[發明專利]橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201110436204.6
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103178091A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 鄧永平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/08
• 分類號: H01L29/08;H01L29/78;H01L21/266;H01L21/336
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，尤其涉及一種橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管及其制造方法。

背景技術

橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管(Laterally?Diffused?Metal?Oxide?semiconductor，LDMOS)在集成電路設計與制造中有著重要地位。例如高壓橫向擴散N型金屬氧化物半導體晶體管(HV?LDNMOS)便被廣泛使用在薄膜晶體管液晶顯示屏的驅動芯片中。

現有的LDMOS結構，以LDNMOS為例，如圖1所示，LDNMOS包括P型單晶Si襯底1以及在襯底1上形成的柵氧化層2和多晶硅柵極3。在P型單晶Si襯底中具有包括形成了源區5的P阱4，P阱4可通過諸如硼的任何P型元素的離子注入或擴散來形成，源區5通過諸如砷的任何N型元素的離子注入或擴散來形成。在P型單晶Si襯底1中還具有包括形成了漏區7的N-漂移區6，N-漂移區6是通過類似砷元素輕度摻雜擴散形成的，漏區7是通過類似的砷注入形成的，多晶硅柵極3對應的設置在N-漂移區6和P阱4上方。

當預制的柵極電壓施加在多晶硅柵極3上時，P阱4中存在的少數載流子(電子)被吸引向柵極3，因而形成溝道區，溝道區將源區5連接到N-漂移區6。當源漏電壓施加與LDNMOS時，源區5中存在的電子通過溝道區和N-漂移區到達漏區7，使得LDNMOS導通。

因此，為了使LDNMOS可以在高壓下進行工作而不被擊穿，LDNMOS的基本結構構成即是在普通MOS結構基礎上拉開漏極區到溝道區的距離，使得電壓在漂移區逐漸壓降，以增大漏極區到溝道區以及漏極到源極的擊穿電壓，以實現能夠承載高壓的目的。

隨著集成電路及半導體器件的小型化，尤其是當晶體管制造進入65nm節點以后，LDMOS的擊穿電壓一般都在12V以下，如何在小尺寸下提高擊穿(berakdown)是亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管及其制造方法，在實現了橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管小型化的同時，提高了橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管的擊穿電壓。

本發明采用的技術手段如下：一種橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管，包括第一導電類型襯底以及在第一導電類型襯底上依次形成的柵氧化層及多晶硅柵極；所述第一導電類型襯底包括第一導電類型的深阱區和第二導電類型的漂移區，所述第一導電類型的深阱區中設置有源極，所述第二導電類型的漂移區中設置有漏極區域；其特征在于，所述漏極區域包括不連續的第一漏極區域及第二漏極區域，且在所述遠離柵極結構的第二漏極區域上形成有漏極。

進一步，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型；或者所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

本發明還提供了一種橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管的制造方法，包括：

提供第一導電類型襯底；

在所述第一導電類型襯底中形成第二導電類型的漂移區和第一導電類型的深阱區；

在所述襯底上依次沉積柵氧化層和多晶硅層；

在所述多晶硅層上形成圖案化光刻膠，以圖案化光刻膠作為掩膜刻蝕多晶硅層及柵氧化層形成柵極結構及阻擋結構，所述阻擋結構位于所述漂移區對應漏極位置的襯底上，并在所述柵極結構和阻擋結構外側形成側壁，以暴露位于所述深阱區對應源極位置的襯底，和部分對應漏極位置的襯底；

以所述柵極結構、阻擋結構及側壁作為阻擋對襯底進行第二導電類型離子注入，形成源極區域，以及由所述阻擋結構及其側壁分隔而形成的不連續的第一漏極區域及第二漏極區域，并在所述源極區域上形成源極，在所述遠離柵極結構的第二漏極區域上形成漏極。

進一步，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型；或者所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。

進一步，所述阻擋結構的寬度為0.13μm；所述阻擋結構距柵極結構的距離為0.14μm。

采用本發明的方法制作的LDMOS，在刻蝕形成柵極時，在原有漏極區域襯底上保留部分多晶硅作為阻擋結構，因此在離子注入形成源漏極時，由于阻擋結構的存在，會在襯底形成兩個不連續的漏極區域，以遠離柵極的漏極區域作為漏極端，且由于阻擋結構使得進入襯底形成漏極區域的離子注入劑量、深度以及濃度會相應減小，因而，使得LDMOS漏到源的擊穿電壓增大，達到縮小LDMOS尺寸的同時，提高擊穿電壓的目的。

附圖說明

圖1為現有技術LDNMOS結構示意圖；

圖2為為本發明橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管制造方法流程圖；