术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种LDMOS器件，其特征在于，包括: N+埋层，形成于P型硅衬底上； P+埋层，形成于所述N+埋层的部分区域上方，所述P+埋层的底部和所述N+埋层接触；N型外延层，形成于所述硅衬底表面，所述N型外延层的底部分别后所述N+埋层和所述P+埋层接触； P型扩散层，形成于所述P+埋层顶部的所述N型外延层中，所述P型扩散层的P型杂质由所述P+埋层向所述N型外延层中扩散形成； 浅沟槽场氧层，形成于所述N型外延层上并用于有源区的隔离； P阱，形成于所述N型外延层中，所述P阱和所述P型扩散层相隔一段距离；N阱，形成于所述P型扩散层中；在所述N阱和所述P阱之间隔离有一个所述浅沟槽场氧层，令该浅沟槽场氧层为第一浅沟槽场氧层，所述N阱和所述第一浅沟槽场氧层自对准；N型注入层，形成于所述N型外延层中，所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触，所述N型注入层的第二侧延伸到所述P型扩散层中并将所述第一浅沟槽场氧层和所述N阱包围； P型辅助耗尽层，形成于所述N型注入层下方，所述P型辅助耗尽层的第一侧和所述P阱的侧面接触，所述P型辅助耗尽层的第二侧和所述P型扩散层的侧面接触，所述P阱辅助耗尽层的顶部和所述N型注入层接触； 栅极结构，由形成于所述N型外延层表面的栅介质层和多晶硅栅组成，所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述第一浅沟槽场氧层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道；源区，由形成于所述P阱中的N+区组成，所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准；漏区，由形成于所述N阱中的N+区组成，所述漏区和所述第一浅沟槽场氧层自对准； P型衬底引出区，由形成于所述P阱中的P+区组成，用于引出所述P阱； 由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层、所述P型扩散层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区；所述N型注入层的掺杂浓度越高，所述LDMOS器件的导通电阻越低；所述P型辅助耗尽层和所述P型扩散层用于从底部对所述N型注入层进行耗尽，所述P型辅助耗尽层的掺杂浓度大于所述P型扩散层的掺杂浓度使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
2.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于:所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷，注入能量为50KeV?600KeV，注入剂量范围为IellcnT2?lel3cm_2。
3.如权利要求1所述的LDMOS器件，其特征在于:所述P型辅助耗尽层的离子注入的注入杂质为硼，注入能量为800KeV?1500KeV，注入剂量范围为IellcnT2?lel3cm_2。
4.一种LDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、采用离子注入工艺在P型硅衬底上形成N+埋层； 步骤二、采用离子注入工艺在所述N+埋层的部分区域上方形成P+埋层，所述P+埋层的离子注入区域由光刻工艺定义； 步骤三、在形成有所述N+埋层和所述P+埋层的所述硅衬底表面形成N型外延层，所述N型外延层的底部分别后所述N+埋层和所述P+埋层接触； 步骤四、进行热推进工艺将所述P+埋层的P型杂质向所述P+埋层顶部的所述N型外延层中扩散并形成P型扩散层； 步骤五、在所述N型外延层上形成浅沟槽场氧层，所述浅沟槽场氧层用于隔离出有源区； 步骤六、光刻打开P阱注入区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P阱，所述P阱和所述P型扩散层相隔一段距离；光刻打开N阱注入区域并在该区域进行N型离子注入在所述P型扩散层中形成N阱，在所述N阱和所述P阱之间隔离有一个所述浅沟槽场氧层，令该浅沟槽场氧层为第一浅沟槽场氧层，所述N阱和所述第一浅沟槽场氧层自对准； 步骤七、光刻打开N型注入层区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层中形成N型注入层，所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触，所述N型注入层的第二侧延伸到所述P型扩散层中并将所述第一浅沟槽场氧层和所述N阱包围； 步骤八、光刻打开P型辅助耗尽层区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P型辅助耗尽层，所述P型辅助耗尽层位于所述N型注入层下方，所述P型辅助耗尽层的第一侧和所述P阱的侧面接触，所述P型辅助耗尽层的第二侧和所述P型扩散层的侧面接触，所述P阱辅助耗尽层的顶部和所述N型注入层接触； 步骤九、在所述N型外延层表面依次淀积栅介质层和多晶硅栅，对所述多晶硅栅和所述栅介质层进行光刻刻蚀形成栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述第一浅沟槽场氧层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道； 步骤十、进行N+源漏离子注入形成源区和漏区，所述源区位于所述P阱中，所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准；所述漏区位于所述N阱中，所述漏区和所述第一浅沟槽场氧层自对准；进行P+离子注入形成P型衬底引出区，所述P型衬底引出区位于所述P阱中，用于引出所述P阱； 由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层、所述P型扩散层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区；所述N型注入层的掺杂浓度越高，所述LDMOS器件的导通电阻越低；所述P型辅助耗尽层和所述P型扩散层用于从底部对所述N型注入层进行耗尽，所述P型辅助耗尽层的掺杂浓度大于所述P型扩散层的掺杂浓度使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于:步骤七中所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷，注入能量为50KeV?600KeV，注入剂量范围为IellcnT2?lel3cm_2。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于:步骤八中所述P型辅助耗尽层的离子注入的注入杂质为硼，注入能量为800KeV?1500KeV，注入剂量范围为IellcnT2?lel3cm_2。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于:所述P型硅衬底的电阻率为0.007欧姆?厘米?0.013欧姆.厘米。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于:所述LDMOS器件的制造工艺集成在B⑶工艺中，所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P阱和所述B⑶工艺中的CMOS器件的P阱工艺相同且同步形成，所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N阱和所述B⑶工艺中的CMOS器件的N阱工艺相同且同步形成，所述LDMOS器件的制造工艺中的所述N+源漏离子注入和所述B⑶工艺中的CMOS器件的N+源漏离子注入相同且同步形成，所述LDMOS器件的制造工艺中的所述P型衬底引出区的所述P+源漏离子注入和所述BCD工艺中的CMOS器件的P+源漏离子注入相同且同步形成；所述LDMOS器件的制造工艺中的所述栅极结构的形成工艺和所述B⑶工艺中的CMOS器件的栅极结构的形成工艺相同且同步形成。
【专利摘要】本发明公开了一种LDMOS器件，在由N型外延层组成的漂移区中增加了高剂量的N型杂质注入形成的N型注入层，在N型注入层的靠近源端一侧的下方形成有高剂量的P型杂质注入形成的P型辅助耗尽层，在N型注入层的靠近源端一侧形成有利用P+埋层的杂质在N型外延层中扩散形成的P型扩散层。本发明还公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明能够降低器件的导通电阻、增加器件的导通电流，同时能降低漂移区的表面电场强度、增加器件的击穿电压，能集成在BCD工艺中、不需要增加额外工艺成本。
【IPC分类】H01L29-06, H01L21-336, H01L29-78
【公开号】CN104659090
【申请号】CN201310574832
【发明人】钱文生, 石晶, 慈朋亮, 刘冬华
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月18日