專利名稱：具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的mosfet及其漏極制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET及其漏極制造方法。
背景技術(shù)：
高壓MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)器件(工作電壓高于10V) 作為LCD等小型功率產(chǎn)品中的驅(qū)動(dòng)，有著廣泛應(yīng)用。高壓器件中，溝道內(nèi)的 縱向、橫向電場急劇增加，從而存在較為嚴(yán)重的熱載流子效應(yīng)(HCI)可靠性 問題，限制了晶體管的使用壽命。襯底電流(Isub)是一種常用且方便的表征HCI 的方法。在常見的晶體管中，IsuB曲線只有一個(gè)Isub峰，是由柵極邊緣的碰撞 電離區(qū)域引起的。如圖l所示，高壓器件的村底電流具有兩個(gè)峰，第一個(gè)峰 (VGS=4 V,VDS=18V),第二個(gè)峰(Vgs-18 V，VDS=18 V)，高壓I則第一個(gè)峰是由 溝道內(nèi)的強(qiáng)電場引起碰撞電離，產(chǎn)生新的載流子導(dǎo)致的。減小襯底電流的峰 值，從而減少熱載流子效應(yīng)是急需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET及其漏極制造方法， 采用平行于溝道表面方向的層狀漏極結(jié)構(gòu)，以減少溝道內(nèi)^f黃向電場的增大引 起的熱載流子效應(yīng)，從而提高器件的可靠性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET, 包含一個(gè)具有P阱的半導(dǎo)體基片， 一個(gè)形成在所述P阱表面上的絕緣膜上的 柵極， 一個(gè)形成在P阱表面中的源極結(jié)構(gòu)， 一個(gè)形成在P阱表面中的漏極結(jié) 構(gòu)， 一個(gè)形成在P阱表面中的襯底結(jié)構(gòu)；
所述的源極結(jié)構(gòu)為高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+;
所述的襯底結(jié)構(gòu)為高摻雜的P型擴(kuò)散區(qū)p+;
所述的漏極結(jié)構(gòu)為平行于溝道的層狀三明治結(jié)構(gòu)，包含依次排列的緩變
摻雜的N型緩變漏才及NGRD (N-type graded drain), P阱，高摻雜的N型擴(kuò) 散區(qū)n+;
所述的漏極結(jié)構(gòu)中的P阱的長度是緩變摻雜的N型緩變漏極長度的 16%~50%;
所述平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的制造方法包含以下步驟 步驟l、注入緩變摻雜的N型緩變漏極；
步驟2、確定預(yù)留P阱的長度，與N型緩變漏才及間隔該長度的距離，注 入高摻雜的N型擴(kuò)散n+;
所述的N型緩變漏極的摻雜濃度數(shù)量級(jí)為1012cnf2;
所述的高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+的摻雜濃度數(shù)量級(jí)為1015cnf2;
本發(fā)明提供的一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET及其漏極制造方法， 有效降低柵極邊緣導(dǎo)致熱載流子注入效應(yīng)的高橫向電場，提高了器件的可靠 性，而且由于源極結(jié)構(gòu)中省略了 N型緩變漏極，從而減小了晶體管的尺寸， 集成度更高。
圖l是背景技術(shù)中襯底電流的峰值圖2是本發(fā)明提供的一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET的結(jié)構(gòu)示意
圖3是沒有使用本發(fā)明的漏極結(jié)構(gòu)的高壓器件在測試條件下襯底電流 I,第一個(gè)峰的電場分布；
圖4是具有本發(fā)明漏極結(jié)構(gòu)的高壓器件在測試條件下襯底電流IsUB第一
個(gè)峰的電場分布。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)圖3 ~圖5具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式 如圖3所示，本發(fā)明提供一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET，包含一 個(gè)具有P阱的半導(dǎo)體基片， 一個(gè)形成在所述P阱表面上的絕緣膜上的柵極， 一個(gè)形成在P阱表面中的源極結(jié)構(gòu)， 一個(gè)形成在P阱表面中的漏極結(jié)構(gòu)，一
個(gè)形成在P阱表面中的村底結(jié)構(gòu)；
所述的源極結(jié)構(gòu)為高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+; 所述的襯底結(jié)構(gòu)為高摻雜的P型擴(kuò)散區(qū)p+;
所述的漏極結(jié)構(gòu)為平行于溝道的層狀三明治結(jié)構(gòu)，包含依次排列的緩變 摻雜的N型緩變漏極NGRD (N-type graded drain), P阱，高摻雜的N型擴(kuò) 散區(qū)N+;
所述的P阱的長度是緩變摻雜的N型緩變漏極長度的16% ~ 50%; 所述的絕緣膜為氧化物；
所述平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的制造方法包含以下步驟 步驟1、注入緩變摻雜的磷摻雜N型緩變漏極；
步驟2、確定預(yù)留P阱的長度，與N型緩變漏極間隔該長度的距離，注 入高摻雜的砷摻雜N型擴(kuò)散n+;
所述的N型緩變漏極的摻雜濃度為1012cm—2;
所述的高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+的摻雜濃度為10"cm—2。
如圖3所示，是沒有使用本發(fā)明的漏極結(jié)構(gòu)的高壓器件在測試條件下襯 底電流IsuB第一個(gè)峰的電場分布，如圖4所示，是具有本發(fā)明漏極結(jié)構(gòu)的高 壓器件在測試條件下襯底電流IsuB第一個(gè)峰的電場分布，可以明顯看出，使 用本發(fā)明的11+1-11結(jié)構(gòu)，柵極邊緣的橫向電場被降低了很多。
本發(fā)明提供的一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET及其漏極制造方法， 有效降低柵極邊緣導(dǎo)致熱載流子注入效應(yīng)的高橫向電場，提高了器件的可靠 性，而且由于源極結(jié)構(gòu)中省略了 N型緩變漏極，從而減小了晶體管的尺寸，
集成度更高。
權(quán)利要求
1.一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET，包含一個(gè)具有P阱的半導(dǎo)體基片，一個(gè)形成在所述P阱表面上的絕緣膜上的柵極，一個(gè)形成在P阱表面中的源極結(jié)構(gòu)，一個(gè)形成在P阱表面中的漏極結(jié)構(gòu)，一個(gè)形成在P阱表面中的襯底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的漏極結(jié)構(gòu)為平行于溝道的層狀三明治結(jié)構(gòu)，包含依次排列的緩變摻雜的N型緩變漏極NGRD，P阱，高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET,其特征在于，所 述的源極結(jié)構(gòu)為高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET，其特征在于，所 述的襯底結(jié)構(gòu)為高摻雜的P型擴(kuò)散區(qū)p+。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET,其特征在于，所 述的P阱的橫向長度是緩變摻雜的N型緩變漏極長度的16%~ 50%。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的M0SFET，其特征在于；所 述的絕緣膜為氧化物。
6. 制造權(quán)利要求1所述的漏極結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包含以下步驟步驟l、注入緩變摻雜的N型緩變漏極；步驟2、確定預(yù)留P阱的長度，與N型緩變漏極間隔該長度的距離， 注入高摻雜的N型擴(kuò)散n+。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的N型緩變漏極的摻雜濃度 為1012cnf2。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+ 的摻雜濃度為1015cm—2。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的N型緩變漏極為磷摻雜的 N型緩變漏極。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+ 為砷摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)。
全文摘要
一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET，所述的漏極結(jié)構(gòu)為平行于溝道的層狀三明治結(jié)構(gòu)，包含依次排列的緩變摻雜的N型緩變漏極，P阱，高摻雜的N型擴(kuò)散區(qū)n+。在制造該層狀漏極結(jié)構(gòu)時(shí)，先注入緩變摻雜的N型緩變漏極，然后確定無摻雜P區(qū)的長度，與N型緩變漏極間隔該長度的距離，注入高摻雜的N型擴(kuò)散n+。本發(fā)明提供的一種具有平行層狀漏極結(jié)構(gòu)的MOSFET及其漏極制造方法，采用平行于溝道表面方向的層狀漏極結(jié)構(gòu)，以減少溝道內(nèi)橫向電場的增大引起的熱載流子效應(yīng)，從而提高器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L29/66GK101179094SQ20071017227
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者葉景良, 廖寬仰, 戴明志 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司