CN110867375A - Ldmos器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LDMOS器件及其制作方法，所述制作方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成P‑型阱区和漂移区；在所述P‑型阱区中形成源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；在所述漂移区中形成漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；在所述P‑型阱区和所述漂移区的上方形成闸极；所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区的上方形成合金阻挡区；所述合金阻挡区的上方形成接触孔场板；所述接触孔场板的上方形成金属场板。通过本发明的制作方法，在不增加任何光刻层级的前提下，在传统LDMOS器件的结构上增加大尺寸的接触孔作为场板以维持击穿电压，同时缩小隔离结构的尺寸以获得最低的导通电阻。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种LDMOS器件及其制作方法。
背景技术
场板广泛应用于低中高压LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)的制作，结构上分为传统的Metal(金属)场板、Poly(多晶硅)场板以及新型的Contact(接触孔)场板；作用上分为利用场板的耦合作用提高BV(Breakdown Voltage，击穿电压)、抑制HCI(Hot CarriersInjection，热载流子注入)效应以及减小Rdson(导通电阻)。由于受到ILD(隔离层)厚度(>10KA)与STI(浅沟槽隔离)厚度(>4KA)偏高的影响，Metal场板与Poly场板主要用于超高压LDMOS，而Contact场板由于受到SBLK(合金阻挡区)厚度(<500A)的限制，一般用于低压的DEMOS(漏极扩展金属氧化物半导体)器件。
如图1所示，传统的LDMOS器件中，STI作为缓冲以提高器件的BV，ILD与STI的厚度大于15KA，使得金属场板无法作用于N-漂移区表面，BV通常大于30V，但导通电阻比较高。目前，还有一种新型的接触孔场板，如图2所示，突破了ILD厚度的限制而实现了金属场板的延续，但没有STI的缓冲作用导致BV下降严重，主要应用于低压器件。
在20V-40V这个工作区间内，场板的选择余地非常小，如何利用现有IC(Integrated Circuit，集成电路)工艺制作场板以减小Rdson和提高BV成为共同探讨的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种能够减小Rdson和提高BV的LDMOS器件及其制作方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明的第一方面提供一种LDMOS器件的制作方法，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成P-型阱区和漂移区；
在所述P-型阱区中形成源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
在所述漂移区中形成漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；
在所述P-型阱区和所述漂移区的上方形成闸极；
所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区的上方形成合金阻挡区；
所述合金阻挡区的上方形成接触孔场板；所述接触孔场板的宽度大于第二阈值；
所述接触孔场板的上方形成金属场板，且与所述金属场板电连接。
可选地，所述隔离结构为浅沟槽隔离。
可选地，所述闸极由多晶硅掩膜形成。
可选地，所述合金阻挡区由二氧化硅阻挡层掩膜形成。
可选地，所述接触孔场板由接触孔掩膜形成。
本发明的第二方面提供一种LDMOS器件，包括：
位于半导体衬底中的P-型阱区和漂移区；
位于所述P-型阱区中的源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
位于所述漂移区中的漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；
位于所述P-型阱区和所述漂移区上方的闸极；
位于所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区上方的合金阻挡区；
位于所述合金阻挡区上方的接触孔场板；所述接触孔场板的宽度大于第二阈值；
位于所述接触孔场板上方的金属场板，所述接触孔场板与所述金属场板电连接。
可选地，所述隔离结构为浅沟槽隔离。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：通过本发明的制作方法制作的LDMOS器件，在不增加任何光刻层级的前提下，在传统LDMOS器件的结构上增加大尺寸的接触孔作为场板以维持击穿电压，同时缩小隔离结构的尺寸以获得最低的导通电阻。
附图说明
图1为现有技术中传统LDMOS器件的结构框图。
图2为现有技术中设有接触孔场板的LDMOS器件的结构框图。
图3为本发明实施例提供的一种LDMOS器件的制作方法的流程图。
图4为本发明实施例提供的一种LDMOS器件的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
针对20V-40V这个工作区间内的LDMOS器件而言，场板的选择余地非常小。在传统的LDMOS器件中，为了提高击穿电压，将隔离层ILD与浅沟槽浅隔离STI的厚度设置的较大，这样使得器件的导通电阻比较高。在新型的接触孔场板中，虽然突破了隔离层ILD厚度的限制使得器件的导通电阻得以减小，但是没有浅沟槽隔离STI的作用，导致击穿电压下降严重。换句话说，现有技术中的LDMOS器件不能兼顾较小的导通电阻和较高的击穿电压。
本实施例提供一种能够减小导通电阻和提高击穿电压的LDMOS器件的制作方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤101、提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成P-型阱区和漂移区；
步骤102、在所述P-型阱区中形成源极。其中，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
步骤103、在所述漂移区中形成漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值。其中，不同电压的LDMOS器件对应不同的第一阈值。
在可选的一种实施方式中，上述隔离结构为浅沟槽隔离。以30V的LDMOS器件为例，传统LDMOS器件的浅沟槽隔离的宽度为1um～1.6um，而本实施例中的浅沟槽隔离的宽度为0.5um，这里的第一阈值可以为1um。
步骤104、在所述P-型阱区和所述漂移区的上方形成闸极。本实施例中，所述闸极由多晶硅掩膜形成。
步骤105、所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区的上方形成合金阻挡区。本实施例中，所述合金阻挡区由二氧化硅阻挡层掩膜形成。
步骤106、所述合金阻挡区的上方形成接触孔场板，所述接触孔场板的宽度大于第二阈值。其中，不同电压的LDMOS器件对应不同的第二阈值。以30V的LDMOS器件为例，可以将第二阈值设为0.4um，本实施例中接触孔场板的宽度为0.5um～1.0um。
本实施例中，所述接触孔场板由接触孔掩膜形成。
步骤107、所述接触孔场板的上方形成金属场板，且与所述金属场板电连接。
本实施例还提供一种LDMOS器件，利用上述实施例提供的制作方法制作而成，包括：
位于半导体衬底中的P-型阱区和漂移区；
位于所述P-型阱区中的源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
位于所述漂移区中的漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；
位于所述P-型阱区和所述漂移区上方的闸极；
位于所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区上方的合金阻挡区；
位于所述合金阻挡区上方的接触孔场板；所述接触孔场板的宽度大于第二阈值；
位于所述接触孔场板上方的金属场板，所述接触孔场板与所述金属场板电连接。
如图4所示，本实施例提供了一种具体的LDMOS器件的结构框图，其中，隔离结构为浅沟槽隔离。
通过本实施例制作方法制作的LDMOS器件，在不增加任何光刻层级的前提下，在传统LDMOS器件的结构上增加大尺寸的接触孔作为场板以维持击穿电压，同时缩小隔离结构的尺寸以获得最低的导通电阻。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种LDMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成P-型阱区和漂移区；
在所述P-型阱区中形成源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
在所述漂移区中形成漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；
在所述P-型阱区和所述漂移区的上方形成闸极；
所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区的上方形成合金阻挡区；
所述合金阻挡区的上方形成接触孔场板；所述接触孔场板的宽度大于第二阈值；
所述接触孔场板的上方形成金属场板，且与所述金属场板电连接。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述隔离结构为浅沟槽隔离。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述闸极由多晶硅掩膜形成。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述合金阻挡区由二氧化硅阻挡层掩膜形成。
5.如权利要求1-4中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述接触孔场板由接触孔掩膜形成。
6.一种LDMOS器件，其特征在于，包括：
位于半导体衬底中的P-型阱区和漂移区；
位于所述P-型阱区中的源极，所述源极包括P型区域接触和N型区域接触；
位于所述漂移区中的漏极和隔离结构，所述隔离结构的宽度小于第一阈值；
位于所述P-型阱区和所述漂移区上方的闸极；
位于所述闸极中靠近所述漂移区的一侧以及所述漂移区上方的合金阻挡区；
位于所述合金阻挡区上方的接触孔场板；所述接触孔场板的宽度大于第二阈值；
位于所述接触孔场板上方的金属场板，所述接触孔场板与所述金属场板电连接。
7.如权利要求6所述的LDMOS器件，其特征在于，所述隔离结构为浅沟槽隔离。
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