[发明专利]高压LDMOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压LDMOS(Laterally Diffused Metal OxideSemiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)器件。

背景技术

对高压LDMOS器件而言，击穿电压(Breakdowm Voltage，BV)和比导通电阻(on-resistance，Rsp)是一对很重要的需要平衡的技术指标。高压DMOS器件的耐压和比导通电阻取决于外延层的掺杂浓度、厚度及漂移区长度的折衷选择。高的击穿电压要求厚的轻掺杂外延层和长的漂移区，而低的比导通电阻则要求薄的重掺杂外延层和短的漂移区，因此必须选择最佳外延参数和漂移区长度，以便在满足一定的源漏击穿电压的前提下，得到最小的比导通电阻。

而对于SCR(Silicon Controlled Rectifiers，可控硅整流)器件而言，由于特定条件下负微分电阻的特性，当器件开通后具有很强的导电能力，比导通电阻较小，但是其器件开通所需电压较高，比较难以开通。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具有高击穿电压和低的比导通电阻的高压LDMOS器件。为此，本发明还要提供所述高压LDMOS器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明高压LDMOS器件的结构为：在低掺杂衬底中具有漂移区和体区，漂移区的掺杂类型与衬底相反，体区的掺杂类型与衬底相同；在漂移区的表面具有漂移区反型层，漂移区反型层的掺杂类型与漂移区相反；在体区的表面具有隔离结构一；在漂移区的表面具有隔离结构二，隔离结构二还在漂移区反型层之上；在漂移区的表面还具有隔离结构三和隔离结构四；在体区和隔离结构二之上具有多晶硅栅极和多晶硅场板；多晶硅栅极的一端在体区之上，另一端在隔离结构二之上；多晶硅场板在隔离结构二之上；在体区之中具有体电极引出端和源区引出端，体电极引出端在隔离结构一和源区引出端之间，掺杂类型与源区引出端相反；源区引出端在体电极引出端和多晶硅栅极之间，掺杂类型与体区相反；在漂移区之中具有漏区引出端和反型掺杂环，漏区引出端的掺杂类型与漂移区的掺杂类型相同，反型掺杂环的掺杂类型与漏区引出端相反；所述反型掺杂环从俯视角度呈现为环形围绕着漏区引出端，从剖视角度则呈现为两段相互间隔的结构，其中的一段结构在隔离结构二和隔离结构三之间；漏区引出端10在隔离结构三和隔离结构四之间；源极、栅极和漏极均为金属电极；源极的底部同时接触体电极引出端和源极引出端；栅极的底部接触多晶硅栅极；漏极的底部同时接触漏端多晶硅场板、反型掺杂环和漏区引出端。

制造上述高压LDMOS器件的方法包括如下步骤：

第1步，在低掺杂衬底上采用光刻工艺和离子注入工艺形成漂移区，漂移区的掺杂类型与衬底相反；

第2步，在低掺杂衬底上采用光刻工艺和离子注入工艺形成体区，体区的掺杂类型与衬底相同；

第3步，在漂移区上采用光刻工艺和离子注入工艺形成漂移区反型层，漂移区反型层的掺杂类型与漂移区相反；

第4步，在硅片表面形成多个隔离结构，其中隔离结构一在体区的表面，隔离结构二在漂移区的表面且在漂移区反型层之上，隔离结构三、隔离结构四都在漂移区的表面；

第5步，在硅片表面先生长一层栅氧化层，再淀积一层多晶硅，刻蚀该层多晶硅和栅氧化层从而形成多晶硅栅极和漏端多晶硅场板；多晶硅栅极的一端在体区之上，另一端在隔离结构二之上；漏端多晶硅场板则在隔离结构二之上；

第6步，在体区和漂移区进行重掺杂离子注入形成源区引出端和漏区引出端，离子注入的类型与漂移区的类型相同；源区引出端在体区之中且靠近多晶硅栅极的一端；漏区引出端在漂移区之中且在隔离结构三和隔离结构四之间；

第7步，在体区和漂移区进行与源极、漏极掺杂类型相反的离子注入，形成体电极引出端和围绕漏区引出端的环形掺杂区；体电极引出端在体区之中且在隔离结构一和源区引出端之间；环形掺杂区又称反型掺杂环或异型掺杂环，在漂移区之中且围绕着漏区引出端，从俯视角度观察呈现环形，从剖视角度则呈现为两段相互间隔的结构；其中环形掺杂区的一段结构在隔离结构二和隔离结构三之间，漏区引出端在隔离结构三和隔离结构四之间；

第8步，先淀积介电层，然后刻蚀出接触孔，并在接触孔中填充金属电极，形成最终器件；金属电极包括源极、栅极和漏极；源极的底部同时接触体电极引出端和源极引出端；栅极的底部接触多晶硅栅极；漏极的底部同时接触漏端多晶硅场板、反型掺杂环和漏区引出端。