專利名稱：Nldmos器件及其制造方法
NLDMOS器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種NLDMOS (N型橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件，尤其涉及一種 具有較高擊穿電壓和較低導(dǎo)通電阻的NLDMOS及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件操作電壓的不斷提高，為了獲得更高的器件耐壓及較小的導(dǎo)通電 阻，就引入了 Super Junction (超結(jié))概念。以NLDMOS (N型橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo) 體)為例，首先為了獲得較小的導(dǎo)通電阻而形成了濃度較高的N型漂移區(qū)，由于漂移區(qū)濃度 較高使器件擊穿值偏低，這時(shí)在N型漂移區(qū)內(nèi)形成一定的P型區(qū)域。該P(yáng)型區(qū)域一般是在 漂移區(qū)的表面，沿溝道方向呈條狀分布。通過引入的P型雜質(zhì)與漂移區(qū)的N型雜質(zhì)達(dá)到電 荷平衡，以增強(qiáng)漂移區(qū)的耗盡，提高器件的擊穿電壓。但是由于該P(yáng)型區(qū)是通過小能量注入 到漂移區(qū)表面，電流只能從其下方的漂移區(qū)流過。而且為使其能夠在縱向上耗盡整個(gè)漂移 區(qū)，P型區(qū)的結(jié)深就不能太淺，因此必須經(jīng)過一定的熱過程推阱形成，這樣就會使得N型漂 移區(qū)雜質(zhì)濃度受到P型雜質(zhì)的影響而降低，抬高了導(dǎo)通電阻。而且經(jīng)過熱過程形成的P型 區(qū)由于橫擴(kuò)使其尺寸增大，同樣減小了電流流經(jīng)的路徑，再次抬高了導(dǎo)通電阻。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要針對NLDMOS器件導(dǎo)通電阻較大和擊穿電壓較小的問題，提供一 種能提高擊穿電壓和降低導(dǎo)通電阻的NLDMOS器件。此外，還有必要提供一種提高擊穿電壓和降低導(dǎo)通電阻的NLDMOS器件的制造方法。一種NLDMOS器件，包括浮置-P型結(jié)構(gòu)，第一場氧區(qū)，第二場氧區(qū)，N型漂移區(qū)，第 一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)位于N型漂移區(qū)之上相對設(shè)置，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)位于N型漂移區(qū) 的中部沿著N型漂移區(qū)的溝道方向，所述的第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)之間的有源區(qū)的寬度 不小于浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度，浮置-P型在N型漂移區(qū)的中部。優(yōu)選地，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的數(shù)量不少于兩個(gè)。優(yōu)選地，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)在版圖上為條狀，橫截面為長方形。優(yōu)選地，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的橫截面為圓形。優(yōu)選地，所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)長度不一樣。一種NLDMOS器件制造方法，所述NLDMOS器件包括浮置-P型結(jié)構(gòu)，第一場氧區(qū)，第 二場氧區(qū)，N型漂移區(qū)，第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)位于N型漂移區(qū)之上相對設(shè)置，包括五個(gè) 步驟步驟一采用常規(guī)的外延生產(chǎn)工藝在埋氧層上形成外延層；步驟二 采用常規(guī)的MOS工藝的進(jìn)行阱注入，形成所述的N型漂移區(qū)；步驟三通過生長形成所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)，所述第一場氧區(qū)和第 二場氧區(qū)之間就是有源區(qū)，該有源區(qū)尺寸配合將要注入的浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度；
步驟四注入源柵和漏區(qū)；步驟五透過所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)之間的有源區(qū)將浮置-P型結(jié)構(gòu) 植入所述N型漂移區(qū)的中部。優(yōu)選地，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的注入能量為200Kev 2000Kev。采用上述結(jié)構(gòu)，可以提高NLDMOS器件的擊穿電壓和降低導(dǎo)通電阻，降低了制作過 程中對光刻膠厚度的要求，以及對高能注入機(jī)的要求。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例NLDMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1沿著A-A’方向的截面示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示，是本發(fā)明的NLDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖。該NLDMOS器件包括襯底引 出101，源區(qū)引出103，柵極引出105，第一場氧區(qū)107，第二場氧區(qū)109，漏端引出111，高壓 N阱做成的N型漂移區(qū)113，浮置-P型結(jié)構(gòu)(浮置P結(jié)構(gòu))115，埋氧層117，高壓P阱做成 的襯底119，N型漂移區(qū)113位于埋氧層117之上，襯底119和N型漂移區(qū)113相鄰位于埋 氧層117之上，浮置-P型結(jié)構(gòu)115置于N型漂移區(qū)113之內(nèi)。根據(jù)各部分雜質(zhì)濃度的調(diào)整，上述NLDMOS器件的擊穿電壓范圍可達(dá)100V IOOOVo浮置-P型結(jié)構(gòu)115沿著N型漂移區(qū)113溝道的方向位于其中部，浮置-P型結(jié)構(gòu) 115的數(shù)量不限于一個(gè)，可以有兩個(gè)以上(如圖2所示)。浮置-P型結(jié)構(gòu)115在版圖上為條 狀，橫截面為長方形。浮置-P型結(jié)構(gòu)115通過大能量注入到N型漂移區(qū)113的中部，注入 能量為200Kev 2000Kev，注入能量可根據(jù)N型漂移區(qū)113的雜質(zhì)分布及外延工藝的厚度 作適當(dāng)調(diào)整。浮置-P型結(jié)構(gòu)115的劑量需要和N型漂移區(qū)113形成電荷平衡。浮置-P型 結(jié)構(gòu)115位于N型漂移區(qū)113的中部，可以在橫向和縱向上耗盡N型雜質(zhì)，有利于N型漂移 區(qū)113的耗盡，提高器件的擊穿電壓，降低導(dǎo)通電阻。并且，電流可以在浮置-P型結(jié)構(gòu)115 的上方和下方的N型漂移區(qū)113沿著溝道流過，電流流經(jīng)的路徑較大。采用上述結(jié)構(gòu)，漂移 區(qū)的雜質(zhì)濃度還可以適當(dāng)提高，以繼續(xù)降低電阻。浮置-P型結(jié)構(gòu)115橫截面不限于長方形，只要有利于和N型漂移區(qū)耗盡的其他形 狀也可以，如圓形。第一場氧區(qū)107和第二場氧區(qū)109在N型漂移區(qū)113之上相對設(shè)置，第一場氧區(qū) 107和第二場氧區(qū)109兩者沒有完全覆蓋N型漂移區(qū)113，因此，兩者之間仍然是有源區(qū)。兩 者之間的有源區(qū)的寬度配合注入浮置-P型結(jié)構(gòu)115的長度。第一場氧區(qū)107和第二場氧 區(qū)109的長度可以不一樣。傳統(tǒng)做法中，100V以上的LDMOS器件整個(gè)漂移區(qū)都被場氧區(qū)覆蓋，由于浮置-P型 結(jié)構(gòu)要植入N型漂移區(qū)的中部，因此它必須用很高的能量注入，這就要求注入機(jī)必須能夠 做高能注入，同時(shí)光刻膠要足夠厚，以阻擋浮置-P型注入到其它區(qū)域。在本實(shí)施方式中，第 一場氧區(qū)107和第二場氧區(qū)109兩者之間做成有源區(qū)，此有源區(qū)區(qū)域的氧化層較薄，方便了 浮置-P型結(jié)構(gòu)115的注入，因此降低了對注入機(jī)的能量和光刻膠厚度的要求，從而可以形成寬度及間距更小的浮置-P型結(jié)構(gòu)，浮置-P型結(jié)構(gòu)注入峰值更深，在生產(chǎn)中容易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，上述NLDMOS器件的制造方法包括步驟一采用常規(guī)的外延生產(chǎn)工藝在埋氧層上形成外延層；步驟二 采用常規(guī)的MOS工藝的進(jìn)行阱注入，形成所述的N型漂移區(qū)；步驟三通過生長形成所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)，所述第一場氧區(qū)和第 二場氧區(qū)之間就是有源區(qū)，該有源區(qū)尺寸配合將要注入的浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度；步驟四注入源柵和漏區(qū)；步驟五透過所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)之間的有源區(qū)將浮置-P型結(jié)構(gòu) 植入所述N型漂移區(qū)的中部。本發(fā)明的實(shí)施例的器件是在SOI硅片(絕緣體硅片)上做的，故有埋氧層。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明了采用SOI硅片是為了增強(qiáng)器件的隔離效果，不能理解為對本發(fā)明的 限制。以上五個(gè)步驟只是給出了主要的步驟，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該對其中未提及公知 細(xì)節(jié)明了。本發(fā)明實(shí)施例的浮置-P型結(jié)構(gòu)的注入在源漏的注入之后，使浮置-P型結(jié)構(gòu)經(jīng)受 更少的熱過程，避免了 P型雜質(zhì)擴(kuò)散導(dǎo)致N型雜質(zhì)濃度降低，及浮置-P型結(jié)構(gòu)尺寸變大等 因素抬高導(dǎo)通電阻。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種NLDMOS器件，包括浮置-P型結(jié)構(gòu)，第一場氧區(qū)，第二場氧區(qū)，N型漂移區(qū)，第一 場氧區(qū)和第二場氧區(qū)位于N型漂移區(qū)之上相對設(shè)置，其特征在于所述浮置-P型結(jié)構(gòu)位于 N型漂移區(qū)的中部沿著N型漂移區(qū)的溝道方向，所述的第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)之間的有 源區(qū)的寬度不小于浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度，浮置-P型在N型漂移區(qū)的中部。
2.如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的數(shù)量不少于 兩個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于所述浮置-P型結(jié)構(gòu)在版圖上為條 狀，橫截面為長方形。
4.如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的橫截面為圓形。
5 如權(quán)利要求1所述的NLDMOS器件，其特征在于所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)長度不一樣。
6.一種NLDMOS器件制造方法，所述NLDMOS器件包括浮置-P型結(jié)構(gòu)，第一場氧區(qū)，第二 場氧區(qū)，N型漂移區(qū)，第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)位于N型漂移區(qū)之上相對設(shè)置，其特征在于步驟一采用常規(guī)的外延生產(chǎn)工藝在埋氧層上形成外延層； 步驟二 采用常規(guī)的MOS工藝的進(jìn)行阱注入，形成所述的N型漂移區(qū)； 步驟三通過生長形成所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)，所述第一場氧區(qū)和第二場 氧區(qū)之間就是有源區(qū)，該有源區(qū)尺寸配合將要注入的浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度； 步驟四注入源柵和漏區(qū)；步驟五透過所述第一場氧區(qū)和所述第二場氧區(qū)之間的有源區(qū)將浮置-P型結(jié)構(gòu)植入 所述N型漂移區(qū)的中部。
7.如權(quán)利要求6所述的NLDMOS器件制造方法，其特征在于所述浮置-P型結(jié)構(gòu)的注 入能量為200Kev 2000Kev。
全文摘要
一種NLDMOS器件，包括浮置-P型結(jié)構(gòu)，第一場氧區(qū)，第二場氧區(qū)，N型漂移區(qū)，第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)位于N型漂移區(qū)之上相對設(shè)置，所述浮置-P型結(jié)構(gòu)位于N型漂移區(qū)的中部，所述的第一場氧區(qū)和第二場氧區(qū)不是連在一起，兩者之間的有源區(qū)的寬度配合注入浮置-P型結(jié)構(gòu)的長度。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，不但可以提高半導(dǎo)體器件的擊穿電壓，而且有效地降低了導(dǎo)通電阻，同時(shí)減小了對高能注入的需求，降低了對工藝機(jī)臺的限制，生產(chǎn)中容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號H01L29/78GK102088031SQ20091018870
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者吳孝嘉, 羅澤煌, 韓廣濤 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司