功率mos管的結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及功率MOS管的結(jié)構(gòu)及其制造工藝方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在功率MOS (金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）器件中，有兩種較為常用的結(jié) 構(gòu)：有場(chǎng)氧隔離的功率MOS (見圖1)和沒(méi)有場(chǎng)氧的功率MOS (見圖2)。在有場(chǎng)氧隔離的功率 MOS結(jié)構(gòu)中，由于在源和漏之間采用場(chǎng)氧隔離，所以器件的擊穿電壓比較高，且源、漏之間的 漏電由于場(chǎng)氧的隔離而較低。但它的缺點(diǎn)是由于場(chǎng)氧的存在，電流路徑即溝道和漂移區(qū)不 在同一平面內(nèi)，彎曲且較長(zhǎng)，故而導(dǎo)通電阻比較大，如圖3所示。
[0003] 而對(duì)于沒(méi)有場(chǎng)氧的功率MOS器件結(jié)構(gòu)(見圖2)，由于源漏之間沒(méi)有場(chǎng)氧作為隔離， 所以溝道和漂移區(qū)都在同一平面上，電流路徑也在平面內(nèi)，故導(dǎo)通電阻較低。但它的缺點(diǎn)是 由于沒(méi)有場(chǎng)氧的隔離，所以源漏之間的擊穿電壓較低，漏電較大，參見圖4所示。
[0004] 所以綜合起來(lái)看，場(chǎng)氧對(duì)源漏的隔離可以提高擊穿電壓，降低源漏間的漏電，但其 負(fù)作用是使電流路徑受到阻擋而變長(zhǎng)，導(dǎo)致導(dǎo)通電阻較高。如不用場(chǎng)氧隔離，雖然導(dǎo)通電阻 較低，但有擊穿電壓較低，漏電大的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種功率MOS管的結(jié)構(gòu)，它可以降低功率 MOS器件的導(dǎo)通電阻和源、漏間的漏電，提高器件的擊穿電壓。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的功率MOS管的結(jié)構(gòu)，采用平面的漂移區(qū)隔離源、 漏，漏或漏和源相對(duì)于溝道和漂移區(qū)被抬高。
[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供上述結(jié)構(gòu)的功率MOS管的制造方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的功率MOS管的制造方法，步驟包括：
[0009] 1)硅襯底上生長(zhǎng)外延，外延上生長(zhǎng)場(chǎng)氧；
[0010] 2)用掩模板選擇性地將用作溝道和漂移區(qū)的那部分區(qū)域的場(chǎng)氧漂去；
[0011] 3)生長(zhǎng)犧牲氧化層；
[0012] 4)用掩模板定義出阱區(qū)，并進(jìn)行阱注入；
[0013] 5)淀積柵氧和多晶硅柵，刻蝕形成柵；
[0014] 6)在場(chǎng)氧區(qū)邊上的有源區(qū)上形成漏或同時(shí)形成源、漏，并進(jìn)行源、漏注入；
[0015] 7)經(jīng)金屬工藝形成源、漏和柵金屬連線，最終形成功率MOS管。
[0016] 本發(fā)明的功率MOS管，采用不帶場(chǎng)氧隔離的結(jié)構(gòu)，降低了功率MOS管的導(dǎo)通電阻； 同時(shí)，通過(guò)形成溝道及漂移區(qū)和漏或漏和源的高度差，使漏或漏和源抬高，提高了功率MOS 管的擊穿電壓，降低了功率MOS管源、漏間的漏電。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有的有場(chǎng)氧隔離結(jié)構(gòu)的LDMOS結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是現(xiàn)有的沒(méi)有場(chǎng)氧隔離結(jié)構(gòu)的LDMOS結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3是圖1的LDMOS的電流路徑示意圖。
[0020] 圖4是圖2的LDMOS的電流路徑及等勢(shì)線示意圖。
[0021] 圖5~12是本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS的制作工藝流程示意圖。
[0022] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS的電流路徑及等勢(shì)線示意圖。圖中柵氧未畫出。
[0023] 圖14是原LDMOS結(jié)構(gòu)和本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果對(duì)比圖。其中，A 圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)（圖12)的電勢(shì)分布圖；B圖為原結(jié)構(gòu)（圖2)的電勢(shì)分布圖；C圖為兩種結(jié) 構(gòu)的BV曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明詳述 如下：
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例的LDMOS (側(cè)向擴(kuò)散功率MOS管)，其結(jié)構(gòu)如圖13所示，不采用場(chǎng)氧 或STI隔離源漏，而是采用平面的漂移區(qū)，但漏相對(duì)于溝道被抬高。該種結(jié)構(gòu)的LDMOS的具 體制作工藝流程如下：
[0026] 步驟1，在硅襯底上生長(zhǎng)N型外延，再用爐管在N型外延上生長(zhǎng)一層厚度為 3000~6000A的場(chǎng)氧，如圖5所示。
[0027] 步驟2,以氮化硅為掩模板，選擇性地將用作溝道和漂移區(qū)的部分的場(chǎng)氧漂去，如 圖6、7所示，然后生長(zhǎng)一層犧牲氧化層，圖7中未示出。
[0028] 步驟3,以光刻膠為掩模板，定義出P阱區(qū)，并進(jìn)行P阱注入，如圖8所示。
[0029] 注入的為硼離子，注入能量1200KeV，注入劑量lel2~2el2個(gè)/cm2。
[0030] 步驟4,清洗后進(jìn)行柵氧和多晶硅柵淀積，然后用掩模板定義出柵區(qū)，進(jìn)行柵刻蝕。 如圖9、10所示。
[0031] 步驟5,用掩模板定義出源、漏區(qū)，漏做在場(chǎng)氧區(qū)邊上的有源區(qū)上，這樣使漏相對(duì)于 溝道和漂移區(qū)抬高，然后進(jìn)行源、漏注入（注入As離子，注入能量120KeV，注入劑量2el5~ 5el5個(gè)/cm 2)，如圖11所示。
[0032] 步驟6,最后經(jīng)半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)工藝，通過(guò)金屬工藝形成源、漏和柵金屬連線而形成功 率MOS管，其結(jié)構(gòu)如圖12所示。
[0033] 在此結(jié)構(gòu)中，采用平面的漂移區(qū)，但漏相對(duì)于溝道被抬高，使漏的深度大為減小， 從而改善了漂移區(qū)的電勢(shì)分布，降低了電場(chǎng)強(qiáng)度，減少了 DIBL效應(yīng)(漏引起的勢(shì)壘降低效 應(yīng))，從而達(dá)到了降低漏端高壓下的漏電、提高器件耐壓的目的，如圖13、14所示。相對(duì)于目 前的有場(chǎng)氧的LDMOS (圖1)和沒(méi)有場(chǎng)氧的LDMOS (圖2)，本發(fā)明的新結(jié)構(gòu)既避免了帶場(chǎng)氧 的LDMOS導(dǎo)通電阻低的缺陷，又避免了沒(méi)有場(chǎng)氧的LDMOS軟擊穿電壓低、漏電大的缺點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種功率MOS管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用平面的漂移區(qū)隔離源、漏，漏或漏和源相 對(duì)于溝道和漂移區(qū)被抬高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率M0S管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，溝道和漂移區(qū)在淺溝槽的底 部，漏或漏和源在有源區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率M0S管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，溝道和漂移區(qū)在正常的娃平 面上，漏或漏和源為娃外延層或多晶或無(wú)定型娃抬起的結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率M0S管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，用氣相沉積的方法生長(zhǎng)多晶 或無(wú)定型娃抬起的漏或漏和源結(jié)構(gòu)。
5. 權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的功率M0S管的制作方法，其特征在于，步驟包括： 1) 娃襯底上生長(zhǎng)外延，外延上生長(zhǎng)場(chǎng)氧； 2) 用掩模板選擇性地將用作溝道和漂移區(qū)的那部分區(qū)域的場(chǎng)氧漂去； 3) 生長(zhǎng)犧牲氧化層； 4) 用掩模板定義出阱區(qū)，并進(jìn)行阱注入； 5) 淀積柵氧和多晶娃柵，刻蝕形成柵； 6) 在場(chǎng)氧區(qū)邊上的有源區(qū)上形成漏或同時(shí)形成源、漏，并進(jìn)行源、漏注入； 7) 經(jīng)金屬工藝形成源、漏和柵金屬連線，最終形成功率M0S管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種功率MOS管的結(jié)構(gòu)，其采用平面的漂移區(qū)隔離源、漏，漏或漏和源相對(duì)于溝道和漂移區(qū)被抬高。本發(fā)明還公開了上述結(jié)構(gòu)的功率MOS管的制造方法。本發(fā)明的功率MOS管，采用不帶場(chǎng)氧隔離的結(jié)構(gòu)，降低了功率MOS管的導(dǎo)通電阻；同時(shí)，通過(guò)形成溝道及漂移區(qū)和漏或漏和源的高度差，使漏或漏和源抬高，提高了功率MOS管的擊穿電壓，降低了功率MOS管源、漏間的漏電。
【IPC分類】H01L21-336, H01L29-78
【公開號(hào)】CN104681605
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310613289
【發(fā)明人】楊文清, 趙施華, 邢軍軍
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月27日