一种NLDMOS器件及其制造方法转让专利

申请号 : CN201210005120.1

文献号 : CN103199110B

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发明人 : 刘冬华石晶胡君董金珠韩峰段文婷

申请人 : 上海华虹宏力半导体制造有限公司

摘要 :

本发明公开了一种NLDMOS器件包括P型衬底上部并列形成有P阱和N阱,P阱和N阱上部分别形成有N+区,N阱中N+区的旁侧形成有场氧区,场氧层形成于P阱、N阱和场氧区的上方,场氧层上方形成有多晶硅层,隔离侧墙形成于场氧层和多晶硅层的两侧;其中,场氧区下方形成有P型埋层。本发明还公开了一种NLDMOS器件的制造方法。本发明的NLDMOS器件通过在进行P型源漏注入时,将N漂移区的部分区域打开,使P型源漏注入时部分注入较深的杂质注入到N漂移区下方形成一个P型埋层,使NLDMOS器件击穿电压由20伏特以下增加到30伏特以上。

权利要求 :

1.一种NLDMOS器件,包括P型衬底上部并列形成有P阱和N阱,P阱和N阱上部分别形成有N+区,N阱中N+区的旁侧形成有场氧区,场氧层形成于P阱、N阱和场氧区的上方,场氧层上方形成有多晶硅层,隔离侧墙形成于场氧层和多晶硅层的两侧;其特征是:场氧区下方形成有P型埋层,所述P型埋层与所述场氧区相邻。

2.如权利要求1所述的NLDMOS器件,其特征是:所述场氧层厚度为115埃~160埃。

3.如权利要求1所述的NLDMOS器件,其特征是:所述多晶硅层厚度为2000埃。

4.如权利要求1所述的NLDMOS器件,其特征是:所述隔离侧墙厚度为2500埃~3500埃。

5.如权利要求1至4任意一项所述的NLDMOS器件,其特征是:所述P型埋层具有硼。

6.一种NLDMOS器件的制造方法,包括:(1)在P型衬底上进行局部氧化形成场氧区;

(2)在P型衬底上注入形成P阱和N阱;

(3)在P阱、N阱和场氧区的上方生长场氧层;

(4)在场氧层上方淀积多晶硅层;

(5)淀积二氧化硅,干法刻蚀形成隔离侧墙;

(6)在P阱和N阱中注入形成N+区,N阱中的N+区与场氧区相邻;

其特征是:在步骤(5)和(6)之间增加步骤,(A)注入P型杂质在场氧区底部形成P型埋层,所述P型埋层与所述场氧区相邻。

7.如权利要求6所述的NLDMOS器件制造方法,其特征是:实施步骤(3)时,生长场氧层厚度为115埃~160埃。

8.如权利要求6所述的NLDMOS器件制造方法,其特征是:实施步骤(4)时,淀积多晶硅厚度为2000埃。

9.如权利要求6所述的NLDMOS器件制造方法,其特征是:实施步骤(5)时,淀积二氧化硅厚度为2500埃~3500埃。

10.如权利要求6所述的NLDMOS器件制造方法,其特征是:实施步骤(A)时,注入硼杂

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质,剂量为1E13/cm~5E13/cm ,能量为120keV~150keV。

说明书 :

一种NLDMOS器件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造领域,特别是涉及一种NLDMOS器件。本发明还涉及一种NLDMOS器件的制造方法。

背景技术

[0002] DMOS与CMOS器件结构类似,也有源、漏、栅等电极,但是漏端击穿电压高。DMOS主要有两种类型,垂直扩散金属氧化物半导体场效应管VDMOSFET和横向扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET。在高压功率集成电路中常采用高压LDMOS满足耐高压、实现功率控制等方面的要求,常用于射频功率电路。LDMOS与晶体管相比,在关键的器件特性方面,如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等方面优势很明显。LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用。
[0003] 在BCD工艺中,DMOS虽然与CMOS集成在同一块芯片中,但由于高耐压和低导通电阻的要求,DMOS的本底区和漂移区的条件往往无法与CMOS现有的工艺条件共享。其主要原因是,DMOS在高耐压的情况下,需要漂移区的掺杂浓度低,从而实现在漏端有高压偏置时,漂移区全部耗尽来增加漏端到本底之间的耗尽区宽度来分压,并产生平坦的电场分布,使一次击穿电压得以提高。CMOS的要求则是P阱(相对于NMOS)或N阱(相对于PMOS)的浓度要高,这样可以提高器件与器件之间的隔离耐压和抑制Latch-up(闩锁)效应。如图1所示,一种现有的NLDMOS器件,其耐压主要受P阱与N阱之间形成的PN结击穿电压所限制,其耐压能力只有20伏特以下。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种5伏CMOS工艺中的NLDMOS器件耐压能达到30伏特以上。为此,本发明还提供了一种NLDMOS器件的制造方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的NLDMOS器件包括:P型衬底上部并列形成有P阱和N阱,P阱和N阱上部分别形成有N+区,N阱中N+区的旁侧形成有场氧区,场氧层形成于P阱、N阱和场氧区的上方,场氧层上方形成有多晶硅层,隔离侧墙形成于场氧层和多晶硅层的两侧;其中,场氧区下方形成有P型埋层。
[0006] 所述场氧层厚度为115埃~160埃。
[0007] 所述多晶硅层厚度为2000埃。
[0008] 所述隔离侧墙厚度为2500埃~3500埃。
[0009] 所述P型埋层具有硼。
[0010] 本发明NLDMOS器件的制造方法,包括:
[0011] (1)在P型衬底上进行局部氧化形成场氧区;
[0012] (2)在P型衬底上注入形成P阱和N阱;
[0013] (3)在P阱、N阱和场氧区的上方生长场氧层;
[0014] (4)在场氧层上方淀积多晶硅层;
[0015] (5)淀积二氧化硅,干法刻蚀形成隔离侧墙;
[0016] (6)在P阱和N阱中注入形成N+区,N阱中的N+区与长氧区相邻;
[0017] 其中,在步骤(5)和(6)之间具有步骤(A)注入P型杂质在场氧区底部形成P型埋层;
[0018] 余下其他工艺步骤与5伏CMOS工艺相同,完成此NLDMOS的制作。
[0019] 其中,实施步骤(3)时,生长场氧层厚度为115埃~160埃。
[0020] 其中,实施步骤(4)时,淀积多晶硅厚度为2000埃。
[0021] 其中,实施步骤(5)时,淀积二氧化硅厚度为2500埃~3500埃。
[0022] 其中,实施步骤(6)时,注入硼杂质,剂量为1E13/cm2~5E13/cm2,能量为120keV~150keV。
[0023] 本发明在5伏CMOS工艺中设计了一种NLDMOS器件采用P阱作为本底区(P-Body),N阱作为N漂移区(N-Drift),其他所有工艺条件(比如源和漏)与5伏CMOS工艺相同。本发明的NLDMOS器件在不改变任何工艺条件和增加光罩的情况下,通过在进行P型源漏注入时,将N漂移区的部分区域打开,使P型源漏注入时部分注入较深的杂质注入到N漂移区下方形成一个P型埋层,这个P型埋层与N型漂移区形成PN结,这个结的空间耗尽区能够使漂移区全部耗尽,从而分担在漏端所施加电压的大部分电压,使NLDMOS器件击穿电压由20伏特以下增加到30伏特以上。

附图说明

[0024] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0025] 图1是一种现有NLDMOS器件。
[0026] 图2是本发明的NLDMOS器件。
[0027] 图3是本发明制造方法的流程图。
[0028] 图4是本发明制造方法示意图一,显示步骤(1)形成的器件。
[0029] 图5是本发明制造方法示意图二,显示步骤(2)形成的器件。
[0030] 图6是本发明制造方法示意图三,显示步骤(3)、(4)形成的器件。
[0031] 图7是本发明制造方法示意图四,显示步骤(5)形成的器件。
[0032] 图8是本发明制造方法示意图五,显示步骤(6)形成的器件。

具体实施方式

[0033] 如图2所示,本发明的NLDMOS器件包括:P型衬底上部并列形成有P阱和N阱,P阱和N阱上部分别形成有N+区,N阱中N+区的旁侧形成有场氧区,厚度为115埃的场氧层形成于P阱、N阱和场氧区的上方,场氧层上方形成有厚度为2000埃的多晶硅层,厚度为2500埃的隔离侧墙形成于场氧层和多晶硅层的两侧;其中,场氧区下方形成具有硼杂质的P型埋层。
[0034] 如图3所示,本发明NLDMOS器件的制造方法,包括:
[0035] (1)如图4所示,在P型衬底上进行局部氧化形成场氧区;
[0036] (2)如图5所示,在P型衬底上注入形成P阱和N阱;
[0037] (3)如图6所示,在P阱、N阱和场氧区的上方生长厚度为115埃~160埃的场氧层;
[0038] (4)在场氧层上方淀积厚度为2000埃的多晶硅层;
[0039] (5)如图7所示,淀积厚度为2500埃~3500埃的二氧化硅,干法刻蚀形成隔离侧墙;
[0040] (6)如图8所示,注入硼杂质,剂量为1E13/cm2~5E13/cm2,能量为120keV~150keV,在场氧区底部形成P型埋层;
[0041] (7)在P阱和N阱中注入形成N+区,N阱中的N+区与长氧区相邻,形成如图2所示器件;
[0042] 余下其他工艺步骤与5伏CMOS工艺相同,完成此NLDMOS的制作。
[0043] 以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。