[發(fā)明專利]橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制造方法

在審

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN112993034A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斯揚;盧麗;肖魁;林峰;葉然;孫偉鋒;時龍興
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 虞凌霄

本發(fā)明涉及一種橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，包括：襯底；漂移區(qū)，設(shè)于所述襯底上；漏極區(qū)，設(shè)于所述漂移區(qū)中；體區(qū)，設(shè)于所述襯底上；源極區(qū)，設(shè)于所述體區(qū)中；平面柵結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述體區(qū)上；槽柵結(jié)構(gòu)，從所述體區(qū)的頂部向下方延伸；體輕摻雜區(qū)，設(shè)于所述體區(qū)中且緊貼所述槽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，所述體輕摻雜區(qū)的摻雜濃度小于周圍的體區(qū)的摻雜濃度、且與所述體區(qū)位于平面柵結(jié)構(gòu)下方的上表面區(qū)域的摻雜濃度趨于一致。本發(fā)明通過設(shè)置與體區(qū)位于平面柵結(jié)構(gòu)下方的上表面區(qū)域的摻雜濃度趨于一致的體輕摻雜區(qū)，從而使平面柵的閾值電壓與槽柵的閾值電壓趨于一致。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，還涉及一種橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的制造方法。

背景技術(shù)

功率器件中橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Lateral Double-DiffusedMOSFET，簡稱LDMOS)具有開關(guān)速度快、輸出功率大、線性增益高、耐久性好等優(yōu)點，同時LDMOS器件基于成熟的硅工藝，使得其制作成本較低，所以LDMOS器件逐漸取代硅雙極型功率器件，廣泛應(yīng)用在電源管理、顯示驅(qū)動及汽車電子等領(lǐng)域中。

基于傳統(tǒng)的硅工藝技術(shù)，傳統(tǒng)功率LDMOS器件的導(dǎo)通電阻已經(jīng)逐漸達到硅物理極限。因此，多溝道功率LDMOS器件應(yīng)運而生，該器件在傳統(tǒng)LDMOS結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在源極一側(cè)新增一槽柵結(jié)構(gòu)，該槽柵結(jié)構(gòu)處于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的P型體區(qū)內(nèi)。此新型器件相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可提供新的電流來源，在考慮槽柵面積的前提下，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)通電阻仍然有較大程度的降低。

然而，對于與平面柵結(jié)構(gòu)共用同一個P型體區(qū)的槽柵結(jié)構(gòu)，由于制造工藝的限制，其閾值電壓會比平面柵更大，但這往往不符合器件的設(shè)計指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種平面柵的閾值電壓與槽柵的閾值電壓一致性好的橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制造方法。

一種橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，包括：襯底，具有第二導(dǎo)電類型；漂移區(qū)，具有第一導(dǎo)電類型，設(shè)于所述襯底上，所述第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型；漏極區(qū)，設(shè)于所述漂移區(qū)中；體區(qū)，設(shè)于所述襯底上，具有第二導(dǎo)電類型；源極區(qū)，設(shè)于所述體區(qū)中；平面柵結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述體區(qū)上；槽柵結(jié)構(gòu)，從所述體區(qū)的頂部向下方延伸；體輕摻雜區(qū)，設(shè)于所述體區(qū)中且緊貼所述槽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，具有第二導(dǎo)電類型，所述體輕摻雜區(qū)的摻雜濃度小于周圍的體區(qū)的摻雜濃度、且與所述體區(qū)位于平面柵結(jié)構(gòu)下方的上表面區(qū)域的摻雜濃度趨于一致。

在其中一個實施例中，所述體輕摻雜區(qū)是通過摻雜小于所述體區(qū)濃度的第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)形成。

在其中一個實施例中，所述槽柵結(jié)構(gòu)貫穿所述體區(qū)。

在其中一個實施例中，所述源極區(qū)包括第一導(dǎo)電類型區(qū)和第二導(dǎo)電類型區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型區(qū)靠近所述平面柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)和靠近所述槽柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)均設(shè)有所述第一導(dǎo)電類型區(qū)。

一種橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的制造方法，包括：獲取形成有溝槽的襯底，所述襯底具有第二導(dǎo)電類型；在所述溝槽的側(cè)壁摻雜第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)以形成體輕摻雜區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型為相反的導(dǎo)電類型；在所述溝槽中填充多晶硅；形成平面柵結(jié)構(gòu)及體區(qū)，所述平面柵結(jié)構(gòu)位于所述體區(qū)上，所述體輕摻雜區(qū)被所述體區(qū)包圍，所述體區(qū)具有第二導(dǎo)電類型，所述體輕摻雜區(qū)的摻雜濃度小于周圍的體區(qū)的摻雜濃度、且與所述體區(qū)位于平面柵結(jié)構(gòu)下方的上表面區(qū)域的摻雜濃度趨于一致。

在其中一個實施例中，所述獲取形成有溝槽的襯底的步驟包括：獲取襯底；在所述襯底表面形成開有溝槽刻蝕窗口的掩膜層；通過所述溝槽刻蝕窗口刻蝕形成所述溝槽；所述在所述溝槽的側(cè)壁摻雜第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)以形成體輕摻雜區(qū)的步驟，包括以所述掩膜層為注入阻擋層注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)，且所述注入是注入角度與襯底平面的夾角大于零度小于90度的傾斜注入。