Ldmos晶體管的形成方法及l(fā)dmos晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體領(lǐng)域，尤其涉及LDMOS晶體管的形成方法及LDMOS晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]橫向擴散金屬氧化物半導體晶體管(lateral diffus1n MOS, LDMOS),由于具備高擊穿電壓，與CMOS工藝兼容的特性，被廣泛應用于功率器件中。與傳統(tǒng)MOS晶體管相比，LDMOS器件在漏區(qū)與柵極之間至少有一個隔離結(jié)構(gòu)。LDMOS接高壓時，通過該隔離結(jié)構(gòu)來承受較高的電壓降，獲得高擊穿電壓的目的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種鰭式LDMOS晶體管，上述鰭式LDMOS晶體管的形成方法如下:
[0004]參考圖1和圖2，提供半導體襯底10，所述半導體襯底具有第一鰭部111、第二鰭部112和位于第一鰭部111和第二鰭部112之間的第三鰭部113。第三鰭部113的長度小于第一鰭部111和第二鰭部112。
[0005]在第一鰭部111和第三鰭部113之間形成第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121，第二鰭部112和第三鰭部113之間形成第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122。第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121和第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122的高度低于第一鰭部111至第三鰭部113的高度。
[0006]形成橫跨第一鰭部111的第一柵極結(jié)構(gòu)131，所述第一柵極結(jié)構(gòu)131覆蓋第一鰭部111的頂部和側(cè)壁。第一柵極結(jié)構(gòu)131還覆蓋部分第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121。其中，第一柵極結(jié)構(gòu)131為多晶娃柵極結(jié)構(gòu)，包括第一氧化娃層(圖未不)和位于第一氧化娃層上第一多晶石圭層。
[0007]形成橫跨第二鰭部112的第二柵極結(jié)構(gòu)132，所述第二柵極結(jié)構(gòu)132覆蓋第二鰭部112的頂部和側(cè)壁。第二柵極結(jié)構(gòu)132還覆蓋部分第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122。第二柵極結(jié)構(gòu)132也為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，包括第二氧化硅層(圖未示)和位于第二氧化硅層上第二多晶石圭層。
[0008]參考圖3，在第一柵極結(jié)構(gòu)131 —側(cè)的第一鰭部111內(nèi)形成第一源極凹槽141a，在第二柵極結(jié)構(gòu)132 —側(cè)的第二鰭部112內(nèi)形成第二源極凹槽142a。在第三鰭部113內(nèi)形成漏極凹槽15a。
[0009]參考圖4，在第一源極凹槽141a、第二源極凹槽142a形成鍺硅層，接著對所述鍺硅層進行離子注入，分別對應形成第一源極141和第二源極142。在漏極凹槽15a中形成鍺硅層，對漏極凹槽的鍺硅層進行離子注入，形成漏極15。其中鍺硅層都高于各鰭部，對應形成的源極和漏極也都高于各鰭部。
[0010]接著，參考圖5，形成介質(zhì)層16，覆蓋第一鰭部111、第一源極141、第一柵極結(jié)構(gòu)131、第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121、漏極15、第三鰭部113、第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122、第二柵極結(jié)構(gòu)132、第二源極142和第二鰭部112。
[0011]接著，參考圖6，去除第一柵極結(jié)構(gòu)131，在介質(zhì)層內(nèi)形成第一柵極結(jié)構(gòu)凹槽171a，所述第一柵極結(jié)構(gòu)凹槽171a底部露出第一鰭部111和部分第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121。去除第二柵極結(jié)構(gòu)132，在介質(zhì)層內(nèi)形成第二柵極結(jié)構(gòu)凹槽172a，所述第二柵極結(jié)構(gòu)凹槽172a底部露出第二鰭部112和部分第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122。
[0012]接著參考圖7，在第一柵極結(jié)構(gòu)凹槽171a內(nèi)填充第一鋁柵極結(jié)構(gòu)材料層，形成第一鋁柵極結(jié)構(gòu)171。其中，第一鋁柵極結(jié)構(gòu)171包括第一柵氧層(圖未示)和位于第一柵氧層上的第一鋁層。在第二柵極結(jié)構(gòu)凹槽172a內(nèi)填充第二鋁柵極結(jié)構(gòu)材料層，形成第二鋁柵極結(jié)構(gòu)172。其中，第二鋁柵極結(jié)構(gòu)172包括第二柵氧層(圖未示)和位于第二柵氧層上的笛一祀巨
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[0013]當LDMOS晶體管開啟時，在漏極15和第一源極141施加電壓，電流可由第一源極141流至漏極15的過程中，由于第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121的存在，LDMOS晶體管的電場分布被改變，第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)121承受了較大的電場。在漏極15和第二源極142施加電壓，電流可由第二源極142流至漏極15的過程中，由于第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122的存在，第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122周圍的電場分布被改變，第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)122承受了較大的電場。
[0014]然而，現(xiàn)有技術(shù)的鰭式LDMOS晶體管的性能不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式LDMOS晶體管的性能不佳。
[0016]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種LDMOS晶體管的形成方法，包括:
[0017]提供半導體襯底；
[0018]在所述半導體襯底內(nèi)形成漂移區(qū)；
[0019]在所述半導體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)部分覆蓋所述漂移區(qū)；
[0020]在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)形成源極材料層和漏極材料層，所述漏極材料層在所述漂移區(qū)內(nèi)；
[0021]對所述源極材料層和漏極材料層進行離子注入，形成源極和漏極。
[0022]可選的，所述半導體襯底還具有阱區(qū)，所述阱區(qū)包圍所述漂移區(qū)。
[0023]可選的，所述漂移區(qū)的注入類型與所述阱區(qū)的注入類型相反。
[0024]可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。
[0025]可選的，形成所述源極和所述漏極之后，還包括下列步驟:
[0026]在所述半導體襯底、源極、多晶硅柵極結(jié)構(gòu)和漏極上形成層間介質(zhì)層；
[0027]去除遠離漂移區(qū)一側(cè)的部分多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，在層間介質(zhì)層內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)凹槽；
[0028]在所述柵極結(jié)構(gòu)凹槽內(nèi)形成金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述金屬柵極結(jié)構(gòu)部分覆蓋所述漂移區(qū)，剩余的所述多晶硅柵極結(jié)構(gòu)在所述漂移區(qū)上，為第一阻擋層，所述第一阻擋層用于定義所述漏極的位置和寬度。
[0029]可選的，在所述多晶硅柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)形成源極材料層和漏極材料層的步驟之前，還包括:在所述多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的周圍形成側(cè)墻。
[0030]可選的，形成源極材料層和漏極材料層之前，還包括:在所述柵極結(jié)構(gòu)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè)形成第二阻擋層，所述第二阻擋層的厚度等于所述柵極結(jié)構(gòu)的厚度，所述第二阻擋層用于定義所述源極的位置和寬度。
[0031]可選的，所述第二阻擋層在所述源極的兩側(cè)，定義所述源極的位置和寬度，或者，所述第二阻擋層在所述源極的與所述柵極結(jié)構(gòu)相背的一側(cè)，與所述柵極結(jié)構(gòu)定義所述源極的位置和寬度。
[0032]可選的，所述第二阻擋層為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。
[0033]可選的，還包括:形成源極材料層和漏極材料層之前，在所述第二阻擋層周圍形成側(cè)墻。
[0034]可選的，在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)形成源極材料層和漏極材料層，包括:
[0035]以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)進行刻蝕形成源極凹槽和漏極凹槽；
[0036]在所述源極凹槽內(nèi)形成源極材料層；
[0037]在所述漏極凹槽內(nèi)形成漏極材料層。
[0038]可選的，所述LDMOS晶體管為PMOS晶體管時，所述源極材料層和所述漏極材料層為鍺娃層；所述LDMOS晶體管為NMOS晶體管時,所述源極材料層和所述漏極材料層為碳化石圭層。
[0039]可選的，在形成源極材料層和漏極材料層之前，在所述柵極結(jié)構(gòu)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè)形成第二阻擋材料層，或者，在所述柵極結(jié)構(gòu)的另一側(cè)的漂移區(qū)上形成第一阻擋材料層；
[0040]對第一阻擋材料層及所述第一阻擋材料層下的半導體襯底進行刻蝕，在所述第一阻擋材料層內(nèi)形成第一通孔，并在所述半導體襯底內(nèi)形成漏極凹槽，剩余的第一阻擋材料層為第一阻擋層，或者，
[0041]對第二阻擋材料層及所述第二阻擋材料層下的半導體襯底進行刻蝕，在所述第二阻擋材料層內(nèi)形成第二通孔，并在半導體襯底內(nèi)形成源極凹槽，剩余的第二阻擋材料層為第二阻擋層；
[0042]在所述第一通孔側(cè)壁形成側(cè)墻或者在所述第二通孔側(cè)壁形成側(cè)墻；
[0043]在所述漏極凹槽內(nèi)形成漏極材料層或者在所述源極凹槽內(nèi)形成源極材料層。
[0044]可選的，在形成源極材料層和漏極材料層之前，在所述柵極結(jié)構(gòu)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè)形成第二阻擋材料層和在所述柵極結(jié)構(gòu)的另一側(cè)的漂移區(qū)上形成第一阻擋材料層；
[0045]對第一阻擋材料層及其下的半導體襯底進行刻蝕，在所述第一阻擋材料層內(nèi)形成第一通孔，并在半導體襯底內(nèi)形成漏極凹槽，剩余的第一阻擋材料層為第一阻擋層；
[0046]對第二阻擋材料層及其下的半導體襯底進行刻蝕，在所述第二阻擋材料層內(nèi)形成第二通孔，并在半導體襯底內(nèi)形成源極凹槽，剩余的第二阻擋材料層為第二阻擋層；
[0047]在所述第一通孔側(cè)壁形成側(cè)墻和在所述第二通孔側(cè)壁形成側(cè)墻；
[0048]在所述漏極凹槽內(nèi)形成漏極材料層和在源極凹槽內(nèi)形成源極材料層。
[0049]可選的，所述第一阻擋層和所述第二阻擋層為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。
[0050]可選的，兩個相鄰的所述LDMOS晶體管共漏極或者分別具有漏極。
[0051]本發(fā)明還提供一種LDMOS晶體管，包括:
[0052]半導體襯底，位于所述半導體襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)的源極和漏極；
[0053]所述LDMOS晶體管還包括:
[0054]漂移區(qū)，所述漂移區(qū)位于所述半導體襯底內(nèi)，所述柵極結(jié)構(gòu)部分覆蓋所述漂移區(qū)，且所述漏極位于所述漂移區(qū)內(nèi)。
[0055]LDMOS晶體管還包括:
[0056]第一阻擋層，在所述柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的所述漂移區(qū)上，用于定義所述漏極的位置和覽度;
[0057]第二阻擋層，在所述柵極結(jié)構(gòu)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè)，用于定義所述源極的位置和寬度。
[0058]可選的，所述第一阻擋層和所述第二阻擋層為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。
[0059]可選的，兩個相鄰的所述LDMOS晶體管共漏極或者分別具有漏極。
[0060]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0061]在半導體襯底內(nèi)形成了漂移區(qū)代替了現(xiàn)有技術(shù)中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，漂移區(qū)周圍的電場分布被改變，可以承受較大電場。另外，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的成分一般是氧化硅，源極和漏極材料層是無法在氧化硅層上形成的。半導體襯底內(nèi)正因為有漂移區(qū)的存在，不會有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。因此，在半導體襯底內(nèi)形成漏極材料層時，可以防止淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中氧化硅層對漏極材料層的形成產(chǎn)生影響，從而可以提高漏極材料層的性能，進而提高了后續(xù)形成的LDMOS的性能。
【附圖說明】
[0062]圖1是現(xiàn)有技