Ldmos及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體器件及其制造領域，尤其涉及一種LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管)及其制造方法。
【背景技術】
[0002]橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管(Laterally Diffused Metal Oxidesemiconductor, LDMOS)主要應用于功率集成電路，例如面向移動電話基站的射頻功率放大器，也可以應用于高頻、特高頻與超高頻廣播傳輸器以及微波雷達與導航系統(tǒng)等。LDMOS技術為新一代基站放大器帶來較高的功率峰均比、更高增益與線性度，同時為多媒體服務帶來更高的數(shù)據(jù)傳輸率。
[0003]現(xiàn)有橫向擴散N型金屬氧化物半導體晶體管(Laterally Diffused N type MetalOxide semiconductor, LDNMOS)的結構如圖1所示,LDNMOS具有基底I,在基底I表面依次形成柵氧化層2和多晶硅柵極3，柵氧化層2和多晶硅柵極3稱為柵極結構。在基底I中形成P型阱8，P型阱8內具有在柵極結構兩側對稱設置的N-漂移區(qū)4(N-Driftl和N_Drift2)，P型阱8和N-漂移區(qū)4之間設置有淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolat1n, STI)5,N-漂移區(qū)4中設置有源極6和漏極7。其中，P型阱8可通過諸如硼的任何P型元素的離子注入形成；N-漂移區(qū)4是通過類似砷元素的離子注入來形成；源極6和漏極7也是通過類似砷元素的離子注入來形成，只是兩者離子注入濃度不同。
[0004]對于LDM0S,多用于高于50V的工作電壓下,擊穿電壓(BV,Breakdown Voltage)是衡量器件性能的重要指標之一?，F(xiàn)有一種提高LDNMOS擊穿電壓的方法是:擴大N-漂移區(qū)的面積，這樣就會導致單位面積內器件數(shù)量減少。因此，如何提高LDMOS的擊穿電壓是目前亟待解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明提供了一種LDMOS及其制造方法，本發(fā)明解決的技術問題是:如何提高擊穿電壓。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案具體是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供了一種橫向擴散N型金屬氧化物半導體晶體管LDNMOS的制造方法，該方法包括以下步驟:
[0008]A、在基底上形成LDNMOS區(qū)內用于隔離P型阱和N-漂移區(qū)的STI ；
[0009]B、在LDNMOS區(qū)進行離子注入形成P型阱；
[0010]C、在所述P型阱內離子注入形成位于柵極結構兩側對稱設置的N-漂移區(qū)；
[0011]D、在N-漂移區(qū)之間的基底表面形成柵極結構；
[0012]E、在N-漂移區(qū)中進行N+摻雜形成源極和漏極；
[0013]該方法還包括:在步驟D形成柵極結構之前的任意兩個步驟之間，或者在LDPMOS形成過程中，對所述漏極一側的N-漂移區(qū)進行預定深度的離子注入形成P反型離子漂浮區(qū)，所述P反型離子漂浮區(qū)位于N-漂移區(qū)中，與STI和漏極具有預定間隔。
[0014]所述在步驟D形成柵極結構之前的任意兩個步驟之間，形成P反型離子漂浮區(qū)，包括:在步驟A和B之間，或者在步驟B和C之間，或者在步驟C和D之間，形成P反型離子漂浮區(qū)。
[0015]所述P反型離子漂浮區(qū)為一整體部分，或者為多個隔離開的部分。
[0016]所述P反型離子漂浮區(qū)的離子注入劑量為113-1O15原子每平方厘米。
[0017]本發(fā)明還提供了一種橫向擴散N型金屬氧化物半導體晶體管LDNM0S，包括基底表面的柵極結構，以及位于P型阱內，且在柵極結構兩側對稱設置的N-漂移區(qū)，所述P型阱和N-漂移區(qū)之間設置有STI，所述N-漂移區(qū)中設置有源極和漏極；在漏極一側的N-漂移區(qū)中設置具有預定深度的P反型離子漂浮區(qū)，所述P反型離子漂浮區(qū)與STI和漏極具有預定間隔。
[0018]本發(fā)明還提供了一種橫向擴散P型金屬氧化物半導體晶體管LDPMOS的制造方法，該方法包括以下步驟:
[0019]A、在基底上形成LDPMOS區(qū)內用于隔離N型阱和P-漂移區(qū)的STI ；
[0020]B、在LDPMOS區(qū)進行離子注入形成N型阱；
[0021]C、在所述N型阱內離子注入形成位于柵極結構兩側對稱設置的P-漂移區(qū)；
[0022]D、在P-漂移區(qū)之間的基底表面形成柵極結構；
[0023]E、在P-漂移區(qū)中進行P+摻雜形成源極和漏極；
[0024]該方法還包括:在步驟D形成柵極結構之前的任意兩個步驟之間，或者在LDNMOS形成過程中，對所述漏極一側的P-漂移區(qū)進行預定深度的離子注入形成N反型離子漂浮區(qū)，所述N反型離子漂浮區(qū)位于P-漂移區(qū)中，與STI和漏極具有預定間隔。
[0025]所述在步驟D形成柵極結構之前的任意兩個步驟之間，形成N反型離子漂浮區(qū)，包括:在步驟A和B之間，或者在步驟B和C之間，或者在步驟C和D之間，形成N反型離子漂浮區(qū)。
[0026]所述N反型離子漂浮區(qū)為一整體部分，或者為多個隔離開的部分。
[0027]所述N反型離子漂浮區(qū)的離子注入劑量為113-1O15原子每平方厘米。
[0028]本發(fā)明還提供了一種橫向擴散P型金屬氧化物半導體晶體管LDPM0S，包括基底表面的柵極結構，以及位于N型阱內，且在柵極結構兩側對稱設置的P-漂移區(qū)，所述N型阱和P-漂移區(qū)之間設置有STI，所述P-漂移區(qū)中設置有源極和漏極；在漏極一側的P-漂移區(qū)中設置有N反型離子漂浮區(qū)，所述N反型離子漂浮區(qū)與STI和漏極具有預定間隔。
[0029]由上述的技術方案可見，本發(fā)明的LDNM0S，在漏極一側的N-漂移區(qū)進行預定深度的離子注入形成P反型離子漂浮區(qū)，P反型離子漂浮區(qū)與N-漂移區(qū)的交界處會產生耗盡層，耗盡層里沒有可導電離子，形成空間電荷區(qū)，從而達到提高擊穿電壓的目的。同理，本發(fā)明的LDPMOS，在漏極一側的P-漂移區(qū)中設置有N反型離子漂浮區(qū)，N反型離子漂浮區(qū)與P-漂移區(qū)的交界處會產生耗盡層，耗盡層里沒有可導電離子，形成空間電荷區(qū)，從而達到提高擊穿電壓的目的。與現(xiàn)有技術相比，在不需要擴大漂移區(qū)面積的情況下，就可以有效提高擊穿電壓。
【附圖說明】
[0030]圖1為現(xiàn)有技術LDNMOS結構示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實施例LDNMOS制作方法的流程示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明實施例LDNMOS剖面示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選實施例LDPMOS制作方法的流程示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明實施例LDPMOS剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術方案、及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0036]本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為了便于說明，表示結構的示意圖會不依一般比例作局部放大，不應以此作為對本發(fā)明的限定，此外，在實際的制作中，應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0037]本發(fā)明的方法適用于LDNMOS和LDPMOS。
[0038]本發(fā)明一優(yōu)選實施例LDNMOS制作方法的流程示意圖如圖2所示，其包括以下步驟:
[0039]步驟21、在基底I上形成LDNMOS區(qū)內用于隔離P型阱8和N-漂移區(qū)4的STI5 ；
[0040]其中，基底I 一般為單晶硅。
[0041]步驟22、在LDNMOS區(qū)進行離子注入形成P型阱8 ；
[0042]P型阱8可通過諸如硼的任何P型元素的離子注入來形成，離子濃度113-1O14原子每平方厘米，中等劑量，中等能量垂直晶片離子注入。
[0043]步驟23、在所述P型阱8內離子注入形成位于柵極結構兩側對稱設置的N-漂移區(qū)4，離子濃度112-1O13原子每平方厘米，中等劑量，高等能量，垂直晶片離子注入；
[0044]步驟24、對漏極7 —側的N-漂移區(qū)4進行預定深度的離子注入形成P反型離子漂浮區(qū)9，所述P反型離子漂浮區(qū)9位于N-漂移區(qū)4中，與STI5和漏極7具有預定間隔；
[0045]其中，因為此時漏極7還沒有注入形成，但是漏極7的深度一定比STI5淺，所以離子注入形成P反型離子漂浮區(qū)9時，控制將其注入到STI5的下方即可。本發(fā)明實施例P反型離子漂浮區(qū)9的離子注入劑量為113-1O15原子每平方厘米。另外，圖中P反型離子漂浮區(qū)9為多個隔離開的部分，形成方法可以為:在光柵方式的光阻膠層的遮擋下，離子注入形成的P反型離子漂浮區(qū)9就是由多個隔離開的部分構成的。當然P反型離子漂浮區(qū)9也可以是一個整體部分。P反型離子漂浮區(qū)9為多個隔離開的部分，相比于P反型離子漂浮區(qū)9為一整體部分的優(yōu)點在于，增加了 P反型離子漂浮區(qū)9與N-漂移區(qū)4之間的接觸面積，從而增加了耗盡層面積，進而進一步增加了擊穿電壓。
[0046]步驟25、在N-漂移區(qū)4之間的基底I表面形成柵極結構；
[0047]其中，柵極結構包括柵氧化層2和多晶硅柵極3。具體地說，首先，在基底I上依次生長柵氧化層和沉積多晶硅層，隨后在多晶硅層的表面涂布光刻膠層(圖中未顯示)，曝光顯影圖案化光刻膠層，定義出柵極的位置，以光刻膠圖形為掩膜，依次刻蝕多晶硅層和柵氧化層，形成柵氧化層2和多晶硅柵極3。
[0048]步驟26、在N-漂移區(qū)4中進行N+摻雜形成源極6和漏極7。
[0049]上述本發(fā)明實施例P反型離子漂浮區(qū)9是在形成N-漂移區(qū)之后形成的。需要說明的是，P反型離子漂浮區(qū)9的形成并不影響其他步驟的形成，所以還可以在步驟21和22之間形成，或者在步驟22和23之間形成，或者在LDPMOS形成過程中形成。需要說明的是，這里，在LDPMOS形成過程中形成P反型離子漂浮區(qū)9，指的是在LDPMOS形成的任意工序之間插入P反型離子漂浮區(qū)的離子注入，對LDPMOS的形成沒有任何影響。
[0050]圖3為根據(jù)上述方法形成的LDNMOS剖面示意圖。
[0051]LDNMOS具有基底1，在基底I表面依次形成柵氧化層2和多晶硅柵極3，柵氧化層2和多晶硅柵極3稱為柵極結構。