔一定間距的兩段或多段子埋層,各段所述子埋層的摻雜濃度不完全相同。本發(fā)明通過將第一摻雜類型的埋層分段地置于第二摻雜類型的漂移區(qū)內(nèi),使得所述高壓LDMOS器件獲得多峰值表面電場分布,且擁有兩個導(dǎo)電通道;與傳統(tǒng)的高壓LDMOS器件相比,本發(fā)明的高壓LDMOS器件在獲得相同耐壓的前提下,擁有更短的漂移區(qū)長度及更高的漂移區(qū)濃度,從而具有更低的導(dǎo)通電阻。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。