[發明專利]LDMOS晶體管結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201310460481.X
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN104517848A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 魏琰;宋化龍
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/762;H01L21/28;H01L21/8234;H01L29/40;H01L29/06;H01L29/78;H01L27/088
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別涉及一種LDMOS晶體管結構及其形成方法。

背景技術

與常見的場效應晶體管相比，LDMOS（lateral?double-diffused?MOSFET）晶體管諸如增益、線性度、開關性能、散熱性能以及減少級數等器件特性方面具有明顯的優勢，因此得到了廣泛應用。

參考圖1，示出了現有技術中一種常見的LDMOS（橫向雙擴散金屬氧化物半導體）晶體管結構。此處以兩個相鄰的N型晶體管且兩個N型晶體管共用一個共漏極的情況進行說明。LDMOS晶體管結構包括：

P型的襯底01；

設置于所述P型的襯底01中的第一阱區02；

設置于所述P型的襯底01中的第二阱區03；

設置于第一阱區02與第二阱區03之間的N型漂移區04。

其中，第一阱區02內設有第一源區07，第二阱區03中設有第二源區08，所述N型漂移區04內設有兩個晶體管的共漏極09。所述N型漂移區04內靠近第一源區07的一側設有第一STI（Shallow?Trench?Isolation,淺溝槽隔離）結構05，靠近第二源區08的一側設有一個第二STI（Shallow?Trench?Isolation,淺溝槽隔離）結構06；

設置于所述P型的襯底01上的第一柵極10、第二柵極11，第一柵極位于晶體管的第一源區07、共漏極09之間，且第一柵極10沿P型的襯底01表面的方向上延伸至淺溝槽隔離結構05的上方，第二柵極11位于晶體管的第二源區08、共漏極09之間，且第二柵極11在沿P型的襯底01表面的方向上延伸至淺溝槽隔離結構06上方。

在兩個N型晶體管構成的上述LDMOS晶體管結構中，第一晶體管的主要功能部件包括：第一源區07、第一阱區02、第一柵極10、共漏極09、N型漂移區04、第一淺溝槽隔離結構05。第二晶體管的主要功能部件包括：第二源區08、第二阱區03、第二柵極11、共漏極09、N型漂移區04、第二淺溝槽隔離結構06，這樣兩個晶體管共用一個共漏極的設計有效減少了器件所占的面積。

擊穿電壓是LDMOS晶體管的一個重要的考量參數。為了增加上述LDMOS晶體管結構的擊穿電壓，本領域技術人員能想到的做法之一是增加STI結構在沿P型的襯底01表面的方向上的寬度尺寸，以使該結構能分擔高壓電路中更多的電壓，從而增加LDMOS晶體管的擊穿電壓。

但是，在增加淺溝槽隔離結構沿P型的襯底01表面的方向上尺寸的同時，晶體管所占的面積也增大了。

如何能在保證晶體管所占的面積不增大的同時提高LDMOS晶體管的擊穿電壓，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

發明內容

本發明解決的問題是，提供一種LDMOS晶體管結構及其形成方法，用于在保證晶體管所占的面積不增大的同時，提高LDMOS晶體管的擊穿電壓。

為解決上述問題，本發明提供一種LDMOS晶體管結構的形成方法，包括以下步驟：

提供襯底；

在所述襯底中形成深溝槽；

在所述深溝槽的側壁上形成內襯層；

在深溝槽中填充半導體層；

對所述襯底進行摻雜形成漂移區，使所述漂移區的深度大于所述深溝槽的深度，以使所述內襯層和半導體層均位于所述漂移區的內部；

在所述漂移區兩側的襯底中分別形成第一阱區、第二阱區，所述第一阱區、第二阱區與所述漂移區相接；

在所述漂移區和所述第一阱區上形成第一柵極結構；在所述漂移區和所述第二阱區上形成第二柵極結構；所述第一柵極結構和第二柵極結構能露出所述半導體層；

在第一柵極結構和第二柵極結構露出的半導體層中形成共漏極；

在第一柵極結構露出的第一阱區中形成第一源極，在第二柵極結構露出的第二阱區中形成第二源極。

可選的，形成所述深溝槽的過程包括:

在所述襯底上形成硬掩模層；

在所述硬掩模層上形成圖形化的第一光刻膠層，以所述圖形化的第一光刻膠層為掩模，對所述硬掩模層進行刻蝕，形成圖形化的硬掩模層；

再以所述圖形化的硬掩模層為掩模，對所述襯底進行刻蝕，形成所述深溝槽。

可選的，形成所述深溝槽側壁的內襯層的過程包括：

用熱氧化法在所述深溝槽的底部、側壁及襯底表面形成一層內襯層；

去除所述襯底表面以及所述深溝槽底部的內襯層，使深溝槽底部暴露出所述襯底。