LDMOS器件及其形成方法与流程

文档序号:32659633发布日期:2022-12-23 23:03阅读:33来源:国知局
LDMOS器件及其形成方法与流程
ldmos器件及其形成方法
技术领域
1.本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种ldmos器件及其形成方法。


背景技术:

2.bcd(bipolar-cmos-dmos)工艺一种单片集成工艺技术,该技术在同一芯片上制作双极晶体管(bipolar junction transistor,bjt)器件、互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,cmos)器件和双扩散金属氧化物半导体(double-diffused metal-oxide semiconductor,dmos)器件的工艺。采用bcd工艺制造的器件广泛应用于电源管理、显示驱动、汽车电子、工业控制等领域。
3.目前高压bcd工艺中,采用横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(lateral double-diffused metal oxide semiconductor field effect transistor,缩写为ldmos)器件作为耐压器件。
4.然而,现有的ldmos器件技术形成的半导体结构有待进一步改善。


技术实现要素:

5.本发明解决的技术问题是提供一种ldmos器件及其形成方法,以提高形成的器件的性能。
6.为解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种ldmos器件,包括:衬底,所述衬底为第一导电类型;位于所述衬底内的深阱区,所述深阱区为第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反;位于所述深阱区表面的场氧结构,所述场氧结构顶部表面高于所述衬底顶部表面,所述场氧结构包括第一场氧层、第二场氧层以及位于第一场氧层和第二场氧层之间的若干第三场氧层,所述第一场氧层、所述第二场氧层和所述若干第三场氧层均相互分立;位于所述深阱区内的体区,所述体区与所述第一场氧层相邻,且所述体区为第一导电类型;位于部分所述第一场氧层表面和部分所述体区表面的第一栅场板;位于部分所述第二场氧层表面的第二栅场板;位于所述场氧结构两侧的源区和漏区,所述源区位于所述体区内,所述漏区位于所述深阱区内,所述源区和所述漏区为第二导电类型。
7.可选的,还包括:位于所述体区的引出区,所述引出区与所述源区相接触,且所述引出区较所述源区远离所述场氧结构,所述引出区为第一导电类型。
8.可选的,还包括:位于所述衬底上的导电结构,所述导电结构包括第一导电层、第二导电层和第三导电层;所述第一导电层与所述引出区和所述源区电连接,且所述第一导电层延伸至所述第一栅场板上方;所述第二导电层与所述第二栅场板、所述漏区电连接;所述第三导电层浮置,且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。
9.可选的,所述第三导电层位于至少一个所述第三场氧层上方。
10.可选的,在沿自所述源区至所述漏区的方向上,所述第三导电层与所述第二导电层之间的距离范围为0.1微米至20微米。
11.可选的,所述第一场氧层、所述第二场氧层和各个所述第三场氧层均呈环状,所述
第一场氧层、所述若干第三场氧层和所述第二场氧层自所述漏区向所述源区方向排布,且环绕所述漏区设置。
12.可选的,包括:所述体区环绕设置在所述漏区的外侧;所述场氧结构,环绕设置在所述漏区的外侧,且位于所述体区内侧的所述深阱区上;所述第二栅场板,环绕设置在所述漏区的外侧,且位于所述体区内侧;所述第一栅场板,环绕设置所述第二栅场板外侧,且位于所述体区内侧,并延伸至部分所述体区表面。
13.可选的,所述衬底包括沿第一方向排布的第一区、第二区和第三区;所述源区包围所述漏区,所述漏区包括位于第一区的第一漏区、位于所述第二区与所述第一漏区相接的若干第二漏区、以及位于所述第三区与所述第二漏区相接的若干第三漏区,一个第二漏区对应一个第三漏区,所述第一漏区沿第二方向延伸,所述第二漏区平行于所述第一方向且沿所述第二方向排布;所述第二栅场板包括位于第一区的第一栅部、位于所述第二漏区外侧的若干第一线栅部和位于所述第三区的第二栅部,一个所述第二漏区对应两条第一线栅部,所述若干第一线栅部平行于所述第一方向,且沿第二方向排布,所述第一栅部、所述第二栅部使所述若干第一线栅部连接到一起,并环绕设置于所述漏区外侧;位于所述源区内侧的所述第一栅场板,所述第一栅场板包括位于第一区的第三栅部、位于所述第二漏区外侧的若干第二线栅部和位于所述第三区的第四栅部,一个所述第二漏区对应两条第二线栅部,所述若干第二线栅部平行于所述第一方向,且沿第二方向排布,所述第三栅部、所述第四栅部使所述若干第二线栅部连接到一起,并环绕设置于所述第二栅场板外侧。
14.可选的,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
15.可选的,所述若干第三场氧层的数量范围为0个至50个;在沿自所述源区向所述漏区的方向上,所述第一场氧层的尺寸范围为0.1微米至10微米;在沿自所述源区向所述漏区的方向上,所述第二场氧层的尺寸范围为0.1微米至10微米;在沿自所述源区向所述漏区的方向上,各个所述第三场氧层的尺寸范围为0.1微米至10微米。
16.可选的,还包括:位于所述场氧结构下方的所述深阱区内的掺杂区。
17.相应的,本发明的技术方案还提供一种ldmos器件的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底为第一导电类型;在所述衬底内形成深阱区,所述深阱区为第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反;在部分所述深阱区表面形成场氧结构,所述场氧结构顶部表面高于所述衬底顶部表面,所述场氧结构包括第一场氧层、第二场氧层以及位于第一场氧层和第二场氧层之间的若干第三场氧层,所述第一场氧层、所述第二场氧层和所述若干第三场氧层均相互分立;在所述深阱区内形成体区,所述体区为第一导电类型,所述体区与所述第一场氧层相邻;在部分所述场氧结构表面形成第一栅场板和第二栅场板,所述第一栅场板位于部分所述第一场氧层表面,且还延伸至部分所述体区表面,所述第二栅场板位于部分所述第二场氧层表面;在所述场氧结构两侧形成源区和漏区,所述源区位于所述体区内,所述漏区位于所述深阱区内,所述源区和所述漏区为第二导电类型。
18.可选的,还包括:在所述体区内形成引出区,所述引出区与所述源区相接触,且所述引出区较所述源区远离所述场氧结构,所述引出区为第一导电类型。
19.可选的,在形成所述源区、所述漏区和所述引出区之后,还包括:在所述衬底表面形成层间介质层;在所述层间介质层内形成导电结构,所述导电结构包括第一导电层、第二导电层和第三导电层;所述第一导电层与所述引出区和所述源区电连接,且所述第一导电
层延伸至所述第一栅场板上方;所述第二导电层与所述第二栅场板、所述漏区电连接;所述第三导电层浮置,且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。
20.可选的,所述第一场氧层、所述第二场氧层和各个所述第三场氧层均呈环状,所述第一场氧层、所述若干第三场氧层和所述第二场氧层自所述漏区向所述源区方向排布,且环绕所述漏区设置。
21.可选的,包括:所述体区环绕设置在所述漏区的外侧;所述场氧结构,环绕设置在所述漏区的外侧,且位于所述体区内侧的所述深阱区上;所述第二栅场板,环绕设置在所述漏区的外侧,且位于所述体区内侧;所述第一栅场板,环绕设置所述第二栅场板外侧,且位于所述体区内侧,并延伸至部分所述体区表面。
22.可选的,所述衬底包括沿第一方向排布的第一区、第二区和第三区;所述源区包围所述漏区,所述漏区包括位于第一区的第一漏区、位于所述第二区与所述第一漏区相接的若干第二漏区、以及位于所述第三区与所述第二漏区相接的若干第三漏区,一个第二漏区对应一个第三漏区,所述第一漏区沿第二方向延伸,所述第二漏区平行于所述第一方向且沿所述第二方向排布;所述第二栅场板包括位于第一区的第一栅部、位于所述第二漏区外侧的若干第一线栅部和位于所述第三区的第二栅部,一个所述第二漏区对应两条第一线栅部,所述若干第一线栅部平行于所述第一方向,且沿第二方向排布,所述第一栅部、所述第二栅部使所述若干第一线栅部连接到一起,并环绕设置于所述漏区外侧;位于所述源区内侧的所述第一栅场板,所述第一栅场板包括位于第一区的第三栅部、位于所述第二漏区外侧的若干第二线栅部和位于所述第三区的第四栅部,一个所述第二漏区对应两条第二线栅部,所述若干第二线栅部平行于所述第一方向,且沿第二方向排布,所述第三栅部、所述第四栅部使所述若干第二线栅部连接到一起,并环绕设置于所述第二栅场板外侧。
23.可选的,还包括:在形成所述场氧结构之后,在所述场氧结构下方的所述深阱区内形成掺杂区。
24.可选的,所述掺杂区的形成工艺包括等离子注入工艺。
25.可选的,所述场氧结构的形成工艺包括局部氧化隔离工艺。
26.现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
27.本发明技术方案提供的ldmos器件的形成方法中,在部分所述深阱区表面形成场氧结构,所述场氧结构包括第一场氧层、第二场氧层以及位于第一场氧层和第二场氧层之间的若干第三场氧层,所述第一场氧层、所述第二场氧层和所述若干第三场氧层均相互分立,由于将场氧结构分成多个场氧层,在每个场氧层的始端或末端存在由于氧化层厚度变化带来的电场强度变化,从ldmos器件漂移区的横向的电场分布上看,所述电场分布在各场氧层的始端或末端处可能会产生若干电场峰值,所述电场峰值的大小可以根据场氧层的尺寸和场氧层的数量来调整,所述若干电场峰值拉大了器件的整体电场,从而在整体上提高器件的击穿电压性能;相应地,在同样的击穿电压性能要求下,所述场氧结构在“鸟嘴区”附近的纵向电场也会降低,进而提高器件的整体可靠性。
28.进一步,在所述层间介质层内形成导电结构,所述导电结构包括第一导电层、第二导电层和第三导电层,所述第一导电层与所述引出区和所述源区电连接,且所述第一导电层延伸至所述第一栅场板上方,所述第二导电层与所述第二栅场板、所述漏区电连接,所述第三导电层浮置,且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间,所述第一导电层、所述第
二导电层和所述第三导电层起到了金属场板的作用,进一步提高了器件的耐压能力。
29.进一步,在所述场氧结构下方的所述深阱区内形成掺杂区,所述掺杂区使电流在所述掺杂区上方和下方的漂移区具有两条电路通道,提高了器件的工作电流。
30.本发明技术方案提供的ldmos器件中,所述场氧结构包括第一场氧层、第二场氧层以及位于第一场氧层和第二场氧层之间的若干第三场氧层,所述第一场氧层、所述第二场氧层和所述若干第三场氧层均相互分立,由于将场氧结构分成多个场氧层,在每个场氧层的始端或末端存在由于氧化层厚度变化带来的电场强度变化,从ldmos器件漂移区的横向的电场分布上看,所述电场分布在各场氧层的始端或末端处可能会产生若干电场峰值,所述电场峰值的大小可以根据场氧层的尺寸和场氧层的数量来调整,所述若干电场峰值拉大了器件的整体电场,从而在整体上提高器件的击穿电压性能;相应地,在同样的击穿电压性能要求下,所述场氧结构在“鸟嘴区”附近的纵向电场也会降低,进而提高器件的整体可靠性。
31.进一步,位于所述衬底上的导电结构,所述导电结构包括第一导电层、第二导电层和第三导电层,所述第一导电层与所述引出区和所述源区电连接,且所述第一导电层延伸至所述第一栅场板上方,所述第二导电层与所述第二栅场板、所述漏区电连接,所述第三导电层浮置,且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间,所述第一导电层、所述第二导电层和所述第三导电层起到了金属场板的作用,进一步提高了器件的耐压能力。
32.进一步,位于所述场氧结构下方的所述深阱区内的掺杂区,所述掺杂区使电流在所述掺杂区上方和下方的漂移区具有两条电路通道,提高了器件的工作电流。
附图说明
33.图1是一种ldmos器件的剖面结构示意图;
34.图2至图7是本发明一实施例的ldmos器件的形成方法各步骤的结构示意图;
35.图8至图10是本发明另一实施例的ldmos器件的形成方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
36.需要注意的是,本说明书中的“表面”、“上”,用于描述空间的相对位置关系,并不限定于是否直接接触。
37.如背景技术所述,采用现有技术形成的ldmos器件,性能亟需提升。现结合一种ldmos器件进行说明分析。
38.图1是一种ldmos器件的剖面结构示意图。
39.请参考图1,所述ldmos器件包括:衬底101;位于所述衬底101内的深阱区102,所述深阱区102为第一导电类型;位于所述衬底101内的衬底引出区103,所述衬底引出区103为第二导电类型,且所述衬底引出区103位于所述深阱区102以外;位于所述深阱区102表面的场氧层104;位于所述深阱区102内的第一阱区105,所述第一阱区105位于所述场氧层104和所述衬底引出区103之间;位于所述第一阱区105内的相邻的掺杂区106和栅极引出区107,所述掺杂区106为第一导电类型,所述栅极引出区107为第二导电类型,所述掺杂区106和所述栅极引出区107通过第一导电结构108电互接;位于所述第一阱区105表面的栅极结构,所述栅极结构包括栅氧化层109和位于所述栅氧化层109上的多晶硅栅极110,所述多晶硅栅
极110还延伸至所述场氧层104表面;位于所述场氧层104表面还具有多晶硅场板111;位于所述深阱区102内的漏极112,且所述漏极112和所述第一阱区105分别位于所述场氧层104的两侧,所述多晶硅场板111与所述漏极112通过第二导电结构113电互连;位于所述深阱区102内的源极114,所述源极114还位于衬底引出区103和所述第一阱区105之间;位于衬底100表面的介质层(图中未标出),所述介质层内具有导电层,所述导电层包括所述第一导电结构108、所述第二导电结构113,所述导电层还包括第三导电结构115、第四导电结构116和第五导电结构117,所述第三导电结构115与衬底引出区103电连接,所述第四导电结构116与所述源极114电连接,所述第五导电结构117与所述栅极结构电连接。
40.上述结构为基于bcd工艺制备得到的超高压ldmos器件。在bcd工艺中,cmos器件(图中未标出)的栅氧化层和ldmos器件的所述栅氧化层109共用同一次栅氧(gate oxide,gox)工艺沉积形成。由于cmos器件的电流密度对于栅氧化层的厚度的依赖程度较高,为了提高cmos器件的电流密度,通常需要减薄栅氧化层的厚度。但减薄cmos器件的栅氧化层的同时,也必然会导致ldmos器件的所述栅氧化层109也相应地减薄,使所述栅氧化层109在靠近多晶硅栅极110端(鸟嘴区a)的电场强度提升,在一定程度上提高了对器件的击穿电压进行测试时的击穿风险,造成“烧管”现象,同时,也会带来高温反相偏压试验(high temperature reverse bias,htrb)的失效风险。另外,随着耐压要求的提高,通常通过拉大漂移区长度来实现更高的电压,随着漂移区长度的增加,鸟嘴区a附近的电场也会越来越高,限制了器件的耐压提升。
41.为了解决上述问题,本发明提供的ldmos器件及其形成方法,在部分所述深阱区表面形成场氧结构,所述场氧结构包括若干相互分立的场氧层,所述若干场氧层在沿自所述源区向所述漏区的方向上排布,由于将场氧结构分成多个场氧层,在每个场氧层的始端或末端存在由于氧化层厚度变化带来的电场强度变化,从ldmos器件漂移区的横向的电场分布上看,所述电场分布在各场氧层的始端或末端处可能会产生若干电场峰值,所述电场峰值的大小可以根据场氧层的尺寸和场氧层的数量来调整,所述若干电场峰值拉大了器件的整体电场,从而在整体上提高器件的击穿电压性能;相应地,在同样的击穿电压性能要求下,所述场氧结构在“鸟嘴区”附近的纵向电场也会降低,进而提高器件的整体可靠性。
42.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
43.图2至图7是本发明一实施例的ldmos器件的形成方法各步骤的结构示意图。
44.请参考图2,提供衬底201,所述衬底201为第一导电类型。
45.所述第一导电类型包括n型或p型。本实施例中,所述第一导电类型为p型。
46.请继续参考图2,在所述衬底201内形成深阱区202,所述深阱区202为第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反。
47.所述第二导电类型包括n型或p型。本实施例中,所述第二导电类型为n型。
48.本实施例中,所述深阱区202的形成工艺包括:在所述衬底201表面形成掩膜层,所述掩膜层暴露出部分所述衬底201表面;以所述掩膜层为掩膜,向所述衬底201内注入掺杂离子;在向所述衬底201内注入掺杂离子之后,对所述衬底201进行高温处理,以形成所述深阱区202。
49.请参考图3和图4,图3为图4的俯视结构示意图,图4为图3中虚线框中沿ee1方向的
剖面结构示意图,在部分所述深阱区202表面形成场氧结构203,所述场氧结构203顶部表面高于所述衬底201顶部表面,所述场氧结构203包括第一场氧层203a、第二场氧层203b以及位于第一场氧层203a和所述第二场氧层203b之间的所述若干第三场氧层203c,所述第一场氧层203a、所述第二场氧层203b和所述若干第三场氧层203c均相互分立。
50.本实施例中,所述第一场氧层203a、所述第二场氧层203b和各个所述第三场氧层203c均呈环状。具体的,所述第二场氧层203b位于内侧,各个所述第三场氧层203c环绕所述第二场氧层203b,所述第一场氧层203a环绕所述若干第三场氧层203c。
51.后续,将在所述场氧结构203两侧分别形成源区和漏区,所述第一场氧层203a、所述若干第三场氧层203c和所述第二场氧层203b自所述漏区向所述源区方向排布,且环绕所述漏区设置。
52.所述若干第三场氧层203c的数量范围为0个至50个。本实施例中,所述第三场氧层203c的数量为两个。在其他实施例中,所述第三场氧层203c的尺寸和数量根据实际需要调整。
53.本实施例中,在沿自所述源区向所述漏区的方向上,所述第一场氧层203a的尺寸范围为0.1微米至10微米。
54.本实施例中,在沿自所述源区向所述漏区的方向上,所述第二场氧层203b的尺寸范围为0.1微米至10微米。
55.本实施例中,在沿自所述源区向所述漏区的方向上,各个所述第三场氧层203c的尺寸范围为0.1微米至10微米。
56.需要说明的是,本实施例中,所述第一场氧层203a、所述第二场氧层203b和各所述第三场氧层203c均分别呈环状,所述尺寸即为各场氧层所在的环状区域的宽度。
57.本实施例中,在形成所述场氧结构203之后,在所述场氧结构203下方的所述深阱区202内形成掺杂区204。在其他实施例中,在形成所述深阱区之后,且在形成所述场氧结构之前,在所述深阱区内形成掺杂区,所述掺杂区还位于后续形成的场氧结构下方。
58.所述掺杂区204使电流在所述掺杂区204上方和下方的漂移区具有两条电路通道,提高了器件的工作电流。
59.本实施例中,所述掺杂区204的形成工艺包括等离子注入工艺。
60.本实施例中,所述场氧结构203的形成工艺包括局部氧化隔离工艺。
61.本实施例中,所述场氧结构203的形成方法包括:在所述衬底201表面形成掩蔽层(图中未标出),所述掩蔽层暴露出部分衬底201表面;采用湿氧工艺在暴露出的所述衬底201表面形成所述场氧结构203;形成所述场氧结构203后,去除所述掩蔽层。
62.请参考图5和图6,图5为图6中虚线框中沿ee1方向的剖面结构示意图,图6为图5的俯视结构示意图,在所述深阱区202内形成体区205,所述体区205为第一导电类型,所述体区205与所述第一场氧层203a相邻;在部分所述场氧结构203表面形成第一栅场板206和第二栅场板208,所述第一栅场板206位于部分所述第一场氧层203a表面,且还延伸至部分所述体区205表面,所述第二栅场板208位于部分所述第二场氧层203b表面;在所述场氧结构203两侧形成源区209和漏区210,所述源区209位于所述体区205内,所述漏区210位于所述深阱区202内,所述源区209和所述漏区210为第二导电类型。
63.至此,由于将场氧结构203分成多个场氧层,在每个场氧层的始端或末端存在由于
氧化层厚度变化带来的电场强度变化,从ldmos器件漂移区的横向的电场分布上看,所述电场分布在各场氧层的始端或末端处可能会产生若干电场峰值,所述电场峰值的大小可以根据场氧层的尺寸和场氧层的数量来调整,所述若干电场峰值拉大了器件的整体电场,从而在整体上提高器件的击穿电压性能;相应地,在同样的击穿电压性能要求下,所述场氧结构203在“鸟嘴区”附近的纵向电场也会降低,进而提高器件的整体可靠性。
64.本实施例中,在形成所述场氧结构203之后,形成所述体区205。在其他实施例中,可以在形成所述深阱区之后,且在形成所述场氧结构之前,形成所述体区。
65.本实施例中,所述第一栅场板206和所述衬底201之间具有栅氧层207。
66.本实施例中,所述体区205环绕设置在所述漏区210的外侧。
67.本实施例中,所述场氧结构203,环绕设置在所述漏区210的外侧,且位于所述体区205内侧的所述深阱区202上;所述第二栅场板208,环绕设置在所述漏区210的外侧,且位于所述体区205内侧;所述第一栅场板206,环绕设置所述第二栅场板208外侧,且位于所述体区205内侧,并延伸至部分所述体区205表面。
68.本实施例中,还在所述体区205内形成引出区211,所述引出区211与所述源区209相接触,且所述引出区211较所述源区209远离所述场氧结构203,所述引出区211为第一导电类型。
69.需要说明的是,图5的俯视结构示意图中省略了所述引出区211。
70.本实施例中,在形成所述源区209、所述漏区210、所述引出区211之后,还请参考图7。
71.请在图6的基础上继续参考图7,在所述衬底201表面形成层间介质层(图中未示出);在所述层间介质层内形成导电结构,所述导电结构包括第一导电层212、第二导电层213和第三导电层214;所述第一导电层212与所述引出区211和所述源区209电连接,且所述第一导电层212延伸至所述第一栅场板206上方;所述第二导电层213与所述第二栅场板208、所述漏区210电连接;所述第三导电层214浮置,且位于所述第一导电层212和所述第二导电层213之间。
72.所述第一导电层212用于引出所述源区209,所述第二导电层213用于引出所述漏区210;同时,所述第一导电层212、所述第二导电层213和所述第三导电层214起到了金属场板的作用,进一步提高了器件的耐压能力。
73.本实施例中,在沿自所述源区209至所述漏区210的方向上,所述第三导电层214与所述第二导电层213之间的距离d范围为0.1微米至20微米。
74.本实施例中,所述第三导电层214位于至少一个所述第三场氧层203c上方。所述第三导电层214位于第三场氧层203c上方,以提高所述第三导电层214的金属场板的作用,增加器件的击穿电压性能。
75.本实施例中,所述ldmos器件的形状为圆形。其他实施例中,所述ldmos器件的形状可以为圆形、椭圆形或子弹型。
76.相应的,本发明实施例还提供一种采用上述方法所形成的ldmos器件,请继续参考图5和图7,包括:衬底201,所述衬底201为第一导电类型;位于所述衬底201内的深阱区202,所述深阱区202为第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反;位于所述深阱区202表面的场氧结构203,所述场氧结构203顶部表面高于所述衬底201顶部表面,所述
场氧结构203包括第一场氧层203a、第二场氧层203b以及位于所述第一场氧层203a和所述第二场氧层203b之间的若干第三场氧层203c,所述第一场氧层203a、所述第二场氧层203b和所述若干第三场氧层203c均相互分立;位于所述深阱区202内的体区205,所述体区205与所述第一场氧层203a相邻,且所述体区205为第一导电类型;位于部分所述第一场氧层203a表面和部分所述体区205表面的第一栅场板206;位于部分所述第二场氧层203b表面的第二栅场板208;位于所述场氧结构203两侧的源区209和漏区210,所述源区209位于所述体区205内,所述漏区210位于所述深阱区202内,所述源区209和所述漏区210为第二导电类型。
77.在所述ldmos器件中,由于将场氧结构203分成多个场氧层,在每个场氧层的始端或末端存在由于氧化层厚度变化带来的电场强度变化,从ldmos器件漂移区的横向的电场分布上看,所述电场分布在各场氧层的始端或末端处可能会产生若干电场峰值,所述电场峰值的大小可以根据场氧层的尺寸和场氧层的数量来调整,所述若干电场峰值拉大了器件的整体电场,从而在整体上提高器件的击穿电压性能;相应地,在同样的击穿电压性能要求下,所述场氧结构在“鸟嘴区”附近的纵向电场也会降低,进而提高器件的整体可靠性。
78.本实施例中,所述ldmos器件还包括:位于所述体区205的引出区211,所述引出区211与所述源区209相接触,且所述引出区211较所述源区209远离所述场氧结构203,所述引出区211为第一导电类型。
79.本实施例中,所述ldmos器件还包括:位于所述衬底201上的导电结构,所述导电结构包括第一导电层212、第二导电层213和第三导电层214;所述第一导电层212与所述引出区211和所述源区209电连接,且所述第一导电层212延伸至所述第一栅场板206上方;所述第二导电层213与所述第二栅场板208、所述漏区210电连接;所述第三导电层214浮置,且位于所述第一导电层212和所述第二导电层213之间。
80.所述第一导电层212、所述第二导电层213和所述第三导电层214起到了金属场板的作用,进一步提高了器件的耐压能力。
81.本实施例中,所述第三导电层214位于至少一个所述第三场氧层203c上方。所述第三导电层214位于第三场氧层203c上方,以提高所述第三导电层214的金属场板的作用,增加器件的击穿电压性能。
82.本实施例中,在沿自所述源区209至所述漏区210的方向上,所述第三导电层214与所述第二导电层213之间的距离d范围为0.1微米至20微米。
83.本实施例中,所述第一场氧层203a、所述第二场氧层203b和各个所述第三场氧层203c均呈环状,所述第一场氧层203a、所述若干第三场氧层203c和所述第二场氧层203b自所述漏区210向所述源区209方向排布,且环绕所述漏区210设置。
84.本实施例中,所述体区205环绕设置在所述漏区210的外侧;所述场氧结构203,环绕设置在所述漏区210的外侧,且位于所述体区205内侧的所述深阱区202上;所述第二栅场板208,环绕设置在所述漏区210的外侧,且位于所述体区205内侧;所述第一栅场板206,环绕设置所述第二栅场板208外侧,且位于所述体区205内侧,并延伸至部分所述体区205表面。
85.本实施例中,所述若干第三场氧层203c的数量范围为0个至50个;在沿自所述源区209向所述漏区210的方向上,所述第一场氧层203a的尺寸范围为0.1微米至10微米;在沿自所述源区209向所述漏区210的方向上,所述第二场氧层203b的尺寸范围为0.1微米至10微
米;在沿自所述源区209向所述漏区210的方向上,各个所述第三场氧层203c的尺寸范围为0.1微米至10微米。
86.本实施例中,所述ldmos器件还包括:位于所述场氧结构203下方的所述深阱区202内的掺杂区204。
87.所述掺杂区204使电流在所述掺杂区204上方和下方的漂移区具有两条电路通道,提高了器件的工作电流。
88.本实施例中,所述ldmos器件的形状为圆形。其他实施例中,所述ldmos器件的形状可以为圆形、椭圆形或子弹型。
89.图8至图10是本发明另一实施例的ldmos器件的形成方法各步骤的结构示意图。
90.请参考图8至图9,图8为图9的俯视结构示意图,图9为图8中沿dd1方向的剖面结构示意图,提供衬底301,所述衬底301为第一导电类型;在所述衬底301内形成深阱区302,所述深阱区302为第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反;在部分所述深阱区302表面形成场氧结构303,所述场氧结构303顶部表面高于所述衬底301顶部表面,所述场氧结构303包括第一场氧层303a、第二场氧层303b以及位于第一场氧层303a和第二场氧层303b之间的若干第三场氧层303c,所述第一场氧层303a、第二场氧层303b和若干第三场氧层303c均相互分立;在所述深阱区302内形成体区305,所述体区305为第一导电类型,所述体区305与所述第一场氧层303a相邻;在部分所述场氧结构303表面形成第一栅场板306和第二栅场板308,所述第一栅场板306位于部分所述第一场氧层303a表面,且还延伸至部分所述体区305表面,所述第二栅场板308位于部分所述第二场氧层303b表面;在所述场氧结构303两侧形成源区309和漏区310,所述源区309位于所述体区305内,所述漏区310位于所述深阱区302内,所述源区309和所述漏区310为第二导电类型。
91.本实施例中,还在所述体区305内形成引出区311,所述引出区311与所述源区309相接触,且所述引出区311较所述源区309远离所述场氧结构303,所述引出区311为第一导电类型。需要说明的是,在俯视结构图中,图8仅示出了所述体区305内的所述源区309,未示出所述引出区311。
92.在本实施例中,在形成所述场氧结构303之后,在所述场氧结构303下方的所述深阱区302内形成掺杂区304。在其他实施例中,在形成所述深阱区之后,且在形成所述场氧结构之前,在所述深阱区内形成掺杂区,所述掺杂区还位于后续形成的场氧结构下方。
93.本实施例中,所述第一栅场板306和所述衬底301之间具有栅氧层307。
94.本实施例中,所述体区305环绕设置在所述漏区310的外侧;所述场氧结构303,环绕设置在所述漏区310的外侧,且位于所述体区305内侧的所述深阱区302上;所述第二栅场板308,环绕设置在所述漏区310的外侧,且位于所述体区305内侧;所述第一栅场板306,环绕设置所述第二栅场板308外侧,且位于所述体区305内侧,并延伸至部分所述体区305表面。
95.本实施例与上一实施例的主要不同在于:ldmos器件的整体形状不同。
96.具体的,包括:所述衬底301包括沿第一方向x排布的第一区i、第二区ii和第三区iii;所述源区309包围所述漏区310,所述漏区310包括位于第一区i的第一漏区310a、位于所述第二区ii与所述第一漏区310a相接的若干第二漏区310b、以及位于所述第三区iii与所述第二漏区310b相接的若干第三漏区310c,一个第二漏区310b对应一个第三漏区310c,
所述第一漏区310a沿第二方向y延伸,所述第二漏区310b平行于所述第一方向x且沿所述第二方向y排布;所述第二栅场板308包括位于第一区i的第一栅部308a、位于所述第二漏区310b外侧的若干第一线栅部308b和位于所述第三区iii的第二栅部308c,一个所述第二漏区310b对应两条第一线栅部308b,所述若干第一线栅部308b平行于所述第一方向x,且沿第二方向y排布,所述第一栅部308a、所述第二栅部308c使所述若干第一线栅部308b连接到一起,并环绕设置于所述漏区310外侧;位于所述源区309内侧的所述第一栅场板306,所述第一栅场板306包括位于第一区i的第三栅部306a、位于所述第二漏区310b外侧的若干第二线栅部306b和位于所述第三区iii的第四栅部306c,一个所述第二漏区310b对应两条第二线栅部306b,所述若干第二线栅部306b平行于所述第一方向x,且沿第二方向y排布,所述第三栅部306a、所述第四栅部306c使所述若干第二线栅部306b连接到一起,并环绕设置于所述第二栅场板308外侧。
97.本实施例中,在形成所述源区309、所述漏区310和所述引出区311之后,还请在图9的基础上继续参考图10。
98.请参考图10,在所述衬底301表面形成层间介质层(图中未示出);在所述层间介质层内形成导电结构,所述导电结构包括第一导电层312、第二导电层313和第三导电层314;所述第一导电层312与所述引出区311和所述源区309电连接,且所述第一导电层312延伸至所述第一栅场板306上方;所述第二导电层313与所述第二栅场板308、所述漏区310电连接;所述第三导电层314浮置,且位于所述第一导电层312和所述第二导电层313之间。
99.本实施例中,所述ldmos器件具体的形成方法请参考上一实施例,在此不做赘述。
100.相应的,本发明实施例还提供一种采用上述方法所形成的ldmos器件,请继续参考图8。
101.本实施例与上一实施例的主要区别在于:ldmos器件的整体形状不同。
102.具体的,包括:所述衬底301包括沿第一方向x排布的第一区i、第二区ii和第三区iii;所述源区309包围所述漏区310,所述漏区310包括位于第一区i的第一漏区(图中未示出)、位于所述第二区ii与所述第一漏区相接的若干第二漏区(图中未示出)、以及位于所述第三区iii与所述第二漏区相接的若干第三漏区(图中未示出),一个第二漏区对应一个第三漏区,所述第一漏区沿第二方向y延伸,所述第二漏区平行于所述第一方向x且沿所述第二方向y排布;所述第二栅场板308包括位于第一区i的第一栅部308a、位于所述第二漏区310b外侧的若干第一线栅部308b和位于所述第三区iii的第二栅部308c,一个所述第二漏区对应两条第一线栅部308b,所述若干第一线栅部308b平行于所述第一方向x,且沿第二方向y排布,所述第一栅部308a、所述第二栅部308c使所述若干第一线栅部308b连接到一起,并环绕设置于所述漏区310外侧;位于所述源区309内侧的所述第一栅场板306,所述第一栅场板306包括位于第一区i的第三栅部306a、位于所述第二漏区310b外侧的若干第二线栅部306b和位于所述第三区iii的第四栅部306c,一个所述第二漏区310b对应两条第二线栅部306b,所述若干第二线栅部306b平行于所述第一方向x,且沿第二方向y排布,所述第三栅部306a、所述第四栅部306c使所述若干第二线栅部306b连接到一起,并环绕设置于所述第二栅场板308外侧。
103.需要说明的是,本实施例中仅示出了与所述第一漏区相接的两个第二漏区。在其他实施例中,所述第二漏区的数量可以大于两个。
104.本实施例中,所述第一方向x与所述第二方向y相互垂直。
105.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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