Demos器件及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種擴展漏端MOS (drainextended MOS, DEMOS)器件；本發(fā)明還涉及一種DEMOS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DEMOS器件是一種高壓器件，現(xiàn)有DEMOS器件一般和低壓器件如CMOS器件集成在一起制備，現(xiàn)有DEMOS器件是在低壓器件工藝的基礎(chǔ)上共用低壓器件的阱區(qū)(WELL)，這樣使DEMOS器件的擊穿電壓(BV)受限于低壓器件的高濃度阱區(qū)之間的PN結(jié)的BV，所以現(xiàn)有DEMOS器件的BV—般為18V以下。如圖1是現(xiàn)有DEMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；&N型器件為例，現(xiàn)有DEMOS器件包括:硅襯底101，在所述硅襯底101中形成N阱102，P阱103a和103b，所述N阱102和P阱103a和103b都低壓器件的N阱和P阱工藝條件相同。
[0003]在所述硅襯底101表面形成有淺溝槽場氧104，由所述淺溝槽場氧(STI) 104隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧104由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。由P阱103a組成溝道區(qū)；由N阱102組成漂移區(qū)；溝道區(qū)103a和漂移區(qū)102橫向接觸。
[0004]柵極結(jié)構(gòu)，由依次形成于所述硅襯底101表面的柵介質(zhì)層如柵氧化層和多晶硅柵105組成；所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述溝道區(qū)103a表面并延伸到所述漂移區(qū)102上方，被所述柵極結(jié)構(gòu)所覆蓋的所述溝道區(qū)103a表面用于形成溝道。
[0005]源區(qū)106，由形成于所述溝道區(qū)103a表面的N+區(qū)組成，所述源區(qū)106和所述柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)自對準。
[0006]漏區(qū)107，由形成于所述漂移區(qū)102表面的N+區(qū)組成，所述漏區(qū)107和所述柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)相隔一段距離。
[0007]所述漂移區(qū)102的第二側(cè)和一個P阱103b相接觸，令該P阱103b為襯底引出阱區(qū)，在所述襯底引出阱區(qū)103b表面形成有由P+區(qū)組成襯底引出區(qū)108，通過所述襯底引出區(qū)108和所述襯底引出阱區(qū)103b實現(xiàn)襯底電極的引出。
[0008]現(xiàn)有DEMOS器件的擊穿電壓受限于P阱區(qū)103b和N阱102之間的PN結(jié)的擊穿電壓決定，即由如圖1的虛線框109所示區(qū)域的PN結(jié)決定器件的擊穿電壓，由于P阱區(qū)103b和N阱102都采用低壓器件的P阱和N講，摻雜濃度較高，使得該PN結(jié)的擊穿電壓一般為18V以下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種DEMOS器件，能對淺溝槽場氧下的漂移區(qū)和襯底引出阱區(qū)的PN結(jié)電場進行優(yōu)化，提高器件的擊穿電壓。為此，本發(fā)明還提供一種DEMOS器件的制造方法。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的DEMOS器件包括:
[0011]娃襯底,在所述娃襯底中形成有第一導(dǎo)電類型講和第二導(dǎo)電類型講，在所述娃襯底表面形成有淺溝槽場氧，由所述淺溝槽場氧隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。
[0012]溝道區(qū)，由一個所述第二導(dǎo)電類型阱組成。
[0013]漂移區(qū)，由一個所述第一導(dǎo)電類型阱組成，所述漂移區(qū)的第一側(cè)和所述溝道區(qū)橫向接觸。
[0014]柵極結(jié)構(gòu)，由依次形成于所述硅襯底表面的柵介質(zhì)層和多晶硅柵組成；所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述溝道區(qū)表面并延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述柵極結(jié)構(gòu)所覆蓋的所述溝道區(qū)表面用于形成溝道。
[0015]源區(qū)，由形成于所述溝道區(qū)表面的第一導(dǎo)電類型重摻雜區(qū)組成，所述源區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)自對準。
[0016]漏區(qū)，由形成于所述漂移區(qū)表面的第一導(dǎo)電類型重摻雜區(qū)組成，所述漏區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)相隔一段距離。
[0017]所述漂移區(qū)的第二側(cè)和一個第二導(dǎo)電類型阱相接觸，令該第二導(dǎo)電類型阱為襯底引出阱區(qū)，在所述襯底引出阱區(qū)表面形成有由第二導(dǎo)電類型重摻雜區(qū)組成襯底引出區(qū)，通過所述襯底引出區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)實現(xiàn)襯底電極的引出。
[0018]在所述漏區(qū)和所述襯底引出區(qū)之間設(shè)置有一個所述淺溝槽場氧，令該淺溝槽場氧為第一淺溝槽場氧，所述第一淺溝槽場氧橫向跨越了所述漂移區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面。
[0019]第一導(dǎo)電類型摻雜的懸浮漂移區(qū)，形成于所述第一淺溝槽場氧的底部，所述懸浮漂移區(qū)由所述淺溝槽形成后、在所述淺溝槽中填充氧化硅之前通過第一導(dǎo)電類型離子注入形成；在橫向上，所述懸浮漂移區(qū)從所述漂移區(qū)中延伸到所述襯底引出阱區(qū)中；在縱向上，所述懸浮漂移區(qū)和所述第一淺溝槽場氧底部相隔一段距離、且所述懸浮漂移區(qū)的底部深度小于等于所述漂移區(qū)或所述襯底引出阱區(qū)的底部深度。
[0020]進一步的改進是，DEMOS器件為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
[0021 ] 進一步的改進是，DEMOS器件為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
[0022]進一步的改進是，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的注入能量為250KEV?400KEV，注入劑量為1.4E13cm_2，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的峰值距離所述第一淺溝槽場氧底部3000埃?5000埃。
[0023]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的DEMOS器件的制造方法包括如下步驟:
[0024]步驟一、在硅襯底上分別形成第一導(dǎo)電類型阱和第二導(dǎo)電類型阱；溝道區(qū)由一個所述第二導(dǎo)電類型阱組成；漂移區(qū)由一個所述第一導(dǎo)電類型阱組成，所述漂移區(qū)的第一側(cè)和所述溝道區(qū)橫向接觸；所述漂移區(qū)的第二側(cè)和一個第二導(dǎo)電類型阱相接觸，令該第二導(dǎo)電類型阱為襯底引出阱區(qū)。
[0025]步驟二、采用淺溝槽隔離工藝在所述硅襯底表面形成淺溝槽，由所述淺溝槽離出有源區(qū)；在所述漂移區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面上方設(shè)置有一個所述淺溝槽，令該淺溝槽為第一淺溝槽，所述第一淺溝槽橫向跨越了所述漏區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)的接觸面。
[0026]步驟三、進行第一導(dǎo)電類型離子注入在所述第一淺溝槽的底部形成懸浮漂移區(qū)，在橫向上，所述懸浮漂移區(qū)從所述漂移區(qū)中延伸到所述襯底引出阱區(qū)中；在縱向上，所述懸浮漂移區(qū)和所述第一淺溝槽場氧底部相隔一段距離、且所述懸浮漂移區(qū)的底部深度小于等于所述漂移區(qū)或所述襯底引出阱區(qū)的底部深度。
[0027]步驟四、在所述淺溝槽中填充氧化硅形成淺溝槽場氧，令填充于所述第一淺溝槽中氧化硅為第一淺溝槽場氧。
[0028]步驟五、在所述硅襯底表面依次形成柵介質(zhì)層和多晶硅柵，采用光刻刻蝕工藝對所述多晶硅上和所述柵介質(zhì)層進行刻蝕形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述溝道區(qū)表面并延伸到所述漂移區(qū)上方，被所述柵極結(jié)構(gòu)所覆蓋的所述溝道區(qū)表面用于形成溝道。
[0029]步驟六、進行第一導(dǎo)電類型重摻雜源漏注入同時形成源區(qū)和漏區(qū)；所述源區(qū)形成于所述溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)自對準；所述漏區(qū)形成于所述漂移區(qū)表面，所述漏區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)相隔一段距離。
[0030]步驟七、進行第二導(dǎo)電類型重摻雜離子注入在所述襯底引出阱區(qū)表面形成襯底引出區(qū)，通過所述襯底引出區(qū)和所述襯底引出阱區(qū)實現(xiàn)襯底電極的引出；所述第一淺溝槽場氧位于所述漏區(qū)和所述襯底引出區(qū)之間。
[0031 ] 進一步的改進是，DEMOS器件為N型器件，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
[0032]進一步的改進是，DEMOS器件為P型器件，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
[0033]進一步的改進是，步驟三中所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的注入能量為250KEV?400KEV，注入劑量為1.4E13cm_2，所述懸浮漂移區(qū)的離子注入的峰值距離所述第一淺溝槽場氧底部3000埃?5000埃。
[0034]本發(fā)明通過在漏區(qū)和襯底引出區(qū)之間的淺溝槽場氧底部設(shè)置和淺溝槽場氧底部相隔一段距離的懸浮漂移區(qū)，懸浮漂移區(qū)能夠增加對漂移區(qū)和襯底引起阱區(qū)之間的PN結(jié)的耗盡，從而能夠優(yōu)化漂移區(qū)和襯底引起阱區(qū)之間的PN結(jié)電場分布，提高器件的擊穿電壓；當(dāng)本發(fā)明器件的P阱和N阱采用和低壓器件相同的P阱和N阱時，本發(fā)明能夠?qū)⑵骷膿舸╇妷簭?8V提高到30V。
【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0036]圖1是現(xiàn)有DEMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明實施例DEMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖2所示，是本發(fā)明實施例DEMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實施例DEMOS器件為N型器件，對于P型器件，僅需將對應(yīng)的摻雜區(qū)域的導(dǎo)電類型取相反即可。本發(fā)明實施例DEMOS器件包括:
[0039]硅襯底1，在所述硅襯底I中形成有N阱2和P阱3a和3b。本發(fā)明實施例器件能和低壓器件如CMOS器件集成在一起，N阱2和P阱3a和3b采用低壓器件的N阱和P阱工藝。
[0040]在所述硅襯底I表面形成有淺溝槽場氧4，由所述淺溝槽場氧4隔離出有源區(qū)，所述淺溝槽場氧4由填充于淺溝槽中的氧化硅組成。
[0041]溝道區(qū)3a，由一個所述P阱3a組成。
[0042]漂移區(qū)2，由一個所述N阱2組成，所述漂移區(qū)2的第一側(cè)和所述溝道區(qū)3a橫向接觸。
[0043]柵極結(jié)構(gòu)，由依次形成于所述硅襯底I表面的柵介質(zhì)層和多晶硅柵5組成；所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述溝道區(qū)3a表面并延伸到所述漂移區(qū)2上方，被所述柵極結(jié)構(gòu)所覆蓋的所述溝道區(qū)3a表面用于形成溝道。較佳為，所述柵介質(zhì)層為柵氧化層。
[0044]源區(qū)6，由形成于所述溝道區(qū)3a表面的N型重摻雜區(qū)即N+區(qū)組成，所述源區(qū)6和所述柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)自對準。
[0045]漏區(qū)7，由形成于所述漂移區(qū)2表面的N型重摻雜區(qū)組成，所述漏區(qū)7和所述柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)相隔一段距離。
[0046]所述漂移區(qū)2的第二側(cè)和一個P阱3b相接觸，令