[發明專利]一種橫向擴散MOS場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 202011270506.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112382656A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 宋坤;王英民;孫有民;薛智民;王小荷;曹磊
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種橫向擴散MOS場效應晶體管，其特征在于，包括由下至上依次設置的襯底硅層、埋氧層和硅膜層；硅膜層的兩端分別形成阱、漏極，并在阱與漏極之間形成超薄硅層漂移區；阱上具有源級、柵極，漂移區上具有場板；

所述硅膜層的阱與漏極之間通過減薄硅層厚度形成頂部下凹的漂移區；且漂移區自阱至漏極方向的摻雜濃度線性遞增，使漂移區能夠形成平緩的橫向電場分布；所述漂移區的厚度小于硅膜層兩端的厚度。

2.根據權利要求1所述的橫向擴散MOS場效應晶體管，其特征在于，所述漂移區的厚度在0.3μm～0.2μm及以下范圍。

3.根據權利要求1所述的橫向擴散MOS場效應晶體管，其特征在于，所述線性變摻雜的濃度量級范圍為1×10¹⁵/cm³～1×10¹⁷/cm³。

4.根據權利要求1所述的橫向擴散MOS場效應晶體管，其特征在于，所述場板長度為1～3μm。

5.根據權利要求1所述的橫向擴散MOS場效應晶體管，其特征在于，所述硅膜兩端厚度為2μm～4μm。

6.一種橫向擴散MOS場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在絕緣物上硅襯底的頂層硅上形成隔離區，隔離區以外的硅膜層區域為器件有源區；

在絕緣物上硅襯底的頂層硅上進行漂移區多窗口離子注入摻雜，并通過高溫擴散形成線性變摻雜漂移區；

以淀積氮化硅作為掩膜，通過光刻和刻蝕形成漂移區減薄的窗口圖形，再進行高溫氧化反應來消耗硅層，對形成的氧化層及氮化硅掩蔽層通過濕法腐蝕進行去除；

在有源區內通過離子注入及熱擴散形成P阱或N阱，通過離子注入調節器件閾值電壓；

形成柵氧和多晶；

源漏注入；

孔層的形成；

金屬化和鈍化，形成完整的器件。

7.根據權利要求6所述的橫向擴散MOS場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述線性變摻雜漂移區是在硅膜層上通過多窗口的離子注入及高溫擴散或退火形成線性變摻雜漂移區。

8.根據權利要求7所述的橫向擴散MOS場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述多窗口對應的注入窗口的最小間距為0.5μm～0.8μm。

9.根據權利要求6所述的橫向擴散MOS場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述漂移區減薄步驟具體包括：

淀積氮化硅掩蔽層，通過光刻和刻蝕氮化硅定義出第一次漂移區減薄的窗口，通過1100℃～1200℃的高溫氧化對下方漂移區硅層進行第一次減??；通過濕法腐蝕對生長的厚氧化層及氮化硅掩蔽層進行去除，得到部分區域減薄的漂移區硅層；

再次淀積氮化硅掩蔽層，通過光刻和刻蝕氮化硅定義出第二次漂移區減薄的窗口，通過高溫氧化對下方漂移區硅層進行第二次減?。?/p>

依次采用分步熱氧化的方法多次消耗硅層，最終得到滿足器件耐壓需求厚度的漂移區。

10.根據權利要求9所述的橫向擴散MOS場效應晶體管的制備方法，其特征在于，第二次漂移區減薄窗口應小于第一次漂移區減薄的窗口。