專利名稱：Ldmos晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其是涉及一種LDMOS晶體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
與常見的場效應(yīng)晶體管相比，橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(Lateral DiffusedMetal Oxide Semiconductor, LDMOS)晶體管在關(guān)鍵的器件特性方面,如增益、線性度以及散熱性能等方面具有明顯的優(yōu)勢，因此得到了廣泛應(yīng)用。擊穿電壓高也是LDMOS晶體管的一個重要特性，因此，LDMOS晶體管常應(yīng)用于高壓器件中。現(xiàn)有技術(shù)中公開一種η型LDMOS晶體管結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括:半導(dǎo)體襯底100 ;位于所述半導(dǎo)體襯底100上、包括柵介質(zhì)層101和柵電極102的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的側(cè)壁上的側(cè)墻103 ;在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底100中具有源(Source)區(qū)104和漏(Drain)區(qū)105，所述源區(qū)104和所述漏區(qū)105摻有η型離子；以及，位于所述源區(qū)104和所述漏區(qū)105之間的漂移區(qū)(Drift Region) 106，所述漂移區(qū)106也摻有η型離子，所述漂移區(qū)106的摻雜離子濃度低于所述源區(qū)104或所述漏區(qū)105的摻雜離子濃度。更多信息可以參考公開號為US2008/0237705A1的美國發(fā)明專利申請文件。所述漂移區(qū)106中的摻雜離子濃度較低，可以承載較高的電壓，由此增大了源/漏極之間的擊穿電壓，從而使LDMOS晶體管能夠應(yīng)用于高壓器件中。然而，較低的摻雜離子濃度會導(dǎo)致源/漏區(qū)之間較大的電阻，這減小了源/漏區(qū)之間的電流，影響了 LDMOS晶體管的性能。因此，需要一種LDMOS晶體管及其形成方法，以增大源/漏區(qū)之間的電流，改善LDMOS晶體管的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種LDMOS晶體管及其形成方法，以增大源/漏區(qū)之間的電流，改善LDMOS晶體管的性能。為解決上述問題，本發(fā)明的實施例提供一種LDMOS晶體管，包括:半導(dǎo)體襯底，包括平臺部和突出所述平臺部的凸出部；源區(qū)，位于所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)，所述源區(qū)還包括延伸至部分所述凸出部內(nèi)的延伸區(qū)；漏區(qū)，位于所述凸出部的頂部；漂移區(qū)，位于所述凸出部內(nèi)，與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)具有相同的導(dǎo)電類型，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度；柵介質(zhì)層，位于所述平臺部上且位于所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上；以及柵電極，位于所述平臺部上且位于所述柵介質(zhì)層上，且所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣?？蛇x地，所述漏區(qū)的頂部相對兩側(cè)具有向內(nèi)凹進的臺階，所述臺階上覆蓋有第一保護層。
可選地，所述第一保護層為氧化硅?？蛇x地，所述柵電極與所述平臺部之間通過第一絕緣層電性絕緣?？蛇x地，所述半導(dǎo)體襯底中還形成有摻雜阱區(qū)，所述摻雜阱區(qū)的導(dǎo)電類型與所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型不同?？蛇x地，所述源區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3，所述漏區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE18/cm3至1E20/cm3?？蛇x地，所述摻雜阱區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE18/cm3至lE20/cm3?？蛇x地,所述凸出部突出所述平臺部的厚度范圍是50納米至500納米,所述漏區(qū)的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)與所述延伸區(qū)間隔范圍是10納米至100納米，所述柵電極的水平方向的寬度范圍是10納米至500納米?？蛇x地，所述柵介質(zhì)層為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料?？蛇x地，所述柵電極為多晶硅或者金屬。為解決上述問題，本發(fā)明的實施例還提供一種LDMOS晶體管的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括平臺部和突出所述平臺部的凸出部；在所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)形成源區(qū)，所述源區(qū)還包括延伸至部分的所述凸出部內(nèi)的延伸區(qū)；在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)；在所述凸出部內(nèi)形成漂移區(qū)，所述漂移區(qū)與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型相同；在所述平臺部上且所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上形成柵介質(zhì)層；以及在所述平臺部上且所述柵介質(zhì)層上形成柵電極，所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣。可選地，形成所述半導(dǎo)體襯底的步驟包括:提供基底；以及在基底的部分表面上外延形成所述凸出部，所述基底構(gòu)成所述平臺部?？蛇x地，形成所述凸出部的步驟包括:在所述基底上形成依次堆疊的第一絕緣層和犧牲層，所述犧牲層和所述第一絕緣層中形成有開口，所述開口暴露出部分的所述基底；以及在所述開口中進行外延生長工藝，形成第一外延層，所述第一外延層的上表面低于所述犧牲層的上表面?？蛇x地，形成所述凸出部進一步還包括:在所述第一外延層的部分表面上形成第一保護層；以及，在所述第一外延層上形成第二外延層，所述第二外延層位于所述第一保護層之間，且與所述第一外延層之間形成臺階。可選地，進一步包括在所述第二外延層上形成第二保護層的步驟，形成所述第二保護層的步驟包括:在所述第二外延層上形成第二保護材料層，所述第二保護材料層填充滿所述開口 ；以及對所述第二保護材料層進行化學(xué)機械拋光，直至露出所述犧牲層?？蛇x地，所述第二保護層和所述第一保護層的材料相同，為氧化硅?？蛇x地，還包括在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成摻雜阱區(qū)的步驟，所述摻雜阱區(qū)的導(dǎo)電類型與所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型不同，形成所述摻雜阱區(qū)的過程中，所述凸出部兩側(cè)的平臺部上形成有第三保護層。可選地，所述摻雜阱區(qū)通過第一離子注入形成，所述第一離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是lE12/cm2至lE14/cm2，所述漂移區(qū)通過第二離子注入形成，所述第二離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是lE12/cm2至lE14/cm2?？蛇x地，在所述第一離子注入及所述第二離子注入過程中，所述第一外延層兩側(cè)的平臺部上分別形成有第三保護層和第四保護層?？蛇x地，所述第三保護層和所述第四保護層是采用相同材料層制作，所述相同材料層是所述犧牲層?？蛇x地，所述源區(qū)和所述漏區(qū)通過第三離子注入形成，所述第三離子注入的能量范圍是5keV至IOOkeV,劑量范圍是lE14/cm2至lE16/cm2，注入角度的范圍是0°至10。?？蛇x地，所述柵介質(zhì)層通過氧化所述第一外延層相對兩側(cè)的側(cè)壁形成，所述第二外延層和剩余的第一外延層形成所述凸出部。 可選地，所述柵介質(zhì)層為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料。可選地，形成所述柵電極的步驟包括:形成柵電極材料層，所述柵電極材料層覆蓋所述平臺部、所述柵介質(zhì)層和所述凸出部；以及刻蝕所述柵電極材料層，保留位于所述平臺部上的所述柵介質(zhì)層上的柵電極材料層，形成所述柵電極?？蛇x地，所述柵電極為多晶硅或者金屬。可選地，還包括在形成所述源區(qū)、所述漏區(qū)或所述漂移區(qū)后，進行退火工藝?？蛇x地，所述退火工藝采用激光退火或尖峰退火，所述退火工藝的參數(shù)包括:溫度為850°C至1200°C，溫度上升速率為50°C /s至300°C /s，溫度下降速率為50°C /s至300°C /s，保溫時間不超過100秒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:通過在所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部中形成兩個源區(qū)、在所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)面上形成兩個柵極結(jié)構(gòu)以及在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)，從而在一個LDMOS晶體管中形成了兩個溝道區(qū)，因此，在LDMOS晶體管工作時，在源/漏區(qū)之間會產(chǎn)生兩股電流，增大了源/漏區(qū)之間的電流，從而改善了 LDMOS晶體管的性能。進一步地，所述凸出部的頂部相對兩側(cè)具有向內(nèi)凹進的臺階，所述臺階被所述第一保護層覆蓋，從而更好地隔離漏區(qū)和柵極結(jié)構(gòu)，改善LDMOS晶體管的性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的η型LDMOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一個實施例的LDMOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明又一實施例的LDMOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明一個實施例的LDMOS晶體管的形成過程的流程示意圖。圖5至圖15是本發(fā)明一個實施例的LDMOS晶體管的形成過程的中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例通過在源/漏區(qū)之間形成兩個溝道區(qū)，增大了源/漏區(qū)之間的電流，改善了 LDMOS晶體管的性能。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)的說明。下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其他方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。本發(fā)明首先提供一種LDMOS晶體管，參考圖2，包括:半導(dǎo)體襯底，包括平臺部200和突出所述平臺部200的凸出部210 ;源區(qū)201，位于所述凸出部210相對兩側(cè)的平臺部內(nèi)，所述源區(qū)201還包括延伸至部分所述凸出部210內(nèi)的延伸區(qū)202 ;漏區(qū)211，位于所述凸出部210的頂部；漂移區(qū)212，位于所述凸出部210內(nèi)，與所述漏區(qū)211相鄰，并與所述延伸區(qū)202之間具有間隔，所述源區(qū)201、所述漏區(qū)211和所述漂移區(qū)212具有相同的導(dǎo)電類型，所述漂移區(qū)212的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)211或所述源區(qū)201的摻雜離子濃度；柵介質(zhì)層220，位于所述平臺部200上且位于所述凸出部210相對兩側(cè)的側(cè)壁上；以及柵電極230，位于所述平臺部200上且位于所述柵介質(zhì)層220上，且所述柵電極230與所述平臺部200之間電性絕緣。在本發(fā)明的一個實施例中，所述柵電極230與所述平臺部200之間具有第一絕緣層240，以實現(xiàn)電性絕緣。所述第一絕緣層240為氧化硅。在本發(fā)明的一個實施例中，參考圖3，所述漏區(qū)211頂部相對兩側(cè)具有向內(nèi)凹進的臺階213，即所述凸出部210頂部的寬度小于其余部分的寬度。所述臺階上覆蓋有第一保護層250。所述第一保護層250能夠更好地隔絕所述柵電極230和所述漏區(qū)211。所述第一保護層250可以與所述第一絕緣層240具有相同的材質(zhì)，例如，氧化硅。如圖3所述，所述漏區(qū)211上還可以具有第二保護層260，以完全覆蓋所述漏區(qū)211的頂部。所述第二保護層260也可以是氧化硅。進一步地，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)還形成有摻雜阱區(qū)，位于所述源區(qū)201之間以及所述延伸區(qū)202和所述漂移區(qū)212之間。所述摻雜阱區(qū)的導(dǎo)電類型與所述源區(qū)201、所述漏區(qū)211以及所述漂移區(qū)212的不同。作為本發(fā)明的一個實施例，所述源區(qū)201的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3 ;所述漏區(qū)211的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3 ;所述漂移區(qū)212的摻雜離子濃度范圍是lE18/cm3至lE20/cm3 ;所述摻雜阱區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE18/cm3至 1E20/W。在實際應(yīng)用中，所述凸出部210、所述漏區(qū)211、所述漂移區(qū)212以及所述柵電極230的尺寸可以參考常規(guī)的LDMOS晶體管的相關(guān)尺寸設(shè)定。作為本發(fā)明的一個實施例，所述凸出部210的垂直方向的厚度范圍是50納米至500納米，所述漏區(qū)211的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)212的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)212與所述延伸區(qū)202間隔范圍是10納米至100納米，所述柵電極230的水平方向的寬度范圍是10納米至500納米。柵長(Gate Length)是晶體管的重要參數(shù)。在本發(fā)明的實施例中，所述LDMOS晶體管的柵長即所述柵介質(zhì)層220垂直方向上的厚度。所述垂直方向是指圖3中的y軸方向，所述水平方向是指圖3中的X軸方向。所述柵介質(zhì)層220、所述柵電極230以及所述半導(dǎo)體襯底的材質(zhì)也可參考常規(guī)的晶體管各部件的材質(zhì)。例如，所述柵介質(zhì)層220可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料，所述高K介電材料為HfO、ZrO、WN、A1203、HfSiO或其任意組合，所述柵電極230可以是多晶硅或者金屬，所述半導(dǎo)體襯底可以是硅。下面給出形成上述結(jié)構(gòu)的方法實施例。本發(fā)明首先提供一種LDMOS晶體管的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括平臺部和突出所述平臺部的凸出部；在所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)形成源區(qū)，所述源區(qū)還包括延伸至部分的所述凸出部內(nèi)的延伸區(qū)；在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)；在所述凸出部內(nèi)形成漂移區(qū)，所述漂移區(qū)與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型相同；在所述平臺部上且所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上形成柵介質(zhì)層；以及在所述平臺部上且所述柵介質(zhì)層上形成柵電極，所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣。作為本發(fā)明的一個具體實施例，參考圖4，所述LDMOS晶體管的形成方法包括如下步驟:S101，提供基底，所述基底上形成有依次堆疊的第一絕緣層和犧牲層，所述第一絕緣層和所述犧牲層中具有暴露出部分所述基底的開口 ；S102，在所述開口中的基底的表面上外延形成凸出部，所述基底構(gòu)成平臺部；S103，在所述半導(dǎo)體襯底中形成摻雜阱區(qū)；S104，在所述凸出部中形成漂移區(qū)；S105，去除所述犧牲層，在位于所述平臺部上且所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上形成柵極結(jié)構(gòu)；以及S106，在所述凸出部相對兩側(cè)的平臺部中形成源區(qū)，在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)。下面結(jié)合中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖進行詳細(xì)說明。首先，參考圖5，執(zhí)行步驟S101，提供基底300’，所述基底300’上形成有依次堆疊的第一絕緣層310和犧牲層320，所述第一絕緣層310和所述犧牲層320中具有暴露出部分的所述基底300’的開口 330。所述基底300’可以是常規(guī)的半導(dǎo)體襯底材料，如硅、鍺硅、絕緣體上硅等。作為本發(fā)明的一個實施例，所述基底300’為硅。作為本發(fā)明的一個實施例，所述第一絕緣層310為氧化硅，所述犧牲層320為氮化硅。形成如圖5所示的結(jié)構(gòu)的具體步驟可以包括:在所述基底300’上形成依次堆疊的第一絕緣材料層和犧牲材料層，可以采用沉積工藝形成所述第一絕緣材料層和所述犧牲材料層；在所述犧牲材料層上形成光刻膠層；進行曝光、顯影，在所述光刻膠層中定義出對應(yīng)于開口的圖形；以及，以圖形化的所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一絕緣材料層和所述犧牲材料層，直至暴露所述基底300’，形成所述第一絕緣層310、所述犧牲層320和所述開口330。然后，參考圖6，執(zhí)行步驟S102，在所述開口 330中的基底的表面上外延形成凸出部340，所述基底300’構(gòu)成平臺部300。外延工藝為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。在本發(fā)明的又一個實施例中，在所述凸出部340頂部相對兩側(cè)形成有向內(nèi)凹進的臺階，具體步驟如下:參考圖7,在所述開口 330中形成第一外延層341,所述第一外延層341的上表面低于所述犧牲層320的上表面。需要說明的是，作為本發(fā)明的一個實施例，所述第一外延層341即可構(gòu)成所述凸出部?？蛇x地，參考圖8，還可以在所述第一外延層341上和所述開口 330的側(cè)壁上形成第一保護材料層350’。所述第一保護材料層350’可以是氧化硅，通過沉積工藝形成在所述第一外延層341上以及所述開口 330的側(cè)壁上。然后，參考圖9，去除位于所述第一外延層341上的部分的第一保護材料層，形成第一保護層350。所述第一保護層350位于所述開口 330的相對兩側(cè)的側(cè)壁上?？梢酝ㄟ^刻蝕工藝去除位于所述第一外延層341上的部分的第一保護材料層。然后，參考圖10，形成第二外延層342。所述第二外延層342位于所述第一外延層341上，同時位于所述第一保護層350之間。即，由于所述第一保護層350的存在，所述第二外延層342和所述第一外延層341之間形成臺階，并且所述臺階被所述第一保護層350覆蓋。在后續(xù)工藝中，還需要形成柵極結(jié)構(gòu)和漏區(qū)，因此，形成覆蓋所述臺階的保護層，能夠更好地隔離柵極結(jié)構(gòu)和漏區(qū)。在上述實施例中，所述凸出部是采用外延工藝形成，也可以采用其他工藝形成所述凸出部。較優(yōu)地，參考圖11，為了在后續(xù)的離子注入工藝中保護所述凸出部不受損傷，作為本發(fā)明的一個實施例，在所述凸出部上進一步地形成第二保護層360。所述第二保護層360的材質(zhì)可以與所述第一保護層350的材質(zhì)相同，為氧化硅?？梢圆扇∪缦虏襟E形成所述第二保護層360:在所述開口 330中填充滿第二保護材料層，所述第二保護材料層覆蓋所述第二外延層342 ;以及，進行化學(xué)機械拋光工藝，直至露出所述犧牲層320。需要說明的是，還可以直接在所述第一外延層341上形成保護層，但這樣形成的保護層的隔離效果不如在上述具有臺階的結(jié)構(gòu)上形成保護層的隔離效果好。下面，將以所述LDMOS晶體管具有所述第一外延層341和第二外延層342為例進行進一步說明。需要說明的是，為了使附圖更加清楚，所述第一保護層350和所述第二保護層360的附圖標(biāo)記以及它們之間的界線在下述的附圖中不再示出。然后，參考圖12，執(zhí)行步驟S103，在所述半導(dǎo)體襯底中形成摻雜阱區(qū)370。作為本發(fā)明的一個實施例，所述摻雜阱區(qū)370通過第一離子注入形成，所述第一離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是lE12/cm2至lE14/cm2。通過所述第一離子注入，所述摻雜阱區(qū)370充滿所述第一外延層341和第二外延層342，并延伸至所述平臺部300中。在所述第一離子注入的過程中，為了保護所述半導(dǎo)體襯底，在所述第一外延層341兩側(cè)的平臺部上形成有第三保護層。作為本發(fā)明的一個實施例，所述犧牲層320即所述第
三保護層。然后，參考圖13，執(zhí)行步驟S104，在所述第一外延層341和第二外延層342中形成漂移區(qū)380。
所述漂移區(qū)380具有與所述摻雜阱區(qū)370不同的導(dǎo)電類型。作為本發(fā)明的一個實施例，所述漂移區(qū)380通過第二離子注入形成，注入的摻雜離子類型與所述第一離子注入過程中注入的摻雜離子類型不同。所述第二離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是lE12/cm2至lE14/cm2。通過所述第二離子注入，所述漂移區(qū)380位于所述第一外延層341和第二外延層342中且與所述平臺部300之間具有間隔。在所述第二離子注入的過程中，為了保護所述半導(dǎo)體襯底，在所述第一外延層341兩側(cè)的平臺部上形成有第四保護層。作為本發(fā)明的一個實施例，所述犧牲層320即所述第四保護層。然后，參考圖14，執(zhí)行步驟S105，去除所述犧牲層320，形成柵極結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個實施例中，通過刻蝕工藝去除所述犧牲層320，例如，采用干法刻蝕。在所述刻蝕工藝中，以所述第一絕緣層310為刻蝕停止層，所述第一保護層350和所述第二保護層360保護所述第一外延層341和第二外延層342不受損壞。在本發(fā)明的一個實施例中，通過氧化所述第一外延層341的側(cè)壁形成柵介質(zhì)層390，則所述第二外延層342和剩余的第一外延層形成所述凸出部。當(dāng)然，所述柵介質(zhì)層390也可以為其他材料，也可以采用其他工藝形成。接著，形成覆蓋所述平臺部300、所述柵介質(zhì)層390、所述第一外延層341和所述第二外延層342的柵電極材料層；刻蝕所述柵電極材料層，保留位于所述平臺部300上且所述柵介質(zhì)層390上的柵電極材料層，形成柵電極400。所述柵介質(zhì)層390和所述柵電極400構(gòu)成所述柵級結(jié)構(gòu)。所述柵極結(jié)構(gòu)可以是常規(guī)的柵極結(jié)構(gòu)或金屬柵極結(jié)構(gòu)。例如，所述柵介質(zhì)層390為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料，所述高K介電材料為HfO、ZrO、WN、A1203、HfSiO或其任意組合；所述柵電極400為多晶硅或者金屬。然后，參考圖15，執(zhí)行步驟S106，在所述凸出部340相對兩側(cè)的平臺部中形成源區(qū)410，在所述凸出部340的頂部形成漏區(qū)420。需要說明的是，所述第二外延層342和剩余的所述第一外延層341構(gòu)成所述凸出部340，形成一體結(jié)構(gòu)，為了使附圖更加清楚，所述第一外延層341和第二外延層342的附圖標(biāo)記以及他們之間的界線在圖15中不再示出。所述源區(qū)410和所述漏區(qū)420具有與所述漂移區(qū)380相同的導(dǎo)電類型。作為本發(fā)明的一個實施例，所述源區(qū)410和所述漏區(qū)420通過第三離子注入形成，注入的摻雜離子類型與所述第二離子注入過程中注入的摻雜離子類型相同。所述第三離子注入的能量范圍是5keV至IOOkeV,劑量范圍是lE14/cm2至lE16/cm2，注入角度(即注入方向與垂直方向的夾角)范圍是0°至10°。通過所述第三離子注入，所述漏區(qū)420位于所述凸出部的頂部，并與所述漂移區(qū)380相鄰。所述源區(qū)410位于所述凸出部相對兩側(cè)的平臺部300中，而且，所述源區(qū)410還包括延伸至所述凸出部內(nèi)的延伸部411，所述延伸部411與所述漂移區(qū)380之間具有間隔。由于所述第三離子注入的劑量高于所述第一離子注入或所述第二離子注入的劑量，所述源區(qū)410或所述漏區(qū)420的摻雜離子濃度大于所述漂移區(qū)380的摻雜離子濃度。作為本發(fā)明的一個實施例，所述凸出部的垂直方向的厚度范圍是50納米至500納米，所述漏區(qū)420的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)380的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)380與所述延伸區(qū)411間隔范圍是10納米至100納米，所述柵電極400的水平方向的寬度范圍是10納米至500納米。所述水平方向指X軸方向，所述垂直方向指I軸方向。需要說明的是，在上述任一離子注入完成后，都可以進行退火，以改善晶體管的性能。在本發(fā)明的一個實施例中，所述退火工藝采用激光退火或尖峰(Spike)退火，所述退火工藝的參數(shù)包括:溫度為850°C至1200°C，溫度上升速率為50°C /s至300°C /s，溫度下降速率為50°C /s至300°C /s，保溫時間不超過100秒。至此，形成了本發(fā)明一個實施例的LDMOS晶體管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例具有以下優(yōu)點:通過在所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部中形成兩個源區(qū)、在所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)面上形成兩個柵極結(jié)構(gòu)以及在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)，從而形成了兩個溝道區(qū)，因此，在LDMOS晶體管工作時，在源/漏區(qū)之間會產(chǎn)生兩股電流，增大了源/漏區(qū)之間的電流，從而改善了 LDMOS晶體管的性能。進一步地，所述凸出部的頂部相對兩側(cè)具有向內(nèi)凹進的臺階，所述臺階被所述第一保護層覆蓋，從而更好地隔離漏區(qū)和柵極結(jié)構(gòu)，改善LDMOS晶體管的性能。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種LDMOS晶體管，包括: 半導(dǎo)體襯底，包括平臺部和突出所述平臺部的凸出部； 源區(qū)，位于所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)，所述源區(qū)還包括延伸至部分所述凸出部內(nèi)的延伸區(qū)； 漏區(qū)，位于所述凸出部的頂部； 漂移區(qū)，位于所述凸出部內(nèi)，與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)具有相同的導(dǎo)電類型，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度； 柵介質(zhì)層，位于所述平臺部上且位于所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上；以及 柵電極，位于所述平臺部上且位于所述柵介質(zhì)層上，且所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述漏區(qū)的頂部相對兩側(cè)具有向內(nèi)凹進的臺階，所述臺階上覆蓋有第一保護層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述第一保護層為氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述柵電極與所述平臺部之間通過第一絕緣層電性絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底中還形成有摻雜阱區(qū)，所述摻雜阱區(qū)的導(dǎo)電類型與所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述源區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3，所述漏區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE19/cm3至lE21/cm3，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度范圍是lE18/cm3至lE20/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述摻雜阱區(qū)的摻雜離子濃度范圍是 lE18/cm3 至 lE20/cm3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述凸出部突出所述平臺部的厚度范圍是50納米至500納米，所述漏區(qū)的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)的垂直方向的厚度范圍是10納米至200納米，所述漂移區(qū)與所述延伸區(qū)間隔范圍是10納米至100納米，所述柵電極的水平方向的寬度范圍是10納米至500納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述柵介質(zhì)層為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS晶體管，其特征在于，所述柵電極為多晶硅或者金屬。
11.一種LDMOS晶體管的形成方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括平臺部和突出所述平臺部的凸出部； 在所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)形成源區(qū)，所述源區(qū)還包括延伸至部分的所述凸出部內(nèi)的延伸區(qū)； 在所述凸出部的頂部形成漏區(qū)； 在所述凸出部內(nèi)形成漂移區(qū)，所述漂移區(qū)與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型相同； 在所述平臺部上且所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上形成柵介質(zhì)層；以及在所述平臺部上且所述柵介質(zhì)層上形成柵電極，所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述半導(dǎo)體襯底的步驟包括: 提供基底；以及 在基底的部分表面上外延形成所述凸出部，所述基底構(gòu)成所述平臺部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述凸出部的步驟包括: 在所述基底上形成依次堆疊的第一絕緣層和犧牲層，所述犧牲層和所述第一絕緣層中形成有開口，所述開口暴露出部分的所述基底；以及 在所述開口中進行外延生長工藝，形成第一外延層，所述第一外延層的上表面低于所述犧牲層的上表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述凸出部進一步還包括:在所述第一外延層的部分表面上形成第一保護層；以及，在所述第一外延層上形成第二外延層，所述第二外延層位于所述第一保護層之間，且與所述第一外延層之間形成臺階。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，進一步包括在所述第二外延層上形成第二保護層的步驟，形成所述第二保護層的步驟包括: 在所述第二外延層上形成第二保護材料層，所述第二保護材料層填充滿所述開口 ；以及 對所述第二保護材料層進行化學(xué)機械拋光，直至露出所述犧牲層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二保護層和所述第一保護層的材料相同，為氧化硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，還包括在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成摻雜阱區(qū)的步驟，所述摻雜阱區(qū)的導(dǎo)電類型與所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)的導(dǎo)電類型不同，形成所述摻雜阱區(qū)的過程中，所述凸出部兩側(cè)的平臺部上形成有第三保護層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述摻雜阱區(qū)通過第一離子注入形成，所述第一離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是lE12/cm2至lE14/cm2，所述漂移區(qū)通過第二離子注入形成，所述第二離子注入的能量范圍是5keV至200keV，劑量范圍是 lE12/cm2 至 lE14/cm2。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，在所述第一離子注入及所述第二離子注入過程中，所述第一外延層兩側(cè)的平臺部上分別形成有第三保護層和第四保護層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述第三保護層和所述第四保護層是采用相同材料層制作，所述相同材料層是所述犧牲層。`
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述源區(qū)和所述漏區(qū)通過第三離子注入形成，所述第三離子注入的能量范圍是5keV至IOOkeV,劑量范圍是lE14/cm2至lE16/cm2，注入角度的范圍是0°至10。。
22.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層通過氧化所述第一外延層相對兩側(cè)的側(cè)壁形成，所述第二外延層和剩余的第一外延層形成所述凸出部。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、或高K介電材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述柵電極的步驟包括: 形成柵電極材料層，所述柵電極材料層覆蓋所述平臺部、所述柵介質(zhì)層和所述凸出部；以及 刻蝕所述柵電極材料層，保留位于所述平臺部上的所述柵介質(zhì)層上的柵電極材料層，形成所述柵電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵電極為多晶娃或者金屬。
26.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，還包括在形成所述源區(qū)、所述漏區(qū)或所述漂移區(qū)后，進行退火工藝。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的LDMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述退火工藝采用激光退火或尖峰退火，所述退火工藝的參數(shù)包括:溫度為850°C至1200°C，溫度上升速率為500C /s至300°C /s，溫度下降速率為50°C /s至300°C /s，保溫時間不超過100秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LDMOS晶體管及其制作方法，所述LDMOS晶體管包括半導(dǎo)體襯底，包括平臺部和凸出部；源區(qū)，位于所述凸出部相對兩側(cè)的所述平臺部內(nèi)，所述源區(qū)還包括延伸區(qū)；漏區(qū)，位于所述凸出部的頂部；漂移區(qū)，位于所述凸出部內(nèi)，與所述漏區(qū)相鄰，并與所述延伸區(qū)之間具有間隔，所述源區(qū)、所述漏區(qū)以及所述漂移區(qū)具有相同的導(dǎo)電類型，所述漂移區(qū)的摻雜離子濃度小于所述漏區(qū)或所述源區(qū)的摻雜離子濃度；柵介質(zhì)層，位于所述凸出部相對兩側(cè)的側(cè)壁上；以及柵電極，位于所述柵介質(zhì)層上，所述柵電極與所述平臺部之間電性絕緣。所述LDMOS晶體管具有兩個溝道，因此具有更大的工作電流，從而改善了LDMOS晶體管的性能。
文檔編號H01L29/78GK103187444SQ20111045626
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉金華 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司