[發(fā)明專利]電平位移結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810178441.9
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108493248B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗彬彬
• 申請（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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發(fā)明公開了一種電平位移結(jié)構(gòu)，包括：LDMOS、對通隔離區(qū)和高邊區(qū)域；對通隔離區(qū)包括具有第二導(dǎo)電類型的第一埋層和具有第二導(dǎo)電類型的第二阱區(qū)，第二阱區(qū)和底部的第一埋層連接；LDMOS的漂移區(qū)由第一外延層組成，在漂移區(qū)的表面上形成有漂移區(qū)場氧；在漂移區(qū)場氧底部漂移區(qū)中形成有降低表面電場結(jié)構(gòu)，降低表面電場結(jié)構(gòu)包括兩層以上的第二導(dǎo)電類型注入層；最底層第二導(dǎo)電類型注入層的注入深度等于第二阱區(qū)和第一埋層的連接位置且在連接位置出疊加有和最底層第二導(dǎo)電類型注入層同時形成的第三注入?yún)^(qū)。本發(fā)明公開了一種電平位移結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明能減少對通隔離區(qū)的漏電同時加強降低表面電場的效果以及降低導(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，特別是涉及一種電平位移結(jié)構(gòu)；本發(fā)明還涉及一種NLDMOS器件的制造方法。

背景技術(shù)

目前高壓集成電路(HVIC)的工藝中，為了實現(xiàn)高邊、低邊驅(qū)動，需要一個高壓隔離環(huán)，讓高邊能直接接市電，這個區(qū)域需要能承受600V以上高壓，同時需要一個電平位移結(jié)構(gòu)把市電高壓轉(zhuǎn)成低電壓傳到低邊，給低邊電路供電。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用LDMOS來實現(xiàn)電平位移結(jié)構(gòu)，如圖1所示，是現(xiàn)有電平位移結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中以N型LDMOS即NLDMOS為例進行說明，現(xiàn)有電平位移結(jié)構(gòu)包括：LDMOS201、對通隔離區(qū)202和高邊區(qū)域203。

在P型半導(dǎo)體襯底如硅襯底101的表面形成由N型外延層102，N型埋層103和P 型埋層104形成在二者的界面。

LDMOS201的體區(qū)106由P阱組成，在P型埋層104的頂部形成有P阱105，P型埋層104和P阱105上下連接形成對通隔離區(qū)202。

在N型外延層102的表面形成由多個場氧107，其中位于LDMOS的漂移區(qū)的表面的場氧107單獨用標記107a標出，本申請文件中將漂移區(qū)表面的場氧107稱為漂移區(qū)場氧107a。其中漂移區(qū)由位于體區(qū)106和漏區(qū)112之間的N型外延層102組成。

在漂移區(qū)場氧107a底部的漂移區(qū)中形成有P型頂層(Ptop)108，P型頂層108 在圖1中也用Ptop表示，Ptop表示位于N型外延層頂部的埋層，這里本申請文件中將Ptop稱為P型頂層。Ptop108是通過離子注入形成，主要作用是形成降低表面電場 (RESURF)效果；Ptop108和漂移區(qū)頂部的漂移區(qū)場氧107a和多晶硅場板110a一起形成雙重降低表面電場(double RESURF)效果。

柵極結(jié)構(gòu)由柵介質(zhì)層如柵氧化層109和多晶硅柵110疊加而成，多晶硅柵110會覆蓋在體區(qū)106的頂部且被多晶硅柵110覆蓋的體區(qū)106用于形成溝道；多晶硅柵110 的第二側(cè)還延伸到漂移區(qū)場氧107a的頂部。N+摻雜的源區(qū)111形成于體區(qū)106的表面且和多晶硅柵110的第一側(cè)自對準；N+摻雜的漏區(qū)112形成于漂移區(qū)的表面且和漂移區(qū)場氧107a的第二側(cè)自對準。在體區(qū)106的表面還形成有P+摻雜的體引出區(qū)113。在高邊區(qū)域203的N型外延層102的表面也形成有N+摻雜的引出區(qū)114。

源區(qū)111和體引出區(qū)113的頂部通過穿過層間膜115的接觸孔116連接到由正面金屬層117圖形化后形成的源極。

多晶硅柵110的頂部通過接觸孔116連接到由正面金屬層117組成的柵極。

漏區(qū)112、引出區(qū)114和多晶硅場板110a的頂部分別通過接觸孔連接到由正面金屬層117組成的漏極。

其中，源極和柵極和低邊電路連接，漏極會和高邊電路連接，高邊電路也即會連接高電壓如600V以上的高壓的電路。高壓存在于高邊區(qū)域203中，且會通過高壓線和電平位移結(jié)構(gòu)的LDMOS201的漏極連接。主要是通過LDMOS201實現(xiàn)電平位移，對通隔離區(qū)202用于實現(xiàn)LDMOS201和高邊區(qū)域203之間的隔離，防止LDMOS201和高邊區(qū)域203之間產(chǎn)生漏電。