横向扩散高压器件及其制作方法与流程

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种横向扩散高压器件及其制作方法。

背景技术：

横向扩散高压器件是电源管理，高压集成电路中常用的器件。相关技术中的横向扩散高压器件包括基底层和设于基底层上的栅极结构，基底层上设有场区氧化结构，场区氧化结构的一侧设有体区，体区和栅极结构之间交叠形成体区交叠区，对于体区交叠区，其杂质浓度会影响到器件的寄生三极管的电流放大系数和器件的开启电压。

然而，对于相关技术中的体区，其杂质原子的种类，掺杂的浓度和掺杂能量是由器件本身的性能决定，无法进行适应性调节，而由于体区的掺杂浓度无法进行适应性调节，因此对于相关技术，调节器件的寄生三极管的电流放大系数以及开启电压的工艺较为复杂。

技术实现要素：

本申请提供了一种横向扩散高压器件及其制作方法，可以解决相关技术中调节器件的寄生三极管的电流放大系数的工艺较为复杂的问题。

作为本申请的第一方面，本申请提供一种横向扩散高压器件，所述横向扩散高压器件包括：

衬底层，所述衬底层上注入形成n型埋层；

外延层，所述外延层生长在所述n型埋层上；

场区氧化结构，所述场区氧化结构包括开设于所述外延层中的场区沟槽，和填充在所述场区沟槽中的场区氧化层；

漂移区，所述漂移区形成于所述场区氧化结构周围的外延层中；

体区，所述体区形成于所述漂移区一侧的外延层中；

栅极结构，所述栅极结构设于所述外延层上，且所述栅极结构的两侧分别与所述体区和场区氧化结构交叠；所述栅极结构的周侧形成侧墙介质层；

浓度调节区，所述浓度调节区形成于所述体区中，且所述浓度调节区与所述栅极结构之间交叠形成浓度调节交叠区；

在所述栅极结构一侧的体区中注入形成源极注入区和ldd注入区；

在所述栅极结构另一侧的所述漂移区中注入形成漏极注入区。

可选的，所述源极注入区位于所述浓度调节区中。

可选的，所述ldd注入区位于所述浓度调节区中。

可选的，通过15度～45度的注入角度，将浓度调节杂质原子注入到所述体区中，形成与所述栅极结构交叠的所述浓度调节区。

可选的，通过0度～7度的注入角度，在所述体区中注入形成源极注入区。

可选的，所述场区氧化层的厚度为300埃～4000埃。

作为本申请的第二方面，提供一种横向扩散高压器件的制作方法，包括以下步骤：

提供衬底层，在所述衬底层上进行注入形成n型埋层；

在所述n型埋层上生长形成外延层；

刻蚀所述外延层，形成场区沟槽；

通过热氧化和化学气相沉淀工艺，在所述场区沟槽中填充场区氧化层，形成场区氧化结构；

向所述场区氧化结构位置处的外延层中进行漂移区注入，横向扩散后形成所述器件的漂移区；

进行体区注入，在位于所述漂移区一侧的外延层中形成所述器件的体区；

制作所述器件的栅极结构，使得所述栅极结构的两侧分别与所述体区和场区氧化结构交叠；

向所述体区中注入浓度调节杂质，在所述体区中形成浓度调节区，使得所述浓度调节区与所述栅极结构交叠；

进行ldd注入，在所述体区中形成ldd注入区；

在所述栅极结构的周侧生长形成侧墙介质层；

在所述体区中注入形成源极注入区；

在所述场区氧化结构远离所述栅极结构一侧的漂移区中，形成漏极注入区。

可选的，所述场区氧化层的厚度为300埃～4000埃。

可选的，所述在所述体区中注入形成源极注入区，包括：

在所述体区位置处的所述浓度调节区中注入形成所述源极注入区。

可选的，所述进行ldd注入，在所述体区中形成ldd注入区，包括：进行ldd注入，在所述体区位置处的所述浓度调节区中形成所述ldd注入区。

可选的，所述向所述体区中注入浓度调节杂质，在所述体区中形成浓度调节区，使得所述浓度调节区与所述栅极结构交叠包括：

通过15度～45度的注入角度，将浓度调节杂质原子注入到所述体区中，形成与所述栅极结构交叠的所述浓度调节区。

可选的，所述在所述体区中注入形成源极注入区：

通过0度～7度的注入角度，在所述体区中注入形成源极注入区。

本申请技术方案，至少包括如下优点：本申请通过形成与栅极结构之间交叠的浓度调节交叠区，在不增加额外光刻的前提下，通过浓度调节交叠区能够增加栅极结构和体区之间的杂质浓度，减小寄生三极管的电流放大系数，并且通过调节浓度调节区的掺杂浓度即可调节器件的开启电压。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的横向扩散高压器件的制作方法实施例中s11步骤完成后的结构示意图；

图2是本申请提供的横向扩散高压器件的制作方法实施例中s13步骤完成后的结构示意图；

图3是本申请提供的横向扩散高压器件的制作方法实施例中s14步骤完成后的结构示意图；

图4是本申请提供的横向扩散高压器件的制作方法实施例中s16步骤完成后的结构示意图；

图5是本申请提供的横向扩散高压器件的制作方法实施例中s14步骤完成后的结构示意图；

图6是本申请提供的横向扩散高压器件实施例1的结构示意图。

图7是本申请提供的横向扩散高压器件实施例2的结构示意图。

100.衬底层，101.n型埋层，102.外延层，103.场区氧化结构，104.漂移区，105.体区，106.栅极结构，107.浓度调节区，108.源极注入区，109.ldd注入区110.漏极注入区，112.场区沟槽，117.浓度调节交叠区。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

本实施例提供一种横向扩散高压器件，参照图6，包括：

衬底层100，该衬底层100上注入形成n型埋层101，衬底层100包括相对的上表面和下表面，该n型埋层101从衬底层100的上表面向下延伸。

外延层102，该外延层102生长在n型埋层101上。

场区氧化结构103，该场区氧化结构103包括开设于外延层102中的场区沟槽112，和填充在场区沟槽112中的场区氧化层，场区氧化层的厚度为300埃～4000埃；场区沟槽112从外延层102的上表面向下延伸。

漂移区104，该漂移区104形成于场区氧化结构103周围的外延层102中；可选的，漂移区104中形成场区氧化结构103，该场区氧化结构103包括开设于外延层102中的场区沟槽112，和填充在场区沟槽112中的场区氧化层；场区氧化结构103能够提高器件的导通电流即减小器件的导通电阻，同时也能改善栅极结构106边缘处电场分布。

体区105，通过对器件进行p型离子注入，在漂移区104左侧的外延层102中形成体区105。

栅极结构106，该栅极结构106设于外延层102上，且，栅极结构106的两侧分别与体区105和场区氧化结构103交叠，其中与栅极结构106交叠的体区105区域部分为体区交叠区，与栅极结构106交叠的场区氧化结构103区域部分为场区氧化交叠区；栅极结构106的周侧形成侧墙介质层。

浓度调节区107，通过向器件进行p型离子注入，在体区105中形成浓度调节区107，该浓度调节区107与栅极结构106之间交叠形成浓度调节交叠区117；由于对于相关技术中的体区105，其杂质原子的种类，掺杂的浓度和掺杂能量是由器件本身的性能决定，无法进行适应性调节，而对于体区交叠区，其杂质浓度会影响到器件的寄生三极管的电流放大系数，由于体区105的掺杂浓度无法进行适应性调节，因此对于相关技术，调节器件的寄生三极管的电流放大系数的工艺较为复杂。而本申请通过形成与栅极结构106之间交叠的浓度调节交叠区117，在不增加额外光刻的前提下，通过浓度调节交叠区117能够增加栅极结构106和体区105之间的杂质浓度，减小寄生npn的电流放大系数，并且通过调节浓度调节区107的掺杂浓度即可调节器件的开启电压。

在所述栅极结构106一侧的体区105中，通过离子注入形成源极注入区108和ldd注入区109，源极注入区108位于ldd注入区109与栅极结构106之间；其中源极注入区108位于所述浓度调节区107中。

在所述栅极结构106另一侧的所述漂移区104中注入形成漏极注入区110，该漏极注入区110位于场区氧化结构103远离栅极结构106的一侧。

用于制作本实施例的横向扩散高压器件的制作方法，包括以下步骤：

s11：参照图1，提供衬底层100，在所述衬底层100上进行注入形成n型埋层101，衬底层100包括相对的上表面和下表面，该n型埋层101从衬底层100的上表面向下延伸。

s12：在所述n型埋层101上生长形成外延层102。

s13：参照图2，刻蚀所述外延层102，形成场区沟槽112，场区沟槽112从外延层102的上表面向下延伸。

s14：参照图3，通过热氧化和化学气相沉淀工艺，在所述场区沟槽112中填充场区氧化层，形成场区氧化结构103。

s15：参照图4，向所述场区氧化结构103位置处的外延层102中进行漂移区注入，横向扩散后形成所述器件的漂移区104；

该漂移区104形成于场区氧化结构103周围的外延层102中；其中场区氧化结构103和形成于场区氧化结构103周围的漂移区104，可选的漂移区104中形成场区氧化结构103，该场区氧化结构103包括开设于外延层102中的场区沟槽112，和填充在场区沟槽112中的场区氧化层；场区氧化结构103能够提高器件的导通电流即减小器件的导通电阻，同时也能改善栅极结构106边缘处电场分布。

s16：参照图4，通过p型离子对器件进行体区105注入，在位于所述漂移区104一侧的外延层102中形成所述器件的体区105。

s17：参照图5，制作所述器件的栅极结构106，使得所述栅极结构106的两侧分别与所述体区105和场区氧化结构103交叠；

其中与栅极结构106交叠的体区105区域部分为体区交叠区，与栅极结构106交叠的场区氧化结构103区域部分为场区氧化交叠区。

s18：参照图6，向所述体区105中注入p型离子的浓度调节杂质，在所述体区105中形成浓度调节区107，使得所述浓度调节区107与所述栅极结构106交叠形成浓度调节交叠区117；

由于对于相关技术中的体区105，其杂质原子的种类，掺杂的浓度和掺杂能量是由器件本身的性能决定，无法进行适应性调节，而对于体区交叠区，其杂质浓度会影响到器件的寄生三极管的电流放大系数，由于体区105的掺杂浓度无法进行适应性调节，因此对于相关技术，调节器件的寄生三极管的电流放大系数的工艺较为复杂。而本申请通过形成与栅极结构106之间交叠的浓度调节交叠区117，在不增加额外光刻的前提下，通过浓度调节交叠区117能够增加栅极结构106和体区105之间的杂质浓度，减小寄生npn的电流放大系数，并且通过调节浓度调节区107的掺杂浓度即可调节器件的开启电压。

s19：参照图6，进行ldd注入，在所述体区105中形成ldd注入区109；

s110：在所述栅极结构106的周侧生长形成侧墙介质层；

s111：参照图6，进行器件的源漏注入；在所述体区105位置处的浓度调节区107中注入形成源极注入区108，所述源极注入区108位于所述ldd注入区109与所述栅极结构106之间；在所述场区氧化结构103远离所述栅极结构106一侧的漂移区104中，形成漏极注入区110。

实施例2：

本实施例在实施1的基础上，对参照图7，于横向扩散高压器件，除了所述源极注入区108位于所述体区105位置处的浓度调节区107中，ldd注入区109位于所述浓度调节区107中。用于制作本实施例中的横向扩散高压器件的制作方法，步骤s19包括：进行ldd注入，在位于所述体区105中的所述浓度调节区107中形成所述ldd注入区109。

实施例3：

本实施例在实施1和实施例2的基础上，在所述体区105中形成浓度调节区107，使得所述浓度调节区107与所述栅极结构106交叠形成浓度调节交叠区117的过程中，可选的通过15度～45度的注入角度，将浓度调节杂质原子注入到所述体区105中，形成与所述栅极结构106交叠的所述浓度调节区107。在体区105中注入形成源极注入区108的过程可选的，通过0度～7度的注入角度，在所述体区105中注入形成源极注入区108。

其中需要解释的是，该注入角度为注入入射方向与竖直方向之间的夹角，当注入角度为正值即表示以竖直方向为起点逆时针旋转注入角度的方向为该注入入射方向，同样地当注入角度为负值即表示以竖直方向为起点顺时针旋转注入角度的方向为该注入入射方向。

另外，本实施例中的浓度调节杂质原子可选p型杂质，例如硼或二氟化硼。通过0度～7度的注入角度，在所述体区105中注入形成源极注入区108过程中杂质原子可选p型杂质，例如砷或磷。

因此可以理解的是，本实施例中15度～45度的注入角度，表示以竖直方向为起点逆时针旋转15度～45度的方向作为该注入入射方向，进行浓度调节区107注入，从而使得通过该较大注入角度进行的离子注入所形成的浓度调节区107能够与栅极结构106交叠。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。