[發(fā)明專利]LDMOS器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810323121.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN108666363B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許昭昭;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): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;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LDMOS器件，包括：形成于第一硅外延層選定區(qū)域中的漂移區(qū)和體區(qū)；在漂移區(qū)的選定區(qū)域中形成有漂移區(qū)場氧。在體區(qū)表面形成有鍺硅外延層，鍺硅外延層還延伸到漂移區(qū)場氧外的漂移區(qū)表面，利用鍺硅外延層提高載流子的遷移率從而降低溝道電阻和漂移區(qū)電阻，漂移區(qū)場氧的底部穿過鍺硅外延層從而消除鍺硅外延層對(duì)器件的擊穿電壓的影響。本發(fā)明還公開了一種LDMOS器件的制造方法。本發(fā)明能降低器件的導(dǎo)通電阻并同時(shí)使器件的擊穿電壓得到保持。

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LDMOS器件；本發(fā)明還涉及一種LDMOS器件的制造方法。

背景技術(shù)

雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Double-diffused MOS)由于具有耐壓稿，大電流驅(qū)動(dòng)能力和極低功耗等特點(diǎn)，目前在電源管理電路中被廣泛采用。DMOS包括垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(VDMOS)和LDMOS(LDMOS)，在LDMOS器件中，導(dǎo)通電阻是一個(gè)重要的指標(biāo)。BCD工藝中，LDMOS雖然與CMOS集成在同一塊芯片中，但由于高耐壓和低特征電阻和導(dǎo)通電阻的要求，LDMOS在本底器區(qū)和漂移區(qū)的條件與 CMOS現(xiàn)有的工藝條件共享的前提下，其導(dǎo)通電阻與擊穿電壓(BV)存在矛盾和折中，往往無法滿足開關(guān)管應(yīng)用的要求，導(dǎo)通電阻通常采用特征電阻(Rsp)表示。因此在獲得相同的關(guān)態(tài)擊穿電壓(offBV)，應(yīng)盡量降低Rsp以提高產(chǎn)品的競爭力。

如圖1所示，是現(xiàn)有LDMOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；以N型器件為例，現(xiàn)有LDMOS器件包括：

N型的第一硅外延層2，在所述第一硅外延層2的選定區(qū)域中形成有P型的漂移區(qū)4和N型的體區(qū)5；所述漂移區(qū)4和所述體區(qū)5橫向隔離有距離。

在所述第一硅外延層2的底部形成有P型重?fù)诫s的第一埋層1；所述第一埋層1 形成于硅襯底表面。通常，所述硅襯底為硅襯底，所述第一硅外延層2為硅外延層。

在所述漂移區(qū)4的選定區(qū)域中形成有漂移區(qū)場氧3。

在所述體區(qū)5的表面形成有由柵介質(zhì)層如柵氧化層6和多晶硅柵7疊加而成的柵極結(jié)構(gòu)，被所述多晶硅柵7覆蓋的所述體區(qū)5表面用于形成溝道。

所述柵介質(zhì)層6的第二側(cè)和所述漂移區(qū)場氧3的第一側(cè)相接觸，所述多晶硅柵7 的第二側(cè)延伸到所述漂移區(qū)場氧3的表面上。

源區(qū)8a形成于所述體區(qū)5表面且所述源區(qū)8a的第二側(cè)和所述多晶硅柵7的第一側(cè)自對(duì)準(zhǔn)。

漏區(qū)8b形成于所述漂移區(qū)4中且所述漏區(qū)8b的第一側(cè)和所述漂移區(qū)場氧3的第二側(cè)自對(duì)準(zhǔn)。

在所述體區(qū)5的表面還形成有N型重?fù)诫s的體引出區(qū)9，所述體引出區(qū)9和所述源區(qū)8a的第一側(cè)的側(cè)面相接觸。所述體引出區(qū)9和所述源區(qū)8a會(huì)通過相同的接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極。

漏區(qū)8b則會(huì)通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的漏極，多晶硅柵7則會(huì)通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的柵極。

圖1中，所述漂移區(qū)場氧3為凹陷到第一硅外延層2的一定深度的結(jié)構(gòu)，通常，所述漂移區(qū)場氧3采用淺溝槽隔離工藝(STI)或采用局部氧化工藝(LOCOS)形成。其中，采用STI工藝形成所述漂移區(qū)場氧3的步驟包括：a)對(duì)硅進(jìn)行刻蝕形成淺溝槽， b)進(jìn)行熱氧化在淺溝槽表面形成氧化層，c)對(duì)溝槽進(jìn)行氧化層填充，d)經(jīng)化學(xué)機(jī)械研磨形成所述漂移區(qū)場氧3。而LOCOS工藝是通過對(duì)局部的硅進(jìn)行氧化形成所述漂移區(qū)場氧3。在STI和LOCOS工藝中，所述漂移區(qū)場氧3越厚，越有利于提高器件的OffBV 和降低關(guān)態(tài)漏電流(Ioff)，但是越不利于器件的Rsp的降低。相反，所述漂移區(qū)場氧3越薄，越有利于降低Rsp，但是會(huì)導(dǎo)致OffBV減小且漏電Ioff增大。

圖1所示的現(xiàn)有器件中，為了減小器件的Rsp，漂移區(qū)4的摻雜濃度往往已經(jīng)被最優(yōu)化去降低漂移區(qū)的電阻。在低壓段的LDMOS器件，器件的溝道電阻在Rsp中的占比很大，為了進(jìn)一步降低器件的Rsp，器件的溝道電阻還需要進(jìn)一步優(yōu)化。