[發(fā)明專(zhuān)利]功率晶體管及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410657681.9
• 申請(qǐng)日: 2014-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104409502A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/78
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝制造領(lǐng)域，特別是涉及一種功率晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)

由于LDMOS(Lateral?Diffused?MOS，橫向擴(kuò)散MOS)晶體管具有能夠提供寬頻率范圍、高效性、良好的耐用性以及高擊穿電壓等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛使用于高壓晶體管、切換調(diào)節(jié)器等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的LDMOS晶體管如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的LDMOS晶體管的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知，所述LDMOS晶體管至少包括：位于一半導(dǎo)體襯底(未示出)上的第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層10；位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層10內(nèi)的LOCOS(Local?Oxidation?of?Silicon，局部硅氧化隔離區(qū)域)14；位于所述LOCOS14和所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層10上的柵極15；位于所述LOCOS14之間的漏區(qū)11；位于所述LOCOS14遠(yuǎn)離所述漏區(qū)11一側(cè)的所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層10內(nèi)的第二導(dǎo)電類(lèi)型的體區(qū)12；位于所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的體區(qū)12內(nèi)的體區(qū)引出區(qū)13和源區(qū)19，所述體區(qū)引出區(qū)13與所述源區(qū)19短接；覆蓋于所述體區(qū)引出區(qū)13、源區(qū)19、柵極15、LOCOS14和漏區(qū)11上的介質(zhì)層16；貫穿所述介質(zhì)層16中且連接所述體區(qū)引出區(qū)13的金屬連線(xiàn)17，位于所述介質(zhì)層16上且與所述金屬連線(xiàn)17相連接的源極電極18。所述LDMOS晶體管為平面結(jié)構(gòu)，所述源區(qū)19和漏區(qū)11位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的外延層10的同一表面附近，所述LDMOS晶體管中的電流幾乎均沿著橫向維度導(dǎo)通。所述第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，而所述第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型；所述第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，而所述第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型。

在現(xiàn)有技術(shù)中的LDMOS晶體管中，為了提高源極-漏極擊穿電壓BVdss(漏極所能承受的最高電壓)，所述LDMOS晶體管中設(shè)有所述LOCOS14，源極-漏極擊穿電壓BVdss越高，所述LDMOS的最大額定工作電壓也就越大。然而，在引入所述LOCOS14以后，在增大源極-漏極擊穿電壓BVdss的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致源極-漏極之間的導(dǎo)通阻抗(Ron)增大。導(dǎo)通阻抗是表示每單位面積驅(qū)動(dòng)電流能力的參數(shù)，對(duì)于LDMOS晶體管而言，其值應(yīng)盡可能的小。

在一種替代設(shè)計(jì)中，LDMOS晶體管具有沿著半導(dǎo)體襯底背面的漏極接觸點(diǎn)。所述半導(dǎo)體襯底背面具有漏極接觸點(diǎn)的LDMOS晶體管具有水平設(shè)置的源極、多晶硅柵極、輕摻雜漏極(LDD)和下沉區(qū)(sinker?region)的序列的結(jié)構(gòu)。在所述晶體管的漏極側(cè)，LDD區(qū)一般橫向延伸以獲得高電壓，這將導(dǎo)致這個(gè)器件的整體尺寸較大。另外，下沉區(qū)需要充分?jǐn)U散以達(dá)到背面漏極，由于側(cè)擴(kuò)散和未對(duì)準(zhǔn)，這種深度擴(kuò)散容易占據(jù)額外的半導(dǎo)體晶片的寶貴空間。

因此，提供一種改進(jìn)型的LDMOS晶體管非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種功率晶體管及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中平面LDMOS晶體管在引入LOCOS導(dǎo)致的晶體管的導(dǎo)通阻抗變大的問(wèn)題和現(xiàn)有垂直功率晶體管的漏極側(cè)，LDD區(qū)橫向延伸以獲得高電壓，而導(dǎo)致的器件的整體尺寸較大；下沉區(qū)需要充分?jǐn)U散以達(dá)到背面漏極，由于側(cè)擴(kuò)散和未對(duì)準(zhǔn)，而導(dǎo)致的容易耗費(fèi)額外的半導(dǎo)體區(qū)域的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種功率晶體管，所述功率晶體管至少包括：第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一外延層，作為所述功率晶體管的漏區(qū)；第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層，位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一外延層上；第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層內(nèi)；深槽結(jié)構(gòu)，與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)橫向鄰接，所述深槽結(jié)構(gòu)貫穿整個(gè)所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層且延伸至所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一外延層的內(nèi)部；所述深槽結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有多晶硅層；源區(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層內(nèi)，且與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)和所述深槽結(jié)構(gòu)隔開(kāi)。

優(yōu)選地，所述深槽結(jié)構(gòu)縱截面的形狀為直角U型或具有倒角的U型。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一外延層為重?fù)诫s外延層；所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層為輕摻雜外延層；所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)為輕摻雜漂移區(qū)；所述多晶硅層為重?fù)诫s多晶硅層。

優(yōu)選地，所述功率晶體管還包括第二導(dǎo)電類(lèi)型的輕摻雜體區(qū)，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的輕摻雜體區(qū)位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二外延層內(nèi)，且與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的漂移區(qū)和所述深槽結(jié)構(gòu)隔開(kāi)；所述源區(qū)位于所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的輕摻雜體區(qū)內(nèi)。