CN102157385A - 横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制造方法。根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法包括：第一离子注入步骤，用于进行离子注入以形成第一源极区域以及第一漏极区域；栅极氧化物层沉积步骤，用于在第一源极区域以及第一漏极区域之间沉积栅极氧化物层；多晶硅栅极形成步骤，用于在栅极氧化物层上形成多晶硅栅极；以及第二离子注入步骤，用于再次进行离子注入以形成第二源极区域以及第二漏极区域。通过采用根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，使得衬底电流由于两次有源区离子注入而得到了改善。

Description

横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法、以及一种根据所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件。
背景技术
横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是本领域公知的一种半导体器件。LDMOS器件为相当近似于传统场效应晶体管(FET)器件的一种场效应晶体管器件。与传统场效应晶体管器件一样，LDMOS器件包括在半导体衬底中形成一对被沟道区域所分隔开来的源/漏极区域，并且依次于沟道区域上方形成栅电极。
然而，LDMOS器件与传统FET器件不同的部分是传统的FET器件中的一对源/漏极区域制成与栅电极相对称，而LDMOS器件中的漏极区域比源极区域更远离栅电极形成，并且漏极区域同时形成于用以分隔开沟道区域与漏极区域的掺杂阱(具有与漏极区域相同极性)中。LDMOS器件基本上是一种非对称性的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其具有共平面的漏极和源极区域，利用双扩散工艺制成。目前，LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用。
在现有的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，如图1至图3所示，在对P阱HVPW中源极和漏极NGRD进行注入(参见图1)之后，利用掩膜SIN沉积栅极氧化物GOX(参见图2)，形成多晶硅GT(参见图3)。
但是，在图1至图3所示的现有LDMOS制造方法中，衬底电流Isub很低。
因此，希望提出一种新的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其能够改善LDMOS中的衬底电流。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够改善LDMOS中的衬底电流的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于包括：第一离子注入步骤，用于进行离子注入以形成第一源极区域以及第一漏极区域；栅极氧化物层沉积步骤，用于在第一源极区域以及第一漏极区域之间沉积栅极氧化物层；多晶硅栅极形成步骤，用于在栅极氧化物层上形成多晶硅栅极；以及第二离子注入步骤，用于再次进行离子注入以形成第二源极区域以及第二漏极区域。
通过采用根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，使得衬底电流由于两次有源区离子注入而得到了改善。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件是N型横向双扩散金属氧化物半导体器件。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，第二源极深度大于第一源极深度，并且第二漏极深度大于第一漏极深度。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，第一源极深度等于第一漏极深度。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，第二源极深度等于第二漏极深度。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，所述第一源极区域、所述第一漏极区域、所述第二源极区域以及所述第二逻辑区域是缓变有源区。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，采用掩膜来沉积栅极氧化物层，并且所述掩膜是氮化硅掩膜。
优选地，在上述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件是32V横向双扩散金属氧化物半导体器件。
根据本发明的第二方面，提供了一种根据本发明第一方面所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造而成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。由于采用了根据本发明第一方面所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，因此，本领域技术人员可以理解的是，根据本发明第二方面的横向双扩散金属氧化物半导体器件同样能够实现根据本发明的第一方面的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法所能实现的有益技术效果。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1至图3示出了现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法。
图4至图7示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法。
图8示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件以及现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流相对于栅极电压的性能。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图4至图7示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法。其中示出了根据本发明实施例来制造N型横向双扩散金属氧化物半导体器件的方法。
如图1所示，首先对P阱中进行离子注入，以形成具有第一源极深度的第一源极区域NGRD1和具有第一漏极深度的第一漏极区域NGRD1。其中，第一源极区域NGRD1和第一漏极区域NGRD1中的各自的两个上宽下窄的梯形表示浅沟槽(STI)区域。
之后，如图2所示，利用掩膜SIN(例如氮化硅掩膜)来形成栅极氧化物层GOX，其中，该栅极氧化物层GOX在第一源极区域以及第一漏极区域之间的位置处。
随后，如图3所示，在栅极氧化物层GOX上形成多晶硅栅极GT。
最后，如图4所示，在得到的器件结构的基础上，再次进行离子注入以形成具有第二源极深度的第二源极区域NGRD2和具有第二漏极深度的第二漏极区域NGRD2。其中，第二源极深度大于第一源极深度，并且第二漏极深度大于第一漏极深度。即，第二源极区域在第一源极区域下方，第二漏极区域在第一漏极区域下方。
因此，可以看出，与图1至图3所示的现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法不同之处在于，本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法对源极区域和漏极区域采用了两次离子注入。
并且，本发明尤其适合于制造高压器件，即高压横向双扩散金属氧化物半导体器件(高压LDMOS)，例如32V。
图8示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件以及现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流相对于栅极电压的性能。
图8所示的曲线表示了横向双扩散金属氧化物半导体器件在32V下的衬底电流Isub随着栅极电压Vg的变化而变化的曲线，其中上方的曲线是根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub的曲线，下方的曲线是根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub的曲线。
因此，从图8所示的曲线可以看出，上方的曲线(根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub的曲线)与下方的曲线(现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub的曲线)形状很吻合，但是根据本发明得到的衬底电流Isub在相同条件下总是大于现有技术得到的衬底电流Isub。由此可知，根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub总是优于根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件。
优选地，第一源极区域、第一漏极区域、第二源极区域以及第二逻辑区域是缓变有源区；例如，在N型横向双扩散金属氧化物半导体器件情况下，是N型缓变有源区。这样，可更有利于改进制造的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流Isub。
并且，进一步优选地，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法被专门用于制造N型横向双扩散金属氧化物半导体器件，所述两次离子注入尤其有利于改进N型器件的衬底电流Isub。
此外，第一源极深度等于第一漏极深度；和/或第二源极深度等于第二漏极深度。这样，有利于工艺步骤的可控性，并简化工艺步骤。
需要说明的是，本领域技术人员来说可以理解的是，虽然以上述流程中的各个步骤说明了本发明，但是本发明并不排除除了上述步骤之外其它步骤的存在。本领域技术人员来说可以理解的是，可在不脱离本发明的范围的情况下，可以在所描述的步骤中加入其它步骤以形成其它结构或者实现其它目的。
对于本领域技术人员来说明显的是，可在不脱离本发明的范围的情况下对本发明进行各种改变和变形。所描述的实施例仅用于说明本发明，而不是限制本发明；本发明并不限于所述实施例，而是仅由所附权利要求限定。

Claims (9)

1.一种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于包括：第一离子注入步骤，用于进行离子注入以形成第一源极区域以及第一漏极区域；栅极氧化物层沉积步骤，用于在第一源极区域以及第一漏极区域之间沉积栅极氧化物层；
多晶硅栅极形成步骤，用于在栅极氧化物层上形成多晶硅栅极；以及
第二离子注入步骤，用于再次进行离子注入以形成第二源极区域以及第二漏极区域。
2.根据权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中所述横向双扩散金属氧化物半导体器件是N型横向双扩散金属氧化物半导体器件。
3.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中第二源极深度大于第一源极深度，并且第二漏极深度大于第一漏极深度。
4.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中第一源极深度等于第一漏极深度。
5.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中第二源极深度等于第二漏极深度。
6.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中所述第一源极区域、所述第一漏极区域、所述第二源极区域以及所述第二逻辑区域是缓变有源区。
7.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中采用掩膜来沉积栅极氧化物层，并且所述掩膜是氮化硅掩膜。
8.根据权利要求1或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于，其中所述横向双扩散金属氧化物半导体器件是32V横向双扩散金属氧化物半导体器件。
9.一种通过权利要求1至9之一所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制造而成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。
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