[发明专利]低导通电阻的超高压NLDMOS器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，特别是涉及一种低导通电阻的超高压NLDMOS的结构及其制备方法。

背景技术

在LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)器件中，导通电阻Rsp是一个重要的指标，在保证击穿电压及输出特性曲线等正常的情况下，Rsp越小越好。因此，为了制作高性能的开关LDMOS，需要采用各种方法减小LDMOS的Rsp。

目前，在超高压NLDMOS(例如：700V的NLDMOS)器件中，通常需要使用P-TOP(P降场层)来使NLDMOS器件达到其既定的击穿电压(Breakdown Voltage，BV)。为了减小超高压NLDMOS的导通电阻Rsp，需要在两个P-TOP之间留一个间隙，这样电流就可以从右边的P-TOP的上面和下面流动，最后汇聚在两个P-TOP的间隙处，流向沟道。此间隙的位置通常放置在LOCOS(场氧化层)的下面，如图1所示，这种放置间隙的方式虽然对LDMOS的BV没有影响，但实际上其从漏极到源极的双通道的长度并没有达到最大，离沟道还有一段距离，因此驱动电流没有达到最大，即导通电阻Rsp没有被优化到最小。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种低导通电阻的超高压NLDMOS器件，它结构简单，且导通电阻低。

为解决上述技术问题，本发明的低导通电阻的超高压NLDMOS器件，包含有两个P-TOP，这两个P-TOP之间的间隙位于该超高压NLDMOS器件源端的P阱与场氧化层边界之间的区域。

较佳的，两个P-TOP的边界分别置于所述场氧化层边界的两边。

本发明要解决的技术问题之二是提供上述超高压NLDMOS器件的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的低导通电阻的超高压NLDMOS器件的制备方法，包括以下步骤：

1)在P型衬底上注入磷；

2)高温推进形成深N阱；

3)热生长形成场氧化层；

4)硼注入，在源端形成P阱；

5)硼注入，形成P-TOP；

6)生长栅极氧化层，然后淀积多晶硅；通过刻蚀定义出多晶硅栅和多晶硅场板的位置，再淀积二氧化硅并刻蚀，形成有侧墙的多晶硅栅及多晶硅场板；

7)用多晶硅栅和场氧化层作为硬质掩模，在器件区注入磷或砷，形成源、漏的N+；

8)注入硼，形成P阱引出所需的P+。

本发明通过将超高压NLDMOS器件的两个P-TOP之间的间隙位置放置在靠近源端的P阱与LOCOS边界之间的区域，使漏极到源极的双通道的长度达到最长，从而使驱动电流达到了最大，导通电阻Rsp被优化到最小值。

附图说明

图1是现有的700V NLDMOS结构示意图。

图2是本发明实施例的700V NLDMOS的制作工艺流程示意图。

图3～5是三种不同结构的700V NLDMOS的电流流向对比图；其中，图3是两个P-TOP的边界分别置于LOCOS边界的两边的结构；图4是两个P-TOP的间隙位于P阱与LOCOS边界的正下方的结构；图5是两个P-TOP的间隙位于LOCOS的下方的结构(即图1的结构)。

图6是图3～5的三种不同结构的700V NLDMOS的漏端电流I_d与栅电压V_g的线性关系对比图。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现以700V的NLDMOS为例，结合图示的实施方式，对该700V NLDMOS的结构和制备方法详述如下：

如图2所示，本实施例的700V NLDMOS的制作工艺流程，包括以下步骤：

步骤1，如图2(a)所示，在P型衬底(P SUB)上注入磷，能量为100keV～300keV，剂量为10¹¹～10¹⁴cm^-2；然后再经过高温推进形成DNW(Deep N Well，深的N型阱)，温度为1000℃～1200℃，时间为100分钟～500分钟。

步骤2，如图2(b)所示，通过热生长形成场氧化层，场氧化层的厚度为同时，通过一次或多次硼注入，在源端形成P阱，注入的能量为0keV～2000keV，剂量为10¹¹～10¹⁵cm^-2。