[發(fā)明專利]LDMOS器件和形成LDMOS器件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110397808.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN113257889B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉揚(yáng)·永;連延杰;傅達(dá)平;邢進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

公開了一種具有下沉區(qū)連結(jié)的LDMOS器件。該LDMOS器件具有掩埋層、第一阱區(qū)和連接所述掩埋層和第一阱區(qū)的下沉區(qū)。LDMOS器件具有溝槽，其上部分由所述第一阱區(qū)繞環(huán)而其下部分由下沉區(qū)環(huán)繞。LDMOS器件中還形成有溝槽，使得下沉區(qū)可以通過穿過溝槽的離子注入來形成。溝槽填充有非導(dǎo)電材料。利用本發(fā)明提出的LDMOS器件，下沉區(qū)將更加容易形成，從而使得第一阱區(qū)和掩埋層之間的連接更加容易和并且連接得更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率器件，更具體地，本發(fā)明涉及LDMOS器件。

背景技術(shù)

LDMOS器件因?yàn)槠淞己玫男阅芏鴱V泛應(yīng)用在開關(guān)電源中。在現(xiàn)代LDMOS器件中，對(duì)于給定的器件尺寸，RESURF(降低表面電場)技術(shù)是獲得更高擊穿電壓和更低特征導(dǎo)通電阻的最常用的方式之一。在N型LDMOS器件中，RESURF層是位于漏極漂移區(qū)下方的P型注入層，該RESURF層通常是通過高能離子注入形成。對(duì)于LDMOS器件，特別是對(duì)于用作開關(guān)電源上側(cè)開關(guān)的LDMOS器件來說，所述RESURF層通常位于NBL(N型掩埋層)或高摻雜的N型層上，以便將體區(qū)和RESURF層與LDMOS器件的襯底隔離開來。在這樣的結(jié)構(gòu)中，RESURF層看到兩個(gè)N型層：在RESURF層頂部上方的漏極漂移層和在RESURF層下方的NBL(或高摻雜的N型層)，相應(yīng)地，在RESURF層和漏極漂移層之間形成第一PN結(jié)，且在RESURF層和NBL(或高摻雜的N型層)之間形成第二PN結(jié)。這兩個(gè)PN結(jié)應(yīng)具有比LDMOS器件安全工作電壓更高的擊穿電壓。

這樣，具有RESURF層的LDMOS器件的外延層需要更厚，以便在這兩個(gè)PN結(jié)處保持較高的擊穿電壓。然而，較厚的外延層通常面臨以下問題。

首先，N型阱區(qū)(或N型下沉區(qū))與NBL之間的連接變得更困難。為了幫助連接，要么需要對(duì)N型阱區(qū)和/或N型下沉區(qū)進(jìn)行高能離子注入，要么需要對(duì)N型下沉區(qū)執(zhí)行長時(shí)間/高溫度的熱推進(jìn)步驟。在許多高壓情況下，高能離子注入單獨(dú)無法達(dá)到此目的，因此長時(shí)間/高溫度的熱推進(jìn)步驟不可避免。但是，這種長時(shí)間/高溫度的熱推進(jìn)步驟將導(dǎo)致N型下沉區(qū)出現(xiàn)側(cè)向擴(kuò)散還會(huì)導(dǎo)致NBL出現(xiàn)向上擴(kuò)散。NBL的向上擴(kuò)散反過來又會(huì)降低外延層的有效厚度。結(jié)果，該技術(shù)將需要更厚的外延層，以補(bǔ)償外延層的這種厚度損失，這因此反過來又將使得N型下沉區(qū)需要更長時(shí)間/更高溫度的熱推進(jìn)步驟以用于實(shí)現(xiàn)N型下沉區(qū)和NBL之間的連接。上述正向反饋是人們所不希望的，因?yàn)樗黾恿似骷某叽?，并且使高效RESURF器件的構(gòu)建變得更加困難。在現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)中，連接N型阱區(qū)和NBL的另一種選擇是采用雙層外延層。通過在N型阱區(qū)和NBL之間插入另一N型層，該使用雙層外延層的技術(shù)將使得N型阱區(qū)和NBL之間的連接更加容易。該技術(shù)可以降低熱預(yù)算，從而可以減輕N型下沉區(qū)的側(cè)向擴(kuò)散和NBL的向上擴(kuò)散。但是，該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)。首先，該技術(shù)價(jià)格昂貴；其次，它的工藝可控性差，對(duì)外延層的厚度以及對(duì)掩模對(duì)準(zhǔn)的控制都會(huì)很困難。

其次，槽隔離(tub isolation)會(huì)變得更難，因?yàn)楹蚇型下沉區(qū)類似，P型阱區(qū)和/或P型隔離層也需要長時(shí)間/高溫度的熱推進(jìn)步驟或高能離子注入。

除了上述原因之外，還可能存在其他原因，需要使下沉區(qū)連接得更好和更容易。

因此，至少需要一種LDMOS器件可以解決上述或其它可能的問題。

發(fā)明內(nèi)容

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)方面，提出了一種LDMOS器件，包括：襯底；在襯底上形成的具有上表面的外延層；在外延層中形成的體區(qū)，其中，體區(qū)具有第一側(cè)和第二側(cè)；在外延層內(nèi)形成的漏極漂移區(qū)，其中，漏極漂移區(qū)與體區(qū)的第一側(cè)相鄰；在外延層上形成的柵極，其中，柵極覆蓋體區(qū)的一部分以及漏極漂移區(qū)的一部分；在襯底內(nèi)形成的且和外延層相接觸的掩埋層；在外延層內(nèi)且在體區(qū)的第二側(cè)旁形成的第一阱區(qū)，其中，第一阱區(qū)和體區(qū)隔離開來；在掩埋層和第一阱區(qū)之間形成的且和掩埋層以及第一阱區(qū)相接觸的下沉區(qū)；以及從外延層的上表面延伸且穿過第一阱區(qū)并進(jìn)入下沉區(qū)的溝槽。