[發(fā)明專利]橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610148100.8
• 申請(qǐng)日: 2016-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN105679831B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢文生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發(fā)明公開了一種橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管，包括：在第一導(dǎo)電類型摻雜的漂移區(qū)中形成有具有一橫向間隔的第二導(dǎo)電類型摻雜的第一埋層，橫向間隔用于增加源漏電流的通路；在橫向間隔底部形成有第二導(dǎo)電類型摻雜的第二埋層，第二埋層用于增加對(duì)橫向間隔頂部的所述漂移區(qū)的耗盡，并使橫向間隔頂部的漂移區(qū)在漏端電壓的初始階段被充分耗盡、防止初始擊穿。本發(fā)明還公開了一種橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管的制造方法。本發(fā)明能防止初始擊穿且不顯著影響器件的擊穿電壓和導(dǎo)通電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管；本發(fā)明還涉及一種橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管的制造方法。

背景技術(shù)

超高壓橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管(LDMOS)通常在漂移區(qū)中插入與漂移區(qū)導(dǎo)電類型相反的埋層，埋層可以幫助漂移區(qū)耗盡，這樣可以適當(dāng)提高漂移區(qū)濃度，還可保證超高壓LDMOS的擊穿電壓。

如圖1所示，是現(xiàn)有橫向擴(kuò)散場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；以N型LDMOS為例，現(xiàn)有LDMOS包括：

漂移區(qū)102，由形成于P型半導(dǎo)體襯底如硅襯底101中的深N阱組成。

在深N阱102的表面形成有場氧103，場氧103能為淺溝槽場氧(STI)或者局部場氧(LOCOS)。

溝道區(qū)104，由形成于所述半導(dǎo)體襯底101的深N阱102中P阱組成。

形成于所述半導(dǎo)體襯底101上方的多晶硅柵106，所述多晶硅柵106和所述半導(dǎo)體襯底101表面隔離有柵介質(zhì)層，在橫向上所述多晶硅柵106從所述溝道區(qū)104上方延伸到所述漂移區(qū)102的場氧103上方，被所述多晶硅柵106覆蓋的所述溝道區(qū)104表面用于形成溝道；所述多晶硅柵106的第一側(cè)面位于所述溝道區(qū)104上方、第二側(cè)面位于所述漂移區(qū)102上方。

N+區(qū)組成的源區(qū)107和漏區(qū)108，所述源區(qū)108形成于所述溝道區(qū)104中并和所述多晶硅柵106的第一側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)，所述漏區(qū)108形成于所述漂移區(qū)102中。

P+區(qū)組成的溝道引出區(qū)109，所述溝道引出區(qū)109形成于所述溝道區(qū)104中并用于將所述溝道區(qū)104引出，所述溝道引出區(qū)109和所述源區(qū)107橫向接觸。

在漏區(qū)108側(cè)的場氧103的表面形成有多晶硅場板106a。漏區(qū)108和多晶硅場板106a都通過接觸孔111連接到由正面金屬層112形成的漏極；正面金屬層112還形成有柵極、源極和襯底電極。柵極通過接觸孔111和多晶硅柵106接觸；源極通過接觸孔111和源區(qū)107和溝道引出區(qū)109連接；襯底引出電極通過接觸孔111和P+區(qū)110 連接，P+區(qū)110形成于深N阱102外的半導(dǎo)體襯底101的表面。

在漂移區(qū)102中形成有P型摻雜的埋層(PTOP)105，埋層105可以幫助漂移區(qū)102耗盡，這樣可以適當(dāng)提高漂移區(qū)105濃度，還可保證超高壓LDMOS的擊穿電壓。

現(xiàn)有漂移區(qū)102的埋層105通常采用單一的高能量離子注入完成制作，埋層105的橫向雜質(zhì)分布是均勻的。為了給器件的源漏電流留有較寬的通路，埋層105需要在器件溝道區(qū)104側(cè)面的漂移區(qū)102底部的留有5微米以上的橫向間隔，橫向間隔如虛線框113所示。當(dāng)器件在漏極加壓到50伏左右時(shí)，橫向間隔頂部的漂移區(qū)還沒有來得及全部耗盡時(shí)，窄耗盡區(qū)內(nèi)的電場峰值已經(jīng)到達(dá)硅的臨界電場，使得器件在溝道區(qū)104與漂移區(qū)104的橫向結(jié)處或者溝道區(qū)104側(cè)的埋層105與漂移區(qū)102的橫向結(jié)處發(fā)生雪崩擊穿，即在橫向間隔113頂部的漂移區(qū)和對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)104或埋層102之間的橫向結(jié)容易發(fā)生雪崩擊穿，雪崩擊穿如標(biāo)記113a所示，這就是超高壓器件的初始擊穿，該初始擊穿的電壓遠(yuǎn)低于器件正常的工作電壓，約為器件的工作電壓的十分之一左右，也即器件的漏極電壓還沒到正常工作電壓時(shí)就已經(jīng)被擊穿。