[發(fā)明專利]NLDMOS器件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510068403.4
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104659101A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊新杰;邢軍軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

技術領域

本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種NLDMOS器件；本發(fā)明還涉及一種NLDMOS器件的制造方法。

背景技術

在淺溝槽隔離(STI)工藝里，隨著MOSFET的有效溝道長度和寬度的尺寸不斷縮小，一種MOS器件的失效模式：雙峰效應(double?hump)就會變的不可忽略。關于double?hump目前已有一套成熟的模型，產(chǎn)生原因為：MOSFET可以做STI和有源區(qū)(Active?Area，AA)交接區(qū)MOSFET1和有源區(qū)的MOSFET2并聯(lián)形成的，MOSFET1比MOSFET2的閾值電壓即開啟電壓(Vth)小，會優(yōu)先開啟。MOSFET?1的Vth小的原因是STI的頂角圓滑輪廓(Corner?rounding?profile)不好，導致該處柵氧化層(Gate?oxide)偏薄，相應的Vth變小。上述問題的解決方法為：工藝優(yōu)化STI?Corner?rounding?profile,消除Gate?oxide厚度不一致的問題。

除了STI?Corner?rounding?profile不好產(chǎn)生的雙峰問題外，在BCD的開關型NLDMOS上發(fā)現(xiàn)了一種新機理的double?hump現(xiàn)象。在同一芯片上同時形成雙極型晶體管(bipolar?junction?transistor，BJT)，CMOS器件和DMOS器件的工藝為BCD工藝，如圖1所示，是現(xiàn)有BCD工藝中里的開關型NLDMOS即N型LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)的結構示意圖；NLDMOS器件的單元結構主要包括：在硅襯底101上形成N型埋層(NBL)102和P型埋層(PBL)103以及深N阱(DNW)104；P型埋層103頂部形成有高壓P阱(HVPW)105，高壓P阱105中形成有低壓P阱(LVPW)107，低壓P阱107頂部表面形成有P+區(qū)，P型埋層103、高壓P阱105，低壓P阱107頂部的P+區(qū)形成隔離環(huán)結構。

低壓N阱(LVNW)106和P型體區(qū)109形成于深N阱104中，在硅襯底101表面形成有淺溝槽隔離108。

柵氧化層110和多晶硅柵111覆蓋在P型體區(qū)109的表面并用于控制溝道形成，圖1中的Lch顯示了溝道長度；多晶硅柵111的側面形成有側墻111a。所述P型體區(qū)109一般采用帶傾角離子注入并進行退火推進形成，。

由N+區(qū)組成的源區(qū)112形成于P型體區(qū)109中且和多晶硅柵111自對準，由N+區(qū)組成的漏區(qū)113形成于低壓N阱106中，漏區(qū)113和多晶硅柵111之間隔離有一個淺溝槽隔離108，多晶硅柵111的一端還延伸到該淺溝槽隔離108的上方。

在P型體區(qū)109表面還形成有P+區(qū)114，用于引出P型體區(qū)109和源區(qū)112。

層間膜115覆蓋在器件表面。接觸孔116穿過層間膜115和底部漏區(qū)113、P+區(qū)114和多晶硅柵111接觸，頂部和正面金屬層117連接并分別引出漏極、源極和柵極。

如圖2所示，是現(xiàn)有NLDMOS器件的版圖結構；兩個相鄰單元結構的多晶硅柵111連接在一起，其中和源區(qū)112自對準的多晶硅柵111的第一側邊通過弧形曲線連接在一起并圍繞成一跑道型圈201，弧形曲線用201a標記，多晶硅柵111的第二側邊圍繞成一矩形202，跑道型圈201和矩形202之間的區(qū)域為多晶硅柵111，P型體區(qū)109的摻雜雜質(zhì)從跑道型圈201向外部擴散到跑道型圈203處，跑道型圈203到201之間的P型體區(qū)109用于形成溝道，源區(qū)112和跑道型圈201自對準，P+區(qū)114分成多個塊間隔分布在P型體區(qū)109中，圖1為沿圖2的AA軸的剖面圖。漏區(qū)113位于外側，在漏區(qū)和P型體區(qū)109之間還能設定漂移區(qū)的注入?yún)^(qū)以調(diào)整漏區(qū)和P型體區(qū)109之間的漂移區(qū)的N型摻雜條件。