DE112009000642B4 - LDMOS Vorrichtungen mit verbesserten Architekturen und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents
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Abstract
Eine LDMOS Vorrichtung umfassend: a. ein Substrat (34) eines ersten Leitungstyps; b. eine Epitaxieschicht (36) auf dem Substrat; c. eine vergrabene Wanne (38) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in einem unteren Bereich der Epitaxieschicht, wobei sich die Epitaxieschicht (36) vom ersten Leitungstyp unterhalb der verdeckten Wanne befindet; d. ein zwischen einem Drain (58) und sowohl einem Gate (68) auf einem Gateoxid (64) und einer Source (54) angeordnetes Feldoxid (62), e. einen sattelförmigen vertikalen Dotierungsgradienten des zweiten Leitungstyps in der Epitaxieschicht (36) oberhalb der vergrabenen Wanne (38) derart, dass die Dotierungssubstanzkonzentration in der Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne und unterhalb eines zentralen Abschnitts des Feldoxids (62) geringer ist als die Dotierungssubstanzkonzentration an den Rändern des nächstgelegenen Drains und des nächstgelegenen Gate, und f. eine in einer Source-Region gelegene P Wanne (46) und eine in einer Drain-Region gelegene N Wanne (56).
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochspannungs-, Hochleistungs-MOSFETs und Niederspannungs-, Niedrigleistungs-MOSFETs.
- Hintergrund der Erfindung
- Die Verbindung von Hochspannungs-, Hochleistungs-MOSFETs und Niederspannungs-Niedrigleistungs-MOSFETs in einer integrierten Schaltung umfasst generell Verfahrensschritte zur Herstellung der Hochleistungs-MOSFETs, die nicht wirksam bei der Herstellung der Niederleistungs-MOSFETs eingesetzt werden, und andere Herstellungsschritte zur Herstellung der Niederleistungs-MOSFETs, die nicht wirksam bei der Ausbildung der Hochleistungs-MOSFETs genutzt werden können. Da es ein ständiges Ziel ist, bei der Herstellung von integrierten Schaltungen die Anzahl der Verfahrensschritte zu vermindern, ist eine gemeinsame Architektur für beide Arten der Vorrichtungen sehr wünschenswert.
US 5 348 895 A offenbart einen vertikalen DMOS-Transistor (VDMOS) sowie einen LDMOS-Transistor. Im Betrieb fließen Elektronen von einer Source durch eine N– Drift-Region in eine verdeckte Wanne, und werden wiederum auf die Oberfläche durch eine tiefe N+ Drain-Diffusions-Region geleitet. Die verdeckte Wanne unter dem VDMOS-Transistor fungiert als Drain-Region. Sie ist stark dotiert und wirkt somit als Kurzschluss, da sie praktisch keinen Widerstand hat. InUS 5 583 365 A ist eine Vorrichtung mit einer n-leitenden Epitaxieschicht offenbart, in der eine Raumladungszone vorgesehen ist. Ferner ist im Substrat eine P-Region angeordnet. - Zusammenfassung der Erfindung
- Die Erfindung umfasst in einer ihrer Ausgestaltungen eine LDMOS Vorrichtung mit einem Substrat eines ersten Leitungs- bzw. Leitfähigkeitstyps, eine Ausgangsepitaxieschicht auf dem Substrat, eine vergrabene Wanne (buried well) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in der Ausgangsepitaxieschicht, wobei sich die vergrabene Wanne im obersten Bereich bzw. am oberen Ende der Ausgangsepitaxieschicht vom ersten Leitungstyp befindet, eine in-line Epitaxieschicht, die oben auf die Ausgangsepitaxieschicht aufgebracht ist, und ein Feldoxid, das zwischen einem Drain und sowohl einem Gate auf einem Gateoxid und einer Source vorgesehen ist, und einen vertikalen sattelförmigen Dotierungsgradient des zweiten Leitungstyps in der in-line Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne derart, dass die Dotierungssubstanzkonzentration in der in-line Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne und unterhalb eines mittleren Bereichs des Feldoxids geringer ist als die Dotierungssubstanzkonzentration an den Rändern des nächstgelegenen Drain und des nächstgelegenen Gate ist.
- Die Erfindung umfasst in einer anderen ihrer Ausführungsformen eine LDMOS-Vorrichtung umfassend ein Substrat eines ersten Leitungstyps, eine Ausgangsepitaxieschicht auf dem Substrat, eine vergrabene Wanne eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps im obersten Bereich der Ausgangsepitaxieschicht, wobei sich die vergrabene Wanne im obersten Bereich der Ausgangsepitaxieschicht vom ersten Leitungstyp befindet, eine in-line Epitaxieschicht, die auf der Ausgangsepitaxieschicht ausgebildet ist, und einen vertikalen sattelförmigen Dotierungsgradient des zweiten Leitungstyps in der in-line Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne, die eine höhere Dotierungssubstanzkonzentration nahe der vergrabenen Wanne und am obersten Ende der in-line Epitaxieschicht als in einem mittleren Abschnitt der in-line Epitaxieschicht hat, und eine Source und einen Drain am obersten Ende der in-line Epitaxieschicht, ein Gateoxid auf der in-line Epitaxieschicht und eine Gate-Elektrode auf dem Gateoxid.
- Die Erfindung umfasst in einer weiteren ihrer Ausführungsformen eine Vorrichtung, die umfasst ein Hochspannungs-LDMOS mit einem Substrat eines ersten Leitungstyps, einer Ausgangsepitaxieschicht auf dem Substrat, einer vergrabenen Wanne eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in dem oberen Bereich der Ausgangsepitaxieschicht, wobei die Ausgangs- bzw. anfängliche Epitaxieschicht von einem ersten Leitungstyp ist, eine oben auf der Ausgangsepitaxieschicht aufgebrachte in-line Epitaxieschicht, ein Feldoxid, das sich zwischen einem Drain und sowohl eines Gate auf einem Gateoxid und einer Source befindet, und einen vertikalen sattelförmigen Dotierungsgradient des zweiten Leitungstyps in der in-line Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne derart, dass die Dotierungssubstanzkonzentration in der Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Quelle und unterhalb eines mittleren Bereichs des Feldoxids geringer als die Dotierungssubstanzkonzentration an den Rändern des Feldoxids nächstgelegen der Drain und nächstgelegen dem Gate ist. Die Vorrichtung weist ferner einen Niederspannungs-LDMOS auf, der umfasst: eine Ausgangsepitaxieschicht auf dem (gleichen) Substrat, eine vergrabene Wanne eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps im oberen Bereich der anfänglichen Epitaxieschicht, wobei die Epitaxieschicht vom ersten Leitungstyp ist, eine oben auf die Ausgangsepitaxieschicht aufgebrachte in-line-Epitaxieschicht und einen vertikalen sattelförmigen Dotierungsgradient vom zweiten Leitungstyp in der in-line Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne, die eine höhere Dotierungssubstanzkonzentration nahe der vergrabenen Wanne und oben am oberen Ende der Epitaxieschicht hat als in einem mittleren Bereich der Epitaxieschicht, und eine Source und einen Drain im oberen Bereich der in-line Epitaxieschicht, ein Gateoxid auf der in-line Epitaxieschicht und eine Gate-Elektrode auf dem Gateoxid.
- In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer LDMOS-Vorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Herstellens einer Ausgangsepitaxieschicht auf einem Substrat von einem ersten Leitungstyp mit einer vergrabenen Wanne im oberen Bereich der Ausgangsepitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps, Herstellen einer in-line Epitaxieschicht eines ersten Leitungstyps oben auf der Ausgangsepitaxieschicht des ersten Leitungstyps, Herstellen eines Feldoxids am oberen Rand der in-line Epitaxieschicht in einem aktiven Bereich der Hochspannungs-LDMOS-Vorrichtung, Ausbilden einer ersten, einer zweiten und einer dritten vertikalen Implantierungsschicht in der Epitaxieschicht, bei dem das Feldoxid die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht abschirmt, und Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate auf einem Gateoxid mit dem Drain auf einer Seite des Feldoxids und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids.
- In einer anderen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer LDMOS-Vorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Herstellens einer Ausgangsepitaxieschicht auf einem Substrat eines ersten Leitungstyps mit einer vergrabenen Wanne in dem oberen Gereicht der Epitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps, des Herstellens einer in-line Epitaxieschicht eines ersten Leitungstyps oben auf der Ausgangsepitaxieschicht eines ersten Leitungstyps, des Ausbilders einer ersten, einer zweiten und einer dritten vertikalen Implantierungsschicht in der Epitaxieschicht, wobei sich die erste Implantierungsschicht in einem Abschnitt der Epitaxieschicht in der Nähe der vergrabenen Wanne befindet, die zweite Implantierungsschicht flacher (seichter) als die erste Implantierungsschicht ist und die dritte Implantierungsschicht flacher (seichter) als die zweite Implantierungsschicht ist, wobei die zweite Implantierungsschicht eine geringere Dotierungssubstanzkonzentration als die erste und die dritte Implantierungsschicht hat, und des Herstellens einer Source, eines Drain und eines Gate auf einem Gateoxid derart, dass sich der Drain auf einer Seite des Feldoxids und das Gate und die Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids befindet.
- In einer noch anderen Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungs-LDMOS und eines Niederspannungs-LDMOS auf einem Substrat eines ersten Leitungstyps. Das Verfahren zur Herstellung dieses Hochspannungs LDMOS umfasst die Schritte des Herstellens einer Ausgangsepitaxieschicht auf dem Substrat mit einer vergrabenen Wanne in der Ausgangsepitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps und mit einer ersten Dotierungssubstanzkonzentration, des Herstellens einer in-line Epitaxieschicht eines ersten Leitungstyps oben auf der Ausgangsepitaxieschicht des ersten Leitungstyps, des Herstellens eines Feldoxids am oberen Rand der Epitaxieschicht in einem aktiven Bereich des Hochspannungs LDMOS, des Herstellens einer ersten, einer zweiten und einen dritten vertikalen Implantierungsschicht in der Epitaxieschicht, bei dem das Feldoxid die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht abschirmt, und des Herstellens einer Source, eines Drain und eines Gate, alle jeweils zur gleichen Zeit, für beide Vorrichtungen mit dem Drain auf der einen Seite des Feldoxids und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxid-Hochspannungs-LDMOS. Das Verfahren zum Herstellen des Niederspannungs-LDMOS umfasst die Schritte des Herstellens einer Ausgangsepitaxieschicht auf dem Substrat mit einer vergrabenen Wanne in der Ausgangsepitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps und mit einer ersten Dotierungssubstanzkonzentration, des Herstellens einer in-line Epitaxieschicht eines ersten Leitungstyps oben auf der Ausgangsepitaxieschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, des Herstellens eines Feldoxids am oberen Rand der Epitaxieschicht in einem aktiven Bereich des Hochspannungs-LDMOS, des Ausbildens einer ersten, einer zweiten und einer dritten vertikalen Implantierungsschicht in der Epitaxieschicht, bei dem das Feldoxid die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht abschirmt, und Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate, alle zur gleichen Zeit, in beiden Vorrichtungen mit dem Drain auf der einen Seite des Feldoxids und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxid-Hochspannungs-LDMOS.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die zuvor erläuterten und weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung im Allgemeinen werden aus der nachfolgenden detaillierteren Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich, in denen:
-
1A und1B einander entsprechende graphische Ansichten eines Hochspannungs-LDMOS und eines Niederspannungs-LDMOS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; -
1C eine graphische Ansicht eines Hochspannungs- und eines Niederspannungs-LDMOS, die auf dem gleichen Substrat ausgebildet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2A und2B entsprechende graphische Darstellungen eines frühen Herstellungsschritts des Hochspannungs-LDMOS und des Niederspannungs-LDMOS, die in den1A und1B dargestellt sind, wiedergeben; -
3A und3B graphische Ansichten eines späteren Verfahrensschritts als des in den2A und2B dargestellten Verfahrensschritts für das Hochspannungs LDMOS und den Niederspannungs LDMOS, die in den1A und1B dargestellt sind, wiedergeben; -
4 eine graphische Ansicht eines späteren Herstellungsschritts als des in den3A und3B gezeigten Herstellungsschritts für den in1A gezeigten Hochspannungs-LDMOS ist; -
5A und5B graphische Ansichten eines späteren Herstellungsschritts als des in den3A und3B und4 gezeigten Herstellungsschritts für den Hochspannungs LDMOS und den Niederspannungs LDMOS, die in den1A und1B dargestellt sind, wiedergeben; - die
6A und6B graphische Ansichten eines noch späteren Herstellungsschritts als des in den5A und5B gezeigten Herstellungsschritts für den Hochspannungs-LDMOS und den Niederspannungs-LDMOS, der in den1A und1B gezeigt ist, wiedergeben; -
7A und7B graphische Ansichten eines späteren Herstellungsschritts als dem in den6A und6B gezeigten Herstellungsschritt für den Hochspannungs LDMOS und den Niederspannungs LDMOS, die in den1A und1B gezeigt sind, wiedergeben; -
8A und8B graphische Ansichten eines späteren Herstellungsschritts als dem in den7A und7B gezeigten Herstellungsschritt für den Hochspannungs-LDMOS und den Niederspannungs-LDMOS, die jeweils in den1A und1B gezeigt sind, enthalten; -
9A und9B graphische Ansichten eines späteren Prozessschritts als dem in den3A und3B dargestellten Herstellungsschritt für den Hochspannungs-LDMOS und den Niederspannungs-LDMOS, die jeweils in den1A und1B gezeigt sind, wiedergeben; -
10A und10B graphische Ansichten eines späteren Herstellungsschritts als dem in den9A und9B gezeigten Herstellungsschritt für den Hochspannungs LDMOS und den Niederspannungs LDMOS sind, die jeweils in den1A und1B gezeigt sind, wiedergeben; -
11 eine graphische Ansicht eines Interface der Source-Bereiche von entweder zwei Hochspannungs-LDMOS-Vorrichtungen, die in1A gezeigt sind, oder zwei Niederspannungs-LDMOS-Vorrichtungen sind, die in1B gezeigt sind, wiedergibt; -
12A und12B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und der Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 5 Volt LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung sind; -
13A und13B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und der Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 12 Volt LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung, sind; -
14A und14B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und der Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 20 Volt LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung sind; -
15A und15B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und der Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 40 Volt LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung sind; -
16A und16B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und der Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 60 Volt LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen und -
17A und17B graphische Darstellungen der Durchlassspannung und der Stromeigenschaften und Sperrspannung und der Stromeigenschaften eines 80 Volt. LDMOS gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. - Hingewiesen sei darauf, dass zum Zwecke des besseren Verständlichkeit und, wo es angemessen erscheint, zur Verdeutlichung Bezugszeichen in den Figuren entsprechender Merkmale wiederholt wurden. Auch ist in einigen Fällen die relative Größe verschiedener Objekte zueinander in den Zeichnungen verzerrt, um die Erfindung deutlicher hervortreten zu lassen.
- Ausführliche Beschreibung
- Nun zu den Zeichnungen. Die
1A und1B geben entsprechende graphische Ansichten eines Hochspannungs LDMOS30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines Niederspannungs LDMOS32 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder. Die Erfindung kann jedoch auch in anderen Ausführungsformen verwirklicht sein und sollte nicht als auf die hier dargestellten Ausbildungsformen beschränkt verstanden werden. Vielmehr sind die Ausführungsformen derart, dass deren Offenbarung ausführlich und vollständig ist und den vollen Umfang der Erfindung den auf dem vorliegenden Gebiet tätigen Fachleuten vermittelt. - Der Hochspannungs LDMOS
30 und der Niederspannungs LDMOS32 haben jeweils ein hochdotiertes Substrat34 eines ersten Leitfähigkeits- bzw. Leitungstyps. Die Ausdrücke ”erster Leitungstyp” und ”zweiter Leitungstyp” beziehen sich auf entgegengesetzte Leitungstypen wie auf einen N Typ oder auf einen P Typ, jedoch umfasst jede der beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen ebenso eine komplementäre Ausführungsform. Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen sind der erste Leitungstyp vom P Typ und der zweite Leitfähigkeitstyp vom N Typ. Folglich wird das hochdotierte Substrat34 hierin zur Erleichterung der Beschreibung der1A und1B als ein P+ Substrat beschrieben. Eine Epitaxieschicht bzw. kurz Epischicht wird auf dem Substrat34 ausgebildet, die eine Ausgangsepitaxieschicht und eine in-line Epitaxieschicht sowie eine vergrabene Wanne38 vom N Typ im oberen Bereich der Ausgangsepitaxieschicht ausgebildet hat, die den unteren Abschnitt der Epitaxieschicht36 bildet. - Eine in-line Epitaxieschicht ist oben auf der Ausgangsschicht nach der Ausbildung der vergrabenen Wanne von N Typ ausgebildet, gefolgt von einem Feldoxid
62 , das oben auf der Driftzone des Hochspannungs-LDMOS30 hergestellt worden ist. Drei Implantierungsschichten vom N Typ sind in der in-line Epitaxieschicht ausgebildet, das ist der obere Abschnitt der Epitaxieschicht36 in dem Hochspannungs-LDMOS30 und dem Niederspannungs-LDMOS32 . Die erste Implantierungsschicht40 ist der vergrabenen Wanne38 am nächsten gelegen, die zweite Implantierungsschicht42 ist flacher bzw. seichter als die erste Implantierungsschicht40 und die dritte Implantierungsschicht44 ist flacher bzw. seichter als die zweite Implantierungsschicht42 . Jeder der aktiven Bereiche, die in den1A und1B dargestellt sind, liegt im oberen Bereich der Epitaxieschicht36 und umfasst eine P Wanne46 , die unterhalb der Oberfläche der Epitaxieschicht36 mit einem P Körper48 ausgeformt ist, der zwischen der P Wanne46 und der Oberfläche der Epitaxieschicht36 ausgebildet ist. Der P Körper48 ist unter Verwendung einer Implantierungsschicht mit geringem Neigungswinkel von z. B. 7° ausgebildet, ist aber nicht auf einer Implantierungsschicht mit einem geringen Neigungswinkel beschränkt. Angrenzend an die Innenbiegung des P Körpers48 befindet sich ein N+ Source Abstandshalter50 , der unter Verwendung der gleichen Maske als P Körper48 durch Dualimplantierungsschichten gebildet ist, einer für den P Körper48 und der andere für den N+ Source Abstandshalter50 . Ein P+ Bulk bzw. Hauptkörper52 ist in der P Wanne46 und dem P Körper48 ausgebildet und kann an den N+ Source Abstandshalter50 angrenzen, selbstausgerichtet mit dem Oxid-Abstandshalter72 oder mit einem Abstand zum Oxid-Abstandshalter. Ein Sourcesilizid54 ist auf der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 über dem P+ Bulk52 ausgebildet und steht im Kontakt mit dem P+ Bulk52 und dem N+ Source Abstandshalter50 . - Eine N Wanne
56 ist in einem anderen Abschnitt der Epitaxieschicht36 ausgebildet, die sich von der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 nach unten hin erstrecken kann. Ein N+ Drain58 ist in der N Wanne56 ausgebildet und ist mit einer Drain Silizidschicht60 abgedeckt. - Bei dem Hochspannungs LDMOS
30 ist das Feldoxid62 in der Oberfläche der Epitaxieschicht36 oberhalb eines Teils des Bereichs zwischen dem P Körper48 und der N Wanne56 ausgebildet und kann sich in einen Bereich der N Wanne56 hinein erstrecken. Ein abgestuftes Gateoxid64 liegt auf der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 zwischen dem Sourcesilizid54 und dem Feldoxid62 . Eine weitere Oxidschicht66 auf der Oberfläche der Epitaxieschicht36 erstreckt sich von dem Feldoxid62 in den Drainsilizid60 hinein. Ein Gate68 , das eine mit Polysilicium dotierte Gateelektrode70 enthält, liegt auf einem Abschnitt des abgestuften Gateoxids64 . Die Gateelektrode70 erstreckt sich oben auf einem Abschnitt des Feldoxids62 zur Bildung einer Polysiliciumfeldplatte. Die Kombination des abgestuften Gateoxids64 und der Polysiliciumfeldplatte der Gateelektrode70 vermindert das elektrische Feld an der Oberfläche im Vergleich zu bekannten LDMOS-Vorrichtungen. Das Gate68 umfasst ein erstes Gateseitenwandoxid72 über dem N+ Source Abstandshalter50 und ein zweites Gateseitenwandoxid74 über den Feldoxid62 . Das Gate68 kann eine Gate Silizidschicht76 in der oberen Fläche der Gateelektrode70 ausgebildet haben. - In dem Niederspannungs-LDMOS
32 liegt ein abgestuftes Gateoxid80 auf der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 zwischen dem Sourcesilizid54 und dem Drainsilizid60 . Ein Gate82 , das eine Gateelektrode84 , in die mit Polysiliciumon dotiert sein kann, umfasst, liegt auf einem Teil des abgestuften Gateoxids80 . Das Gate82 weist ein erstes Gateseitenwandoxid86 über dem N+ Source Abstandshalter50 oben auf dem dünnen Gateoxid und ein zweites Gateseitenwandoxid88 oben auf dem dicken Gateoxid auf. Das Gate82 kann eine Gate Silizidschicht90 auf der oberen Fläche der Gateelektrode84 ausgebildet haben. -
1C ist eine graphische Ansicht eines Hochspannungs LDMOS30 und eines Niederspannungs LDMOS32 , die gemäß einer Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung auf dem gleichen Substrat34 ausgebildet sind. - Die
2A und2B zeigen eine Stufe beim Herstellen des Hochspannungs-LDMOS30 und des Niederspannungs-LDMOS32 , in der eine dünne P-Ausgangsepitaxieschicht92 auf dem Substrat34 ausgebildet worden ist. Die vergrabene Wanne38 wurde in der P Epitaxieschicht92 ausgebildet. Die vergrabene Wanne38 in dem Hochspannungs-LDMOS30 kann eine Dotierungssubstanzkonzentration im Bereich von 0,5 × 1016 cm–3 bis 5,5 × 1016 cm–3 mit einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von ca. 2,5 × 1016 cm–3 aufweisen und die vergrabene Wanne38 in dem Niederspannungs-LDMOS32 kann in einer Ausführungsform aufweisen eine Dotierungssubstanzkonzentration im Bereich von 5,5 × 1016 cm–3 bis 5 × 1018 cm–3 mit einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von 1,0 × 1017 cm–3 und kann in einer anderen Ausführungsform eine Dotierungssubstanzkonzentration im Bereich von 5 × 1018 cm–3 bis 5 × 1019 cm–3 mit einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von etwa 7,0 × 1018 cm–3 des Niederspannungs-LDMOS32 haben. - Die
3A und3B zeigen den Hochspannungs-LDMOS30 und den Niederspannungs-LDMOS32 nach einem weiteren Epitaxieschichtwachstumsvorgang zur Fertigstellung der P Epitaxieschicht36 mit der vergrabenen Wanne38 im unteren Abschnitt der P Epitaxieschicht36 . -
4 zeigt eine andere Fertigungsstufe beim Herstellen des Hochspannungs-LDMOS30 nach dem das Feldoxid62 im oberen Randbereich der Epitaxieschicht36 ausgebildet worden ist. -
5A und5B zeigen eine weitere Fertigungsstufe beim Herstellen des Hochspannungs LDMOS30 und des Niederspannungs LDMOS32 nachdem die drei Implantierungsschichten40 ,42 und44 , die retrograde Implantierungsschichten sein können, hergestellt worden sind. Die erste Implantierungsschichten40 , die sich von der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 in eine vorgegebene Tiefe der vergrabenen Wanne38 erstreckt, kann mit einer Dotierungssubstanzkonzentration im Bericht von 0,5 × 1016 cm–3 bis 3 × 1017 cm–3 bei einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von etwa 1,2 × 1016 cm–3 dotiert sein. Die zweite Implantierungsschicht42 , die sich von der obersten Oberfläche der Epitaxieschicht36 zu einer vorgegebenen, weniger tiefen als der Tiefe des ersten Implantats40 erstreckt, kann eine Dotierungssubstanzkonzentration im Bereich von 1 × 1015 cm–3 bis 1 × 1017 cm–3 bei einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von etwa 7,0 × 1015 cm–3 haben. Die dritte Implantierungsschicht44 , die sich von der oberen Fläche der Epitaxieschicht36 bis zu einer vorgegebenen Tiefe, die weniger tief als die Tiefe der zweiten Implantierungsschicht42 ist, erstreckt, kann eine Dotierungssubstanzkonzentration im Bereich von 3 × 1015 cm–3 bis 2 × 1017 cm–3 bei einer bevorzugten Dotierungssubstanzkonzentration von etwa 1,0 × 1016 cm–3 aufweisen. - Bei dem Niederspannungs LDMOS
32 bilden die drei Implantierungsschichten geradlinige Dotierungsbereiche. Bei dem Hochspannungs LDMOS30 absorbiert jedoch das Feldoxid einen Teil der Energie der implantierten Ionen und haben die Dotierungsschichten eine Sattelform für sich, die flacher im Bereich unterhalb des Feldoxids62 als in den Bereichen sind, die durch das Feldoxid62 nicht abgeschirmt sind. Als Folge hiervon erstreckt sich die dritte Implantierungsschicht44 nicht in die Epitaxieschicht36 unterhalb des Feldoxids62 hinein und folglich ist die Epitaxieschicht unterhalb des Feldoxids62 vom N Typ leichter dotiert als die Oberflächenschicht der Epitaxieschicht36 in dem Niederspannungs LDMOS32 . Die Driftzone für den Hochspannungs LDMOS30 ist die querverlaufende Zone, die sich unter dem Feldoxid62 befindet und die durch die dritte Implantierungsschicht44 in der Epitaxieschicht36 am nächsten zum P Körper48 begrenzt ist, und ist durch entweder die dritte Implantierungsschicht44 in der Epitaxieschicht36 nächst gelegen zur N Wanne56 oder zur N Wanne56 , wenn sich die N Wanne56 weit genug unter das Feldoxid62 erstreckt, um irgend eine Seite der dritte Implantierungsschicht44 auf der Seite der N Wanne56 des Feldoxids62 zu umfassen. Als Folge hiervon hat der Hochspannungs LDMOS30 eine vergleichsweise schwach dotierte Driftzone unter dem Feldoxid62 im Vergleich zur Oberflächenschicht des Niederspannungs LDMOS32 , was zu Dotierungssubstanzprofilen in den Epitaxieschichten36 führt, die für einen Hochspannungs LDMOS und einen Niederspannungs LDMOS geeignet sind, und es können unterschiedliche Dotierungsprofile in der Driftzone in beiden Vorrichtungen30 und32 im gleichen Verfahrensschritt ausgebildet werden. - Auch bilden die sattelförmige erste und zweite Implantierungsschicht
40 und42 und die vergrabene Wanne38 in dem Hochspannungs LDMOS30 in einer Ausführungsform der Erfindung (a) eine Source mit relativ höhere Durchschlagsspannung zum Substrat, wenn auch mit einer dünnen Epitaxieschicht im Vergleich zu bekannten LDMOS-Vorrichtungen, (b) ein relativ niedriges parasitäres NPN Beta im Vergleich zu bekannten LDMOS-Vorrichtungen aufgrund der dünnen Epitaxieschicht und einem p+ Substrat, und (c) eine verbesserte Stromflussverteilung im Vergleich zu bekannten LDMOS-Vorrichtungen aufgrund der retrograden Driftdotierung, einer abgestuften Dotierung des Drain und eines N+ Source Abstandshalters mit einem Stufenkörper, der in den nachfolgenden Zeichnungen gezeigt ist, die zusammen einen größeren sicheren Arbeitsbereich (SOA) im Vergleich zu bekannten LDMOS-Vorrichtungen bilden. - Die
6A und6B zeigen den Hochspannungs LDMOS30 und den Niederspannungs LDMOS32 nach der Ausbildung der P Wanne46 und der N Wanne56 . - Die
7A und7B zeigen das Hinzufügen der abgestuften Gateoxide64 und80 und der Gateelektroden70 und84 für den Hochspannungs LDMOS30 und den Niederspannungs LDMOS32 . Die8A und8B zeigen den Aufbau der7A und7B nachdem der P Körper48 und der N+ Source Abstandshalter50 unter Verwendung einer Implantierungsschicht mit einem geringen Neigungswinkel ausgebildet worden sind. Sowohl der P Körper48 als auch der N+ Source Abstandshalter50 sind selbstausrichtend gegenüber den Gateelektroden70 und84 . Der Neigungswinkel der Implantierungsschicht des P Körpers kann 7° betragen, die Energie der Implantierungsschicht kann vergleichsweise gering sein, etwa 60 keV, und die Dotierungssubstanz der Implantierungsschicht kann Bor sein. - Daher ist die Implantierungsschicht des P Körpers
48 kompatibel mit einem feinen Verarbeitungscode mit dem Gatepolysilizium und dem dünnen Gateoxid ohne Verschlechterung der Temperatur-, der Feuchtigkeits-, der Gegenspannungs-(THB) und der umgekehrten Gegenspannungs-(HTRB)Eigenschaften aufgrund des Eindringens der Implantierungsschicht aus Bor des P Körpers in das Gateoxid bei hoher Temperatur. Die mit einem geringen Winkel geneigte Implantierungsschicht verringert die Abschirmungswirkung des Gate und des Fotowiderstandsstapels und folglich kann die Maskierungsöffnung des P Körpers und des N+ Source Abstandshalters sehr klein sein, was die Sourcebereiche dieser Vorrichtungen verkleinert. Der N+ Source Abstandshalter50 unterhalb der Seitenwandoxide72 und86 , der in dem abgestuften Körper ausgebildet sind, der aus der P Wanne46 und dem P Körper48 besteht, vermindert das frühzeitige Durchschlagen und eine Ladungsverminderung in der intrinsischen NPN Basis. - In den
9A und9B sind die Gateoxidseitenwände72 ,74 ,86 und88 bereits ausgebildet. Die10A und10B zeigen den Hochspannungs LDMOS30 und den Niederspannungs LDMOS32 jeweils nachdem die N+ Drains58 und P+ Bulkbereiche52 ausgebildet worden sind. Die P+ Bulkbereiche52 sind gegenüber den Gateoxidseitenwänden72 und86 selbstausrichtend. Daher befindet sich die wirksame N+ Source nur unterhalb des Abstandshalters86 für die Oxidseitenwand. Bei einer anderen Ausführungsform, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, in der die Seitenwandoxide zu schmal sein können, um die Dotierungssubstanz des P+ Bulk am Eindringen in die Kanalzone zu hindern, können die P+ Bulkbereiche52 mit einem Abstand zwischen den P+ Bulkbereichen52 und den Seitenwandoxiden72 und86 ausgebildet werden. Die N+ Drains58 , die ersten, zweiten und dritten Implantierungsschichten40 ,42 und44 sowie die N Wanne38 bilden ein gradiertes bzw. abgestuftes Dotierungsprofil des Drain. -
11 ist ein Beispiel einer graphischen Darstellung94 eines Beispiels des Zwischenfläche des Sourcebereichs96 von entweder zwei Streifen der Hochspannungs LDMOS-Vorrichtung30 oder zwei Streifen der Niederspannungs LDMOS-Vorrichtung32 . Der gemeinsame selbstausgerichtete P+ Bulk52 und die P Wanne46 tragen zu einem minimalen Abstandsmaß (Pitchgröße) bei, das bei einer Ausführungsform im wesentlichen gleich dem Abstandsmaß eines bekannten Niederspannungs-NMOS Sourcebereich, der nur eine N Source und einen minimalen Abstand zwischen den Gateelektroden84 hat. Die Größe des Abstandsmaß kann für den Niederspannungs LDMOS32 bei einer Ausführungsform unter Einsatz eines 0,35 μm Verfahrens nur 0,5 μm betragen. Zusätzlich ist das Abstandsmaß für die Source für den Hochspannungs LDMOS30 bei einer Ausführungsform gleich dem Abstandsmaß für die Source einer bekannten Niederspannungs CMOS-Vorrichtung. - Die
12A und12B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 5 V Niedrigleistungs-LDMOS32 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (12A ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (12B ) zeigen. Der Niedrigleistungs-LDMOS32 mit den in den12A und12B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 2,34 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in12A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 100 1.0 V 102 1.5 V 104 2,0 V 106 2,5 V 108 3,0 V 110 3,5 V 112 4,0 V 114 4,5 V 116 5,0 V 118 5,5 V 12B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms120 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 11 V erreicht. - Die
13A und13B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 12 V Niedrigleistungs-LDMOS32 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (13A ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (13B ) zeigen. Der Niedrigleistungs-LDMOS32 mit den in den13A und13B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 11,1 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in13A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 122 2 V 124 3 V 126 4 V 128 5 V 130 6 V 13B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms132 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 23 V erreicht. - Die
14A und14B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 20 V Niedrigleistungs-LDMOS32 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (14A ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (14B ) zeigen. Der Niedrigleistungs-LDMOS32 mit den in den14A und14B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 22,2 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in14A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 136 1.5 V 138 2,0 V 140 2,5 V 142 3,0 V 144 3,5 V 146 4,0 V 148 4,5 V 150 5,0 V 152 5,5 V 14B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms154 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 34 V annimt. - Die
15A und15B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 40 V Hochleistungs-LDMOS30 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (15A ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (15B ) zeigen. Der Hochleistungs-LDMOS32 mit den in den15A und15B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 53,4 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in15A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 156 1.5 V 158 2,0 V 160 2,5 V 162 3,0 V 164 3,5 V 166 4,0 V 168 4,5 V 170 5,0 V 172 5,5 V 15B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms174 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 55 V erreicht. - Die
16A und16B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 60 V Hochleistungs-LDMOS30 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (16B ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (16B ) zeigen. Der Hochleistungs-LDMOS30 mit den in den16A und16B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 97,3 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in16A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 175 1.5 V 178 2,0 V 180 2,5 V 182 3,0 V 184 3,5 V 186 4,0 V 188 4,5 V 190 5,0 V 192 5,5 V 16B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms194 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 77 V annimmt. - Die
17A und17B sind grafische Darstellungen der Ergebnisse eines Ausgangschips für eine Ausführungsform eines 80 V Hochleistungs-LDMOS30 , die die Drain-Stromdichte, Ids (mA/mm), in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung (Vds) für eine Vielzahl von Gate-Source-Spannungen (17A ) und den Drain-Strom (Ids) in Abhängigkeit von der Sperrspannung Vds (17B ) zeigen. Der Hochleistungs-LDMOS30 mit den in den17A und17B gezeigten Eigenschaften hat einen (flächenspezifischen Durchlasswiderstand) Rdson·A von 155,6 mm2. Die nachfolgende Tabelle gibt für jede der in17A gezeigten Kurven die entsprechende Gate-Source Spannung (Vgs) an:Bezugszeichen-Nr. Vgs 196 1.0 V 198 1.5 V 200 2,0 V 202 2,5 V 204 3,0 V 206 3,5 V 208 4,0 V 210 4,5 V 212 5,0 V 214 5,5 V 17B dargestellt, hat die Sperrspannung des Drain-Source-Stroms216 einen Wert von nahezu 0 bis die Sperrspannung den Wert von etwa 97 V erreicht.
Claims (57)
- Eine LDMOS Vorrichtung umfassend: a. ein Substrat (
34 ) eines ersten Leitungstyps; b. eine Epitaxieschicht (36 ) auf dem Substrat; c. eine vergrabene Wanne (38 ) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in einem unteren Bereich der Epitaxieschicht, wobei sich die Epitaxieschicht (36 ) vom ersten Leitungstyp unterhalb der verdeckten Wanne befindet; d. ein zwischen einem Drain (58 ) und sowohl einem Gate (68 ) auf einem Gateoxid (64 ) und einer Source (54 ) angeordnetes Feldoxid (62 ), e. einen sattelförmigen vertikalen Dotierungsgradienten des zweiten Leitungstyps in der Epitaxieschicht (36 ) oberhalb der vergrabenen Wanne (38 ) derart, dass die Dotierungssubstanzkonzentration in der Epitaxieschicht oberhalb der vergrabenen Wanne und unterhalb eines zentralen Abschnitts des Feldoxids (62 ) geringer ist als die Dotierungssubstanzkonzentration an den Rändern des nächstgelegenen Drains und des nächstgelegenen Gate, und f. eine in einer Source-Region gelegene P Wanne (46 ) und eine in einer Drain-Region gelegene N Wanne (56 ). - Die Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gateoxid (
64 ) ein abgestuftes Gateoxid (66 ) ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Source (
50 ) ein N+ Source-Abstandshalter ist, der sich unterhalb eines Seitenwandoxids (86 ,90 ) des Gate (68 ,82 ) befindet und gegenüber einem Rand des Gate selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 3, die ferner einen P Körper (
68 ) in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber einem Rand des Gate (68 ,82 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner einen großen P+ Bulk (
52 ) in Kontakt mit dem P Körper und dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber dem Seitenwandoxid (86 ,90 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gate (
68 ,82 ) eine Polysiliciumfeldplatte ist. - Die LDMOS Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gradient nach oben von der vergrabenen Wanne (
38 ) zu dem Feldoxid (62 ) hin monoton abnimmt. - Eine LDMOS Vorrichtung umfassend: a. ein Substrat (
34 ) eines ersten Leitungstyps; b. einer Epitaxieschicht (36 ) auf dem Substrat; c. eine vergrabene Wanne (38 ) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in einem unteren Bereich der Epitaxieschicht (36 ), wobei sich die Epitaxieschicht vom ersten Leitungstyp unterhalb der verdeckten Quelle befindet; d. einen vertikalen Dotierungsgradienten vom zweiten Leitungstyp in der Epitaxieschicht (36 ) oberhalb der vergrabenen Wanne (38 ), der eine höhere Dotierungssubstanzkonzentration nahe der vergrabenen Wanne und im oberen Abschnitt der Epitaxieschicht als im mittleren Abschnitt der Epitaxieschicht aufweist, e. eine Source (50 ) und ein Drain (58 ) im oberen Abschnitt der Epitaxieschicht (36 ), ein Gateoxid (64 ) auf der Epitaxieschicht (36 ) und eine Gatelektrode (70 ,84 ) auf dem Gateoxid, und f. eine in der Source-Region angeordnete P Wanne (46 ) und eine in der Drain-Region angeordnete N Wanne (56 ). - Die Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Gateoxid (
64 ) ein abgestuftes Gateoxid (66 ) ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Source (
50 ) ein N+ Source-Abstandshalter ist, der sich unterhalb eines Seitenwandoxids (86 ,90 ) des Gate (68 ,82 ) befindet und gegenüber einem Rand des Gate selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner einen P Körper (
68 ) in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber einem Rand des Gate (68 ,82 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen großen P+ Bulk (
52 ) in Kontakt mit dem P Körper und dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber dem Seitenwandoxid (86 ,90 ) selbstausgerichtet ist. - Eine Halbleitervorrichtung umfassend: a. einen Hochspannungs-LDMOS (
30 ) umfassend: 1. ein Substrat (34 ) eines ersten Leitungstyps; 2. eine erste Epitaxieschicht (36 ) auf dem Substrat; 3. eine erste vergrabene Wanne (38 ) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in einem unteren Abschnitt der ersten Epitaxieschicht, wobei sich die erste Epitaxieschicht (36 ) des ersten Leitungstyps unterhalb der ersten vergrabenen Wanne befindet; 4. ein Feldoxid (62 ), das zwischen einem Drain (58 ) und sowohl einem Gate (68 ) auf einem Gateoxid (64 ) und einer Source (50 ) angeordnet ist; 5. einen sattelförmigen vertikalen Dotierungsgradienten des zweiten Leitungstyps in der ersten Epitaxieschicht (36 ) oberhalb der ersten vergrabenen Wanne (38 ) derart, dass die Dotierungssubstanzkonzentration in der ersten Epitaxieschicht oberhalb der ersten vergrabenen Wanne und unterhalb eines zentralen Abschnitts des Feldoxids (62 ) geringer ist als die Dotierungssubstanzkonzentration an den Rändern des nächstgelegenen Drains und des nächstgelegenen Gate; und 6. eine in einem Source-Bereich gelegene P Wanne (46 ) und eine in einem Drain-Bereich gelegene N Wanne (56 ), und b. ein Niederspannungs-LDMOS (32 ) umfassend: 1. eine zweite Epitaxieschicht (36 ) auf dem Substrat (34 ); 2. eine zweite vergrabene Wanne (38 ) eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps in einem unteren Abschnitt der zweiten Epitaxieschicht (36 ), wobei sich die zweite Epitaxieschicht vom ersten Leitungstyp unterhalb der zweiten vergrabenen Wanne befindet; 3. einen vertikalen Dotierungsgradienten vom zweiten Leitungstyp in der zweiten Epitaxieschicht (36 ) oberhalb der zweiten vergrabenen Wanne (38 ), die eine höhere Dotierungsmittelkonzentration nahe der zweiten vergrabenen Wanne und im oberen Abschnitt der zweiten Epitaxieschicht als im mittleren Abschnitt der zweiten Epitaxieschicht (36 ) aufweist, 4. eine Source und ein Drain in einem oberen Abschnitt der zweiten Epitaxieschicht, ein Gateoxid (80 ) auf der zweiten Epitaxieschicht (36 ) und eine Gateelektrode (84 ) auf dem Gateoxid, und 5. eine in dem Source-Bereich angeordnete P Wanne (46 ) und eine in der Drain-Region angeordnete N Wanne (56 ). - Die Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Gateoxid (
64 ,80 ) ein abgestuftes Gateoxid (66 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Source (
50 ) ein N+ Source-Abstandshalter ist, der sich unterhalb eines Seitenwandoxids (72 ,74 ;86 ,88 ) des Gate (68 ,82 ) befindet und gegenüber einem Rand des Gate (68 ,82 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 15, die ferner einen P Körper (
48 ) in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber dem Rand des Gate (68 ,82 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner einen P+ Bulk (
52 ) in Kontakt mit dem P Körper und dem N+ Abstandshalter (50 ) aufweist und gegenüber dem Seitenwandoxid (86 ,90 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Gate (
68 ) als eine Polysiliciumfeldplatte in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) ausgebildet ist. - Die Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Gradient nach oben von der ersten vergrabenen Wanne (
38 ) am oberen Ende der ersten Exitaxieschicht unter dem Feldoxid (62 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) hin monoton abnimmt. - Ein Verfahren zum Herstellen einer LDMOS-Vorrichtung umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Epitaxieschicht (
36 ) auf einem Substrat (34 ) eines ersten Leitungstyps mit einer vergrabenen Wanne in der Epitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps; b) Herstellen eines Feldoxids (62 ) am oberen Rand der Epitaxieschicht (36 ) in einem aktiven Bereich der Hochspannungs-LDMOS Vorrichtung; c) Ausbilden einer ersten, zweiten und dritten vertikalen Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) in der Epitaxieschicht (36 ), wobei das Feldoxid (62 ) die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht (44 ) abschirmt; d) Herstellen einer P Wanne (46 ) in einem Source-Bereich Bereich einer N Wanne (56 ) in einem Drain-Bereich, und e) Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate auf einem Gateoxid (64 ), mit dem Drain auf einer Seite des Feldoxids (62 ) und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Gateoxid (
64 ) als ein abgestuftes Gateoxid (66 ,80 ) ausgebildet wird. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Source als ein N+ Source-Abstandshalter (
50 ) ausgebildet wird, der unter einem auf einer Seite des Gate ausgebildeten Seitenwandoxid angeordnet ist und der eine mit einem Rand des Gate selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 22, das ferner das Herstellen eines P Körpers umfasst, der in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (
50 ) steht, und der eine mit dem Rand des Gate selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 23, das ferner das Herstellen eines P+ Bulk (
52 ) in Kontakt mit dem P Körper (48 ) und dem N+ Abstandshalter (55 ) umfasst, der eine mit dem Gate-Seitenwandoxid selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Gate (
68 ) aus einer Polysiliciumfeldplatte gebildet wird. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Dotierungssubstanzkonzentration der Summe der Dotierungssubstanzkonzentration in der ersten und der zweiten vertikalen Implantierungsschicht (
40 ,42 ) geringer als die Dotierungssubstanzkonzentration in der vergrabenen Wanne (38 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Gradient nach oben von der vergrabenen Wanne (
38 ) zu dem Feldoxid (62 ) hin monoton abnimmt. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Herstellens einer Epitaxieschicht die Schritte umfasst: a) Ausbilden einer ersten Epitaxieschicht auf dem Substrat; b) Herstellen der vergrabenen Wanne (
38 ) in einem oberen Bereich der ersten Epitaxieschicht; und c) Ausbilden einer zweiten Epitaxieschicht über der ersten vergrabenen Wanne. - Das Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der N+ Abstandshalter (
50 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der P Körper (
48 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die erste, zweite und dritte Implantierungsschicht (
40 ,42 ,44 ) retrograde Implantierungsschichten sind. - Ein Verfahren zum Herstellen einer LDMOS Vorrichtung umfassend die Schritte: a. Herstellen einer Epitaxieschicht (
36 ) auf einem Substrat (34 ) eines ersten Leitungstyps mit einer vergrabenen Wanne (38 ) in der Epitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps; b. Ausbilden einer ersten, zweiten und dritten vertikalen Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) in der Epitaxieschicht (36 ), wobei die erste Implantierungsschicht (40 ) in einem Abschnitt der Epitaxieschicht (36 ) nahe der vergrabenen Wanne (38 ) ausgebildet wird, die zweite Implantierungsschicht flacher als die erste Implantierungsschicht (42 ) und die dritte Implantierungsschicht (44 ) flacher als die zweite Implantierungsschicht und wobei die zweite Implantierungsschicht eine geringere Dotierungssubstanzkonzentration als die erste und die dritte Implantierungsschicht hat, und c. Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate auf einem Gateoxid (64 ) mit dem Drain auf der einen Seite des Feldoxids (62 ) und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids. - Das Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das Gateoxid (
64 ) als ein abgestuftes Gateoxid (66 ,80 ) ausgebildet wird. - Das Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Source als ein N+ Source-Abstandshalter (
50 ) ausgebildet wird, der unter einem auf einer Seite des Gate ausgebildeten Seitenwandoxid angeordnet ist und der eine mit einem Rand des Gate selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 34, das ferner das Herstellen eines P Körpers umfasst, der in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (
50 ) steht, und der eine mit einem Rand des Gate selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 35, das ferner das Herstellen eines P+ Bulk (
52 ) in Kontakt mit dem P Körper (48 ) und dem N+ Abstandshalter (55 ) umfasst, und der eine mit dem Gate-Seitenwandoxid selbstausrichtende Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Dotierungssubstanzkonzentration der Summe der Dotierungssubstanzkonzentration in der ersten und der zweiten vertikalen Implantierungsschicht (
40 ,42 ) geringer als die Dotierungssubstanzkonzentration in der vergrabenen Wanne (38 ) ist. - Das Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der Schritt des Herstellens einer Epitaxieschicht die Schritte umfasst: a) Ausbilden einer ersten Epitaxieschicht auf dem Substrat; b) Herstellen der vergrabenen Wanne (
38 ) in einem oberen Bereich der ersten Epitaxieschicht; und c) Ausbilden einer zweiten Epitaxieschicht über der ersten vergrabenen Wanne. - Das Verfahren nach Anspruch 34, bei dem der N+ Abstandshalter (
50 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 35, bei dem der P Körper (
48 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die erste, zweite und dritte Implantierungsschicht (
40 ,42 ,44 ) retrograde Implantierungsschichten sind. - Ein Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungs-LDMOS (
30 ) und eines Niederspannungs-LDMOS (32 ) auf einem Substrat eines ersten Leitungstyps, das die Schritte umfasst: a. Herstellen eines Hochspannungs-LDMOS (30 ), mit den Schritten: 1) Herstellen einer ersten Epitaxieschicht (36 ) auf einem Substrat (34 ) mit einer vergrabenen Wanne (38 ) in der Epitaxieschicht eines zweiten, zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps und mit einer ersten Dotierungssubstanzkonzentration; 2) Herstellen eines Feldoxids (62 ) im obersten Abschnitt der Epitaxieschicht (36 ) in einem aktiven Bereich des Hochspannungs-LDMOS; 3) Ausbilden einer ersten, zweiten und einer dritten vertikalen Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) in der Epitaxieschicht (36 ), wobei das Feldoxid (62 ) die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht (44 ) abschirmt; 4) Herstellen einer P Wanne (46 ) in einem Source-Bereich und einer N Wanne (56 ) in einer Drain-Bereich, und 5) Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate, alle zur gleichen Zeit, für die beiden Vorrichtungen (30 ,32 ) mit der Drain auf der einen Seite des Feldoxid (62 ) und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids des Hochspannungs-LDMOS; b. Herstellen eines Niederspannungs-LDMOS (32 ), mit den Schritten: 1) Herstellen einer zweiten Epitaxieschicht (36 ) auf dem Substrat (34 ) mit einer zweiten vergrabenen Wanne (38 ) in der ersten Epitaxieschicht eines zweiten, zum ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps und mit einer ersten Dotierungssubstanzkonzentration; 2) Herstellen eines Feldoxids (62 ) am oberen Rand der Epitaxieschicht (36 ) in einem aktiven Bereich des Hochspannungs-LDMOS; 3) Ausbilden einer ersten, einer zweiten und einer dritten Implantierungsschicht (40 ,42 ,44 ) in der Epitaxieschicht (36 ), wobei das Feldoxid (62 ) die Epitaxieschicht gegenüber der dritten Implantierungsschicht (44 ) abschirmt; 4) Herstellen einer P Wanne (46 ) in einem Source-Bereich und einer N Wanne (56 ) in einer Drain-Region, und 5) Herstellen einer Source, eines Drain und eines Gate, alle zur gleichen Zeit, für die beiden Vorrichtungen (30 ,32 ) mit dem Drain auf der einen Seite des Feldoxids (62 ) und dem Gate und der Source auf der gegenüberliegenden Seite des Feldoxids des Hochspannungs-LDMOS (30 ). - Das Verfahren nach Anspruch 42, bei der das Gateoxid (
64 ,80 ) als ein abgestuftes Gateoxid (66 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) gebildet wird. - Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die Source (
50 ) als ein N+ Source-Abstandshalter gebildet wird, die sich unterhalb eines Seitenwandoxids (72 ,74 ;86 ,88 ) des Gate (68 ,82 ) befindet und welche eine gegenüber einem Rand des Gate (68 ,82 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtete Implantierungsschicht ist. - Das Verfahren nach Anspruch 44, bei dem ferner ein P Körper (
48 ) gebildet wird, der in Kontakt mit dem N+ Abstandshalter (50 ) ist und welcher eine gegenüber dem Rand des Gate (68 ,82 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtete Implantierungsschicht ist. - Das Verfahren nach Anspruch 45, bei dem ferner ein P+ Bulk (
52 ) gebildet wird, der in Kontakt mit dem P Körper und dem N+ Abstandshalter (50 ) steht und welcher eine gegenüber dem Seitenwandoxid (86 ,90 ) in dem Hochspannungs-LDMOS (30 ) und in dem Niederspannungs-LDMOS (32 ) selbstausgerichtete Implantierungsschicht ist. - Das Verfahren nach Anspruch 46, weiter umfassend einen P+ Bulk und einen N+ Abstandshalter, die beide innerhalb eines Stufenkörpers bestehend aus einem P Körper und einer P Wanne ausgebildet sind, und in dem Sourcebereich in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS angeordnet sind.
- Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem der N+ Drain, die N Wanne und die erste, zweite und dritte Implantierungsschicht ein abgestuftes Dotierungsprofil des Drain in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS bilden.
- Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem das Gate aus einer Polysiliciumfeldplatte in dem Hochspannungs-LDMOS gebildet wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die Dotierungssubstanzkonzentration der Summe der Dotierungssubstanzkonzentration in der ersten und der zweiten vertikalen Implantierungsschicht geringer als die Dotierungssubstanzkonzentration in der vergrabenen Wanne in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem der Gradient nach oben von der vergrabenen Wanne (
38 ) zu dem Feldoxid (62 ) in dem Hochspannungs-LDMOS hin monoton abnimmt. - Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem der Schritt des Herstellens einer Epitaxieschicht in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS die Schritte umfasst: a) Ausbilden einer ersten Epitaxieschicht auf dem Substrat; b) Herstellen der vergrabenen Wanne (
38 ) in einem oberen Bereich der ersten Epitaxieschicht; und c) Ausbilden einer zweiten Epitaxieschicht über der ersten vergrabenen Wanne. - Das Verfahren nach Anspruch 44, bei dem der N+ Abstandshalter (
50 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 45, bei dem der P Körper (
48 ) durch Ionenimplantation unter einem geringen Neigungswinkel in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS hergestellt wird. - Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die erste, zweite und dritte Implantierungsschicht (
40 ,42 ,44 ) retrograde Implantierungsschichten in dem Hochspannungs-LDMOS und in dem Niederspannungs-LDMOS sind. - Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die erste und zweite Epitaxieschichten zur gleichen Zeit als einzelne Epitaxieschicht gebildet werden.
- Das Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die erste und zweite vergrabene Wanne zur gleichen Zeit als einzelne vergrabenen Wanne gebildet werden.
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