CN102088030B - 横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体工业中的一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件，包括：衬底，衬底内的阱，位于衬底和阱表层交界处的场氧化层，位于阱内的体区、浓度梯度区、漂移区，位于体区内的源漏区和体引出区，位于浓度梯度区内的掺杂区，位于漂移区上方的漂移区氧化层，覆盖在阱和漂移区氧化层表面的栅；其特征在于，还包括夹在漂移区及漂移区氧化层之间的反型层。本发明还涉及上述器件的制造方法。本发明在原有的漂移区注入的基础上加注一层反型层，使得载流子在流经漂移区时不会被表面受损的晶格所散射而导致迁移率下降，同时避免漂移区氧化层下表面的氧化层堆垛层错以及界面态复合载流子而使得载流子寿命降低，减小了导通电阻。

Description

横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及半导体工业中的一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOSFET)器件，还涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法。
【背景技术】
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管与普通MOS器件相比，在源漏端有一个轻掺杂注入区，被称为漂移区。由于其通常用于功率电路，需要获得较大的输出功率，因此必须能承受较高的电压。传统工艺通常采用低掺杂漂移区提高器件的耐压，但是较低的掺杂浓度会导致器件的导通电阻较高，因此耐压和导通电阻是一对矛盾的参数。
【发明内容】
鉴于此，有必要提供一种在不减小器件耐压的情况下，降低导通电阻的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管。
一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：衬底，衬底内的阱，位于衬底和阱表层交界处的场氧化层，位于阱内的体区、浓度梯度区、漂移区，位于体区内的源漏区和体引出区，位于浓度梯度区内的掺杂区，位于漂移区上方的漂移区氧化层，覆盖在阱和漂移区氧化层表面的栅；其特征在于，还包括夹在漂移区及漂移区氧化层之间的反型层。
优选的，所述反型层位于漂移区内，并将漂移区表面完全覆盖。
优选的，所述体区、漂移区、源漏区、体引出区、漂移区氧化层、栅、反型层均以掺杂区为中心，形成两边对称的结构。
优选的，所述漂移区将掺杂区夹在中间，所述反型层将掺杂区夹在中间。
优选的，所述反型层是通过注入BF2形成的。
优选的，所述BF2的注入能量是50～70KeV，注入剂量是5×1012～1×1013。
还有必要提供一种在不减小器件耐压的情况下，降低导通电阻的上述横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法。
一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型衬底上采用标准的阱注入工艺，形成P阱；(2)淀积并蚀刻掩蔽层；(3)热生长场氧化层；(4)注入N-型杂质形成浓度梯度区；(5)注入N型杂质形成漂移区；(6)在所述漂移区内加注P型杂质，在漂移区表层形成P型反型层；(7)在所述反型层表面热生长漂移区氧化层；(8)注入N+型杂质形成掺杂区；(9)去除所述掩蔽层并淀积多晶硅，蚀刻该多晶硅后形成栅；(10)注入P型杂质形成体区；(11)在所述体区内注入N+型杂质形成源漏区；(12)在所述体区内注入P+型杂质形成体引出区；(13)淀积隔离层，并对其进行热回流；(14)蚀刻接触孔；(15)在所述接触孔内淀积金属；(16)蚀刻金属导线；(17)钝化。
优选的，所述步骤(6)加注的P型杂质是BF2。
优选的，所述BF2的注入能量是50～70KeV，注入剂量是5×1012～1×1013。
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制造方法对漂移区进行两次注入，在原有的漂移区注入的基础上加注一层反型层以实现埋层漂移区，使得载流子在流经漂移区时不会被表面受损的晶格所散射而导致迁移率下降，同时避免漂移区氧化层下表面的氧化层堆垛层错以及界面态复合载流子而使得载流子寿命降低，进而在保持原有耐压的情况下，进一步增大了驱动电流，减小了导通电阻。
【附图说明】
图1是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
图1是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管的剖面结构示意图。包括衬底102，衬底内的阱104，位于衬底102和阱104表层交界处的场氧化层106，位于阱104内的体区108、浓度梯度区110、漂移区112，位于体区108内的源漏区114和体引出区116，位于浓度梯度区110内的掺杂区118，位于漂移区112上方的漂移区氧化层120，覆盖在阱104和漂移区氧化层120表面的栅122，以及夹在漂移区112及漂移区氧化层120之间的反型层124。体区108、漂移区112、源漏区114、体引出区116、漂移区氧化层120、栅122、反型层124均以掺杂区118为中心，形成两边大致上对称的结构；对称的漂移区112及其内部的反型层124将掺杂区118夹在中间。
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管的实施方式以N型器件为例，衬底102、阱104、体区108的成分均为P型硅，N-掺杂的浓度梯度区110包围着N+掺杂的掺杂区118，形成浓度梯度，以提高击穿电压。漏源114为N+掺杂，体引出区116为P+掺杂。栅122成分为多晶硅。本发明特别在漂移区112及漂移区氧化层120之间加注了BF2，在漂移区112内形成P型反型层124，并将漂移区112表面完全覆盖。这样可以使得载流子在流经漂移区112时不会被表面受损的晶格所散射而导致迁移率下降，同时避免因氧化所导致的漂移区氧化层120下表面的氧化层堆垛层错以及界面态复合载流子而使得载流子寿命降低，进而达到增大驱动电流、减小导通电阻的目的。
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法的实施方式也以N型器件为例，包括以下步骤：
(1)在P型衬底102上采用标准的阱注入工艺，形成P阱104。
(2)淀积并蚀刻掩蔽层。
(3)热生长场氧化层106。
(4)注入N-型杂质形成浓度梯度区110。
(5)注入N型杂质形成漂移区112。
(6)在漂移区112内加注BF2，在其表层形成P型反型层124。BF2的注入能量是50～70KeV，注入剂量是5×1012～1×1013。
(7)在反型层124表面热生长漂移区氧化层120。
(8)在氧化层120之间的区域注入N+型杂质形成掺杂区118。
(9)去除掩蔽层并淀积多晶硅，蚀刻多晶硅形成栅122。
(10)注入P型杂质形成体区108。
(11)在体区108内注入N+杂质形成源漏区114。
(12)在体区108内注入P+杂质形成体引出区。
(13)淀积隔离层，优选为磷硅玻璃(PSG)或者硼磷硅玻璃(BPSG)，并对其进行热回流。
(14)蚀刻接触孔。
(15)在接触孔内淀积金属。
(16)蚀刻金属导线。
(17)钝化。
在步骤(1)之后可以采用标准的浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)工艺，定义出器件的有源区。
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制造方法对漂移区进行两次注入，在原有的漂移区注入的基础上加注一层反型层以实现埋层漂移区，使得载流子在流经漂移区时不会被表面受损的晶格所散射而导致迁移率下降，同时避免漂移区氧化层下表面的氧化层堆垛层错以及界面态复合载流子而使得载流子寿命降低，进而在保持原有耐压的情况下，进一步增大了驱动电流，减小了导通电阻，提高了器件的电性能。
以上所述实施方式仅是以NMOS为例，也可以应用到PMOS中，本领域技术人员仅需做简单变形即可实现。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：衬底，衬底内的阱，位于衬底和阱表层交界处的场氧化层，位于阱内的体区、浓度梯度区、漂移区，位于体区内的源漏区和体引出区，位于浓度梯度区内的掺杂区，位于漂移区上方的漂移区氧化层，覆盖在阱和漂移区氧化层表面的栅；其特征在于，还包括夹在漂移区及漂移区氧化层之间的反型层。
2.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述反型层位于漂移区内，并将漂移区表面完全覆盖。
3.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述体区、漂移区、源漏区、体引出区、漂移区氧化层、栅、反型层的数量均为两个，且均以掺杂区为中心，形成两边对称的结构。
4.根据权利要求3所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述两个漂移区将掺杂区夹在中间，所述两个反型层将掺杂区夹在中间。
5.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述反型层是通过注入BF2形成的。
6.根据权利要求5所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述BF2的注入能量是50～70KeV，注入剂量是5×1012～1×1013。
7.一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型衬底上采用标准的阱注入工艺，形成P阱；(2)淀积并蚀刻掩蔽层；(3)热生长场氧化层；(4)注入N-型杂质形成浓度梯度区；(5)注入N型杂质形成漂移区；(6)在所述漂移区内加注P型杂质，在漂移区表层形成P型反型层；(7)在所述反型层表面热生长漂移区氧化层；(8)注入N+型杂质形成掺杂区；(9)去除所述掩蔽层并淀积多晶硅，蚀刻该多晶硅后形成栅；(10)注入P型杂质形成体区；(11)在所述体区内注入N+型杂质形成源漏区；(12)在所述体区内注入P+型杂质形成体引出区；(13)淀积隔离层，并对其进行热回流；(14)蚀刻接触孔；(15)在所述接触孔内淀积金属；(16)蚀刻金属导线；(17)钝化。
8.根据权利要求7所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤(6)加注的P型杂质是BF2。
9.根据权利要求8所述的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管器件的制造方法，其特征在于：所述BF2的注入能量是50～70KeV，注入剂量是5×1012～1×1013。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094124B (zh) * 2011-11-04 2015-08-19 上海华虹宏力半导体制造有限公司 高压结型场效应管的结构及制造方法
CN102709324B (zh) * 2012-06-06 2014-12-10 苏州博创集成电路设计有限公司 一种低功耗高压驱动电路及其使用的双向p型开关管
CN104377243A (zh) * 2013-08-13 2015-02-25 无锡华润上华半导体有限公司 一种降低ldmos导通电阻并同时提高开状态崩溃电压的ldmos
CN105448979B (zh) * 2014-06-12 2018-07-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 横向双扩散场效应管及其形成方法
US9461046B1 (en) * 2015-12-18 2016-10-04 Texas Instruments Incorporated LDMOS device with graded body doping
CN114267724B (zh) * 2022-03-01 2022-05-31 北京芯可鉴科技有限公司 横向双扩散场效应晶体管、制作方法、芯片及电路
CN114429983A (zh) * 2022-04-01 2022-05-03 北京芯可鉴科技有限公司 高压横向双扩散金属氧化物半导体场效应管及其制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1722389A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 精工爱普生株式会社 半导体装置、半导体装置的制造方法及电光学装置
CN101257047A (zh) * 2008-04-03 2008-09-03 北京大学 一种耐高压的横向双扩散mos晶体管
CN101266930A (zh) * 2008-04-11 2008-09-17 北京大学 一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1722389A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 精工爱普生株式会社 半导体装置、半导体装置的制造方法及电光学装置
CN101257047A (zh) * 2008-04-03 2008-09-03 北京大学 一种耐高压的横向双扩散mos晶体管
CN101266930A (zh) * 2008-04-11 2008-09-17 北京大学 一种横向双扩散场效应晶体管的制备方法

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