[發明專利]具有平行層狀漏極結構的MOSFET及其漏極制造方法

無效

• 申請號: 200710172271.5
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101179094A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 戴明志;葉景良;廖寬仰
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L21/28
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅

技術領域

本發明涉及一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET及其漏極制造方法。

背景技術

高壓MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)器件(工作電壓高于10V)作為LCD等小型功率產品中的驅動，有著廣泛應用。高壓器件中，溝道內的縱向、橫向電場急劇增加，從而存在較為嚴重的熱載流子效應(HCI)可靠性問題，限制了晶體管的使用壽命。襯底電流(I_SUB)是一種常用且方便的表征HCI的方法。在常見的晶體管中，I_SUB曲線只有一個I_SUB峰，是由柵極邊緣的碰撞電離區域引起的。如圖1所示，高壓器件的襯底電流具有兩個峰，第一個峰(V_GS＝4V，V_DS＝18V)，第二個峰(V_GS＝18V，V_DS＝18V)，高壓I_SUB第一個峰是由溝道內的強電場引起碰撞電離，產生新的載流子導致的。減小襯底電流的峰值，從而減少熱載流子效應是急需要解決的問題。

發明內容

本發明提供的一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET及其漏極制造方法，采用平行于溝道表面方向的層狀漏極結構，以減少溝道內橫向電場的增大引起的熱載流子效應，從而提高器件的可靠性。

為了達到上述目的，本發明提供一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET，包含一個具有P阱的半導體基片，一個形成在所述P阱表面上的絕緣膜上的柵極，一個形成在P阱表面中的源極結構，一個形成在P阱表面中的漏極結構，一個形成在P阱表面中的襯底結構；

所述的源極結構為高摻雜的N型擴散區n+；

所述的襯底結構為高摻雜的P型擴散區p+；

所述的漏極結構為平行于溝道的層狀三明治結構，包含依次排列的緩變摻雜的N型緩變漏極NGRD(N-type?graded?drain)，P阱，高摻雜的N型擴散區n+；

所述的漏極結構中的P阱的長度是緩變摻雜的N型緩變漏極長度的16％～50％；

所述平行層狀漏極結構的制造方法包含以下步驟：

步驟1、注入緩變摻雜的N型緩變漏極；

步驟2、確定預留P阱的長度，與N型緩變漏極間隔該長度的距離，注入高摻雜的N型擴散n+；

所述的N型緩變漏極的摻雜濃度數量級為10¹²cm^-2；

所述的高摻雜的N型擴散區n+的摻雜濃度數量級為10¹⁵cm^-2；

本發明提供的一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET及其漏極制造方法，有效降低柵極邊緣導致熱載流子注入效應的高橫向電場，提高了器件的可靠性，而且由于源極結構中省略了N型緩變漏極，從而減小了晶體管的尺寸，集成度更高。

附圖說明

圖1是背景技術中襯底電流的峰值圖；

圖2是本發明提供的一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET的結構示意圖；

圖3是沒有使用本發明的漏極結構的高壓器件在測試條件下襯底電流I_SUB第一個峰的電場分布；

圖4是具有本發明漏極結構的高壓器件在測試條件下襯底電流I_SUB第一個峰的電場分布。

具體實施方式

以下根據圖3～圖5具體說明本發明的較佳實施方式：

如圖3所示，本發明提供一種具有平行層狀漏極結構的MOSFET，包含一個具有P阱的半導體基片，一個形成在所述P阱表面上的絕緣膜上的柵極，一個形成在P阱表面中的源極結構，一個形成在P阱表面中的漏極結構，一個形成在P阱表面中的襯底結構；

所述的源極結構為高摻雜的N型擴散區n+；

所述的襯底結構為高摻雜的P型擴散區p+；

所述的漏極結構為平行于溝道的層狀三明治結構，包含依次排列的緩變摻雜的N型緩變漏極NGRD(N-type?graded?drain)，P阱，高摻雜的N型擴散區N⁺；

所述的P阱的長度是緩變摻雜的N型緩變漏極長度的16％～50％；

所述的絕緣膜為氧化物；

所述平行層狀漏極結構的制造方法包含以下步驟：

步驟1、注入緩變摻雜的磷摻雜N型緩變漏極；

步驟2、確定預留P阱的長度，與N型緩變漏極間隔該長度的距離，注入高摻雜的砷摻雜N型擴散n+；