[发明专利]一种LDMOS器件结构及其制作方法

说明书

一种LDMOS器件结构，包括：第一导电类型的衬底，形成在衬底上的第一导电类型的外延层；形成在外延层中的第二导电类型的漂移区；第一导电类型的阱区，自外延层的表面延伸到衬底中；第一导电类型的沟道区，形成在漂移区中并位于漂移区与阱区之间；第二导电类型的源区，位于阱区和沟道区中；以及第二导电类型的漏区，位于漂移区中，位于沟道区上方的栅极，其间形成有栅极绝缘层；其中，自外延层的靠近表面处还形成有沟槽，沟槽部分地覆盖漂移区及沟道区，沟槽填充有氧化物构成的沟槽填充区域。本发明还公开一种制作该LDMOS器件结构的方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域。更具体地，涉及一种LDMOS器件结构及其制作方法。

背景技术

横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(Lateral Double DiffusedMOSFET)是一种市场需求大，发展前景广阔的射频功率放大器件。在射频无线通信领域，基站和长距离发射机几乎全部使用硅基LDMOS高功率晶体管；此外，LDMOS还广泛应用于射频放大器，如HF、VHF和UHF通信领域、脉冲雷达、工业、科学和医疗应用、航空电子和WiMAXTM通信系统等领域。

随着LDMOS器件尺寸的减小，器件的栅氧厚度、结深、沟道长度的减小，器件在高压环境下，必然会产生高电场区域，MOSFET沟道中电场场强增加，载流子这种强电场的作用下将获得很高的能量，这些高能载流子称为“热载流子”。热载流子撞击晶格原子，发生碰撞电离现象，产生次级电子空穴对，其中，部分空穴成为衬底电流，部分载流子可以越过Si/SiO₂势垒，形成栅极电流，在Si/SiO₂处产生界面态和栅氧内产生陷阱，使得器件导致器件性能，如阈值电压、跨导以及线性区/饱和区电流的退化，从而影响器件的使用寿命，甚至导致器件失效。

因此，需要提供一种能够防止热载流子效应的产生、优化漂移区电场分布从而提高器件寿命的LDMOS器件结构及其制作方法，从而可以更好地应用于射频电路中以及需要进行高电压控制的电路中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止热载流子效应的产生、优化漂移区电场分布从而提高器件寿命的LDMOS器件结构及其制作方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种LDMOS器件结构，包括：第一导电类型的衬底，形成在衬底上的第一导电类型的外延层；形成在外延层中的第二导电类型的漂移区；第一导电类型的阱区，自外延层的表面延伸到衬底中；第一导电类型的沟道区，形成在漂移区中并位于漂移区与阱区之间；第二导电类型的源区，位于阱区和沟道区中；以及第二导电类型的漏区，位于漂移区中，位于沟道区上方的栅极，其间形成有栅极绝缘层；其中，自外延层的靠近表面处还形成有沟槽，沟槽部分地覆盖漂移区及沟道区，沟槽填充有氧化物构成的沟槽填充区域。

优选地，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型；或者第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。

优选地，沟槽的深度为

优选地，LDMOS器件结构还包括栅极侧墙，位于栅极两侧。

优选地，栅极包括形成在栅极绝缘层上的多晶硅层和形成在多晶硅层上的金属硅化物层。

优选地，LDMOS器件结构还包括：覆盖漂移区表面及栅极表面的介质层；位于绝缘层中部分地覆盖栅极及漂移区的屏蔽环。