Nldmos器件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種NLDMOS器件；本發(fā)明還涉及一種NLDMOS器件的制造方法。
【背景技術】
[0002]在淺溝槽隔離(STI)工藝里，隨著MOSFET的有效溝道長度和寬度的尺寸不斷縮小，一種MOS器件的失效模式:雙峰效應(double hump)就會變的不可忽略。關于doublehump目前已有一套成熟的模型，產(chǎn)生原因為:M0SFET可以做STI和有源區(qū)(Active Area，AA)交接區(qū)MOSFETI和有源區(qū)的M0SFET2并聯(lián)形成的，MOSFETI比M0SFET2的閾值電壓即開啟電壓(Vth)小，會優(yōu)先開啟。MOSFET I的Vth小的原因是STI的頂角圓滑輪廓(Cornerrounding profile)不好，導致該處柵氧化層(Gate oxide)偏薄，相應的Vth變小。上述問題的解決方法為:工藝優(yōu)化STI Corner rounding profile,消除Gate oxide厚度不一致的問題。
[0003]除了 STI Corner rounding profile不好產(chǎn)生的雙峰問題外，在BCD的開關型NLDMOS上發(fā)現(xiàn)了一種新機理的double hump現(xiàn)象。在同一芯片上同時形成雙極型晶體管(bipolar junct1n transistor，BJT)，CMOS 器件和 DMOS 器件的工藝為 BCD 工藝，如圖1所示，是現(xiàn)有BCD工藝中里的開關型NLDMOS即N型LDMOS (橫向擴散金屬氧化物半導體)的結構示意圖；NLDM0S器件的單元結構主要包括:在硅襯底101上形成N型埋層(NBL) 102和P型埋層(PBL) 103以及深N阱(DNW) 104 ；P型埋層103頂部形成有高壓P阱(HVPW) 105，高壓P阱105中形成有低壓P阱(LVPW) 107，低壓P阱107頂部表面形成有P+區(qū)，P型埋層103、高壓P阱105，低壓P阱107頂部的P+區(qū)形成隔離環(huán)結構。
[0004]低壓N阱(LVNW) 106和P型體區(qū)109形成于深N阱104中，在硅襯底101表面形成有淺溝槽隔離108。
[0005]柵氧化層110和多晶硅柵111覆蓋在P型體區(qū)109的表面并用于控制溝道形成，圖1中的Lch顯示了溝道長度；多晶硅柵111的側(cè)面形成有側(cè)墻111a。所述P型體區(qū)109一般采用帶傾角離子注入并進行退火推進形成，。
[0006]由N+區(qū)組成的源區(qū)112形成于P型體區(qū)109中且和多晶硅柵111自對準，由N+區(qū)組成的漏區(qū)113形成于低壓N阱106中，漏區(qū)113和多晶硅柵111之間隔離有一個淺溝槽隔離108，多晶硅柵111的一端還延伸到該淺溝槽隔離108的上方。
[0007]在P型體區(qū)109表面還形成有P+區(qū)114，用于引出P型體區(qū)109和源區(qū)112。
[0008]層間膜115覆蓋在器件表面。接觸孔116穿過層間膜115和底部漏區(qū)113、P+區(qū)114和多晶硅柵111接觸，頂部和正面金屬層117連接并分別引出漏極、源極和柵極。
[0009]如圖2所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的版圖結構；兩個相鄰單元結構的多晶硅柵111連接在一起，其中和源區(qū)112自對準的多晶硅柵111的第一側(cè)邊通過弧形曲線連接在一起并圍繞成一跑道型圈201，弧形曲線用201a標記，多晶硅柵111的第二側(cè)邊圍繞成一矩形202，跑道型圈201和矩形202之間的區(qū)域為多晶硅柵111，P型體區(qū)109的摻雜雜質(zhì)從跑道型圈201向外部擴散到跑道型圈203處，跑道型圈203到201之間的P型體區(qū)109用于形成溝道，源區(qū)112和跑道型圈201自對準，P+區(qū)114分成多個塊間隔分布在P型體區(qū)109中，圖1為沿圖2的AA軸的剖面圖。漏區(qū)113位于外側(cè)，在漏區(qū)和P型體區(qū)109之間還能設定漂移區(qū)的注入?yún)^(qū)以調(diào)整漏區(qū)和P型體區(qū)109之間的漂移區(qū)的N型摻雜條件。
[0010]實際上跑道型圈203到201之間溝道寬度并不均勻一致，如圖3A所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的P型體區(qū)的形成的溝道的實際輪廓圖；跑道型圈203的弧形曲線的理論輪廓如標記203b所示，但是實際輪廓是如203a所示，在直線段形成的溝道寬度用Lchl表示，弧形曲線段的溝道寬度用Lch2表示。理論上，帶角度從X方向和從Y方向注入后形成的溝道寬度都為Lchl，但是實際上在弧形曲線段出實際溝道寬度Lch2要小于Lchl，。如圖3B所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的P型體區(qū)在弧形曲線段外部的溝道長度變短的原理圖；雖然沿著BB線的Y方向注入后的寬度為L，但是投影到通過圓心ο的CC線后寬度會縮短為約0.7L，也即圖3A中的Lch2約為Lchl的0.7倍。由于弧形曲線段的溝道寬度Lch2小于直線段的溝道寬度Lchl，故弧形曲線段的溝道的開啟電壓會小于直線段的溝道的開啟電壓，由于兩個區(qū)段的溝道不是同時開啟，故源漏電流會出現(xiàn)兩個峰值，出現(xiàn)雙峰效應。如圖4A所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的跨導柵壓曲線；跨導Gm在達到最大峰值之前還出現(xiàn)了如虛線框301所示的小峰，其中漏電壓Vd設定為0.1V。如圖4B所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的漏電流柵壓曲線；漏電流Id在達到最大峰值之前還出現(xiàn)了如虛線框302所示的小峰，其中漏電壓Vd設定為 0.1V。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種NLDMOS器件，能消除雙峰效應。為此，本發(fā)明還提供一種NLDMOS器件的制造方法。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的NLDMOS器件的單元結構包括:
[0013]深N講，形成于硅襯底上；P型體區(qū)，形成于所述深N阱中；由柵介質(zhì)層和多晶硅柵疊加形成的柵極結構；由N+區(qū)組成的源區(qū)，形成于所述P型體區(qū)中，所述源區(qū)和所述多晶硅柵的第一側(cè)邊自對準；由P+區(qū)組成的體區(qū)引出區(qū)，形成于所述P型體區(qū)中，正面金屬層形成的源極同時和所述體區(qū)引出區(qū)和所述源區(qū)接觸。
[0014]所述NLDMOS器件在俯視面上版圖結構為:
[0015]所述P型體區(qū)、所述源區(qū)和所述體區(qū)引出區(qū)為兩個相鄰的所述單元結構共用，相鄰兩個所述單元結構的所述多晶硅柵連接在一起，且相鄰兩個所述單元結構的所述多晶硅柵的第一側(cè)邊通過弧形曲線連接在一起并圍繞成一跑道型圈。
[0016]所述P型體區(qū)通過帶傾角的P型離子注入并退火形成，所述P型體區(qū)從所述跑道型圈內(nèi)向外部延伸到所述多晶硅柵底部，被所述多晶硅柵所覆蓋的所述P型體區(qū)表面用于形成溝道，位于所述跑道型圈的直線段外部的溝道長度大于弧形曲線段外部的溝道長度，所述體區(qū)引出區(qū)由多個體區(qū)引出子塊組成，其中位于兩側(cè)的第一體區(qū)子塊的版圖覆蓋了所述P型體區(qū)的被所述跑道型圈的弧形曲線段內(nèi)部包圍的部分并延伸到弧形曲線段外部；所述體區(qū)引出區(qū)通過離子注入形成，離子注入后的所述第一體區(qū)子塊的P型離子擴散到所述弧形曲線段外部的所述P型體區(qū)中，所述第一體區(qū)子塊用于消除所述弧形曲線段外部的溝道使所述NLDMOS器件的開啟電壓由所述跑道型圈的直線段外部的溝道決定。
[0017]進一步的改進是，所述NLDMOS器件的單元結構的漏區(qū)由形成于低壓N阱的N+區(qū)組成，所述低壓N阱形成于所述深N阱中，所述低壓N阱和所述P型體區(qū)相隔一段距離，所述漏區(qū)和所述P型體區(qū)之間包括有一個淺溝槽隔離結構，所述多晶硅柵的第二側(cè)邊延伸到所述漏區(qū)和所述P型體區(qū)之間的淺溝槽隔離上。
[0018]進一步的改進是，所述跑道型圈的弧形曲線為圓弧形，所述第一體區(qū)子塊的版圖為以矩形，所述第一體區(qū)子塊的版圖的矩形的兩條側(cè)邊和所述跑道型圈的直線段平行并位于和對應的直線段的外部且間距大于等于0.2微