橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別是涉及一種高壓LDMOS器件，還涉及一種高壓LDMOS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)器件的主要特征是在溝道區(qū)和漏區(qū)之間有一段較長的輕摻雜漂移區(qū)，該漂移區(qū)的摻雜類型與漏區(qū)一致，可以起到分擔(dān)擊穿電壓的作用。
[0003]超級結(jié)LDMOS是將傳統(tǒng)LDMOS的低摻雜N型漂移區(qū)替換為交替排布的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)。理論上，由于P/N柱區(qū)之間的電荷補償，超級結(jié)LDMOS可以獲得很高的擊穿電壓，而摻雜濃度更高的N型柱區(qū)則可以獲得較低的導(dǎo)通電阻，因此超級結(jié)LDMOS可以在高擊穿電壓和低導(dǎo)通電阻之間取得很好的平衡。
[0004]超級結(jié)LDMOS實質(zhì)上相當(dāng)于在漂移區(qū)植入了 pn結(jié)，當(dāng)器件工作在最大擊穿電壓下時，漂移區(qū)能夠盡可能完全耗盡，這樣，除了 N型柱區(qū)承擔(dān)了主要的電壓外，pn結(jié)界面處的耗盡層亦承擔(dān)了部分電壓，故較之傳統(tǒng)的LDMOS能夠承擔(dān)更高的擊穿電壓。
[0005]為了使得器件能獲得高擊穿電壓，可以縮小P/N柱區(qū)的寬度，增加P/N柱區(qū)的深度。但是過深的柱區(qū)勢必伴隨高能量的離子注入，造成器件內(nèi)部的損傷，且柱區(qū)內(nèi)部雜質(zhì)分布不均勻，從而降低器件的實際抗擊穿能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要提供一種能夠承受較高擊穿電壓的橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
[0007]—種橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，包括襯底、襯底內(nèi)第二摻雜類型的埋層區(qū)、所述埋層區(qū)上第二摻雜類型的阱區(qū)、所述阱區(qū)上的柵區(qū)、位于柵區(qū)兩側(cè)的第一摻雜類型的源區(qū)和漏區(qū)、以及超級結(jié)結(jié)構(gòu)，所述源區(qū)設(shè)于所述阱區(qū)內(nèi)，所述漏區(qū)設(shè)于所述超級結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述柵區(qū)包括柵氧層和柵氧層上的柵極，所述第一摻雜類型和第二摻雜類型為相反的導(dǎo)電類型，所述超級結(jié)結(jié)構(gòu)包括多個N柱和P柱，所述N柱和P柱在水平且垂直于源區(qū)和漏區(qū)連線的方向上交替排列，每個N柱包括上下對接的頂層N區(qū)和底層N區(qū)，每個P柱包括上下對接的頂層P區(qū)和底層P區(qū)。
[0008]在其中一個實施例中，所述第一摻雜類型為N型，所述第二摻雜類型為P型。
[0009]在其中一個實施例中，還包括設(shè)于所述阱區(qū)內(nèi)的P型的體引出區(qū)，所述體引出區(qū)設(shè)于所述源區(qū)遠(yuǎn)離漏區(qū)的一側(cè)。
[0010]在其中一個實施例中，所述N柱包括長條N柱和交錯N柱，所述長條N柱沿所述源區(qū)和漏區(qū)的連線方向延伸，在水平且垂直于源區(qū)和漏區(qū)連線的方向上間隔排列，相鄰的兩長條N柱之間被所述交錯N柱和P柱填充，所述交錯N柱和P柱在所述源區(qū)和漏區(qū)的連線方向上交替排列。
[0011]還有必要提供一種橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法。
[0012]一種橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法，包括下列步驟:提供襯底；在襯底內(nèi)形成第二摻雜類型的埋層區(qū)，以及多個底層N區(qū)和底層P區(qū)，所述底層N區(qū)和底層P區(qū)在二維坐標(biāo)系的第一維方向上交替排列；在所述底層N區(qū)、底層P區(qū)和埋層區(qū)上外延形成外延層；向所述外延層內(nèi)注入雜質(zhì)離子并推結(jié)，形成頂層N區(qū)、頂層P區(qū)及第二摻雜類型的阱區(qū)；推結(jié)后，每個頂層N區(qū)與一個底層N區(qū)上下對接形成N柱，每個頂層P區(qū)與一個底層P區(qū)上下對接形成P柱，阱區(qū)與埋層區(qū)上下對接；在所述阱區(qū)上形成柵氧層和柵極；形成第一摻雜類型的源區(qū)、漏區(qū)和第二摻雜類型的體引出區(qū)；所述源區(qū)和漏區(qū)形成于所述柵氧層的兩側(cè)，所述源區(qū)和漏區(qū)的連線方向為二維坐標(biāo)系的第二維方向。
[0013]在其中一個實施例中，所述第一摻雜類型為N型，所述第二摻雜類型為P型。
[0014]在其中一個實施例中，所述N柱包括長條N柱和交錯N柱，所述長條N柱的延伸方向為所述第二維方向，并在所述第一維方向上間隔排列，相鄰的兩長條N柱之間被所述交錯N柱和P柱填充，所述交錯N柱和P柱在所述第二維方向上交替排列。
[0015]在其中一個實施例中，所述體弓I出區(qū)設(shè)于所述源區(qū)遠(yuǎn)離漏區(qū)的一側(cè)。
[0016]上述LDMOS器件，將超級結(jié)結(jié)構(gòu)的N柱和P柱分解為兩次注入形成，即通過第一次注入形成底層N區(qū)/P區(qū)，外延后再通過第二次注入形成頂層N區(qū)/P區(qū)，每次注入時所需的結(jié)深只為傳統(tǒng)工藝的一半，因此可以采用較低的注入能量來形成很深的P柱、N柱，從而提高器件的擊穿電壓。同樣的道理，其在高溫推結(jié)時推結(jié)時間也較短，從而可以節(jié)約制造成本。漂移區(qū)的超級結(jié)為P柱和N柱相互交錯的結(jié)構(gòu)，使得器件在反向耐壓時相互耗盡，正向?qū)〞r通過漂移區(qū)的頂層N區(qū)導(dǎo)電，從而實現(xiàn)高擊穿電壓。
【附圖說明】
[0017]圖1是實施例1中橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1所示橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖；
[0019]圖3是實施例2中橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是圖3所示橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的漂移區(qū)的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0022]實施例1:
[0023]圖1是實施例1中橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖，包括襯底10、襯底內(nèi)第二摻雜類型的埋層區(qū)32、埋層區(qū)32上第二摻雜類型的阱區(qū)34、阱區(qū)34上的柵區(qū)(圖1未示)、位于柵區(qū)兩側(cè)的第一摻雜類型的源區(qū)41和漏區(qū)43、以及超級結(jié)結(jié)構(gòu)的漂移區(qū)。在本實施例中，第一摻雜類型為N型，第二摻雜類型為P型。源區(qū)41設(shè)于阱區(qū)34內(nèi)，漏區(qū)43設(shè)于超級結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)，柵區(qū)包括柵氧層(圖1未示)和柵氧層上的柵極(圖1未示)。超級結(jié)結(jié)構(gòu)包括多個N柱和P柱，N柱和P柱在水平且垂直于源區(qū)41和漏區(qū)43的連線方向上交替排列，即N柱和P柱在圖1中二維坐標(biāo)系XOY的X軸方向上交替排列。每個N柱包括上下對接的頂層N區(qū)23和底層N區(qū)21，每個P柱包括上下對接的頂層P區(qū)24和底層P區(qū)(圖1中未示)。圖1所示實施例中還包括設(shè)于阱區(qū)34內(nèi)的P型的體引出區(qū)44，體引出區(qū)44設(shè)于源區(qū)41遠(yuǎn)離漏區(qū)43的一側(cè)。其中，體引出區(qū)44的摻雜濃度大于阱區(qū)34的摻雜濃度，漏區(qū)43的摻雜濃度大于頂層N區(qū)23的摻雜濃度。
[0024]圖2是圖1所示橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖，包括下列步驟:
[0025]S110，提供襯底。
[0026]襯底可以采用SOI襯底、體硅襯底或藍(lán)寶石襯底等各種類型的襯底。
[0027]S120，在襯底內(nèi)形成第二摻雜類型的埋層區(qū)，以及多個底層N區(qū)和底層P區(qū)。
[0028]通過習(xí)知的離子注入或其它工藝，形成P型的埋層區(qū)32作為埋層P阱，同時在漂移區(qū)形成多個底層N區(qū)21和多個底層P區(qū)，底層N區(qū)21和底層P區(qū)在X軸方向上交替排列。
[0029]S130，