专利名称：高压p型ldmos结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术，特别涉及一种高压P型LDMOS结构及其制造方法。
背景技术：
高压P型LDMOS (横向双扩散金属氧化物半导体管)的传统结构，在漏端漂移区(drain drift)为p型讲，其下会有深N型讲(Deep N well, DNff)注入，以作为隔离用途。在垂直方向上看，形成了 PNP (P drift-DNW-P型衬底)结构，其穿通问题一直是高压PLDMOS器件的研发难点。图1为传统的P型LDMOS结构剖面图。区域I为证垂直方向上的PNP(Pdrift-DNW-P型衬底)结构。区域2为等势环(guard ring)到隔离环(Isolation ring)的有效隔离区域。在硅衬底上形成有一深N阱，在所述深N阱的左部内形成有一 N阱，在所述N阱上形成源端及体端，在所述深N阱的右部内形成有一 P漂移区，在所述P漂移区上形成漏端，在所述P漂移区右侧的深N阱内形成等势环(guard ring)，在所述深N阱两侧分别形成P型隔离环(isolation ring)。传统的高压P型LDMOS的制造方法包括以下步骤:一.在P型硅衬底上进行N型离子注入及扩散，注入磷P离子的剂量为6E12 1E13个/CM2，能量为IOOOKev 2000Kev，扩散的温度为1100。。 1200°C、时间为5 10小时，形成一深N讲；二.在所述深N阱的右部内进行P离子注入及扩散，形成P漂移区；在所述深N阱的两侧进 行P离子注入及扩散，形成P型隔离环(isolation ring)；三 形成浅沟槽隔离STI ；四.在所述深N阱的左部内进行N离子注入，形成N阱；五 多晶硅栅形成；六.在所述p漂移区上形成漏端，在所述N阱上形成源端及体端。传统的高压P型LDMOS的制造方法，采用较高掺杂浓度的深N型阱注入条件(6E12 1E13 个 /CM2,能量为 IOOOKev 2000Kev)，并伴随强的推阱(thermal drive-1n)工艺(温度为1100°C 1200°C，时间为5 10小时)，使深N型阱(De印N well,DNW)在垂直方向上浓(体浓度达到1E15 1E16个/CM3)而深(深度由器件的耐压要求和P漂移区的结深决定)，来确保PNP (P drift-DNW-P型衬底)的穿通要求，较深的深N型阱会使器件与器件之间的隔离出现问题，由于P型隔离环(isolation ring)同深N型阱直接相邻，必须通过增加P型埋层或增大隔离环(Isolation ring)的面积，来确保器件之间的隔离。但是这种增加成本和牺牲面积的做法对于芯片设计者来说很不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，能在确保高压P型LDMOS器件垂直方向上的PNP穿通问题的同时大幅减少隔离环的面积。
为解决上述技术问题，本发明的提供了一种高压P型LDMOS结构，在P型硅衬底上形成有一深N阱，在所述深N阱的左部内形成有一 N阱，在所述N阱上形成源端及体端，在所述深N阱的右部内形成有一 P漂移区，在所述P漂移区上形成漏端，所述深N阱的左右两侧相邻接分别形成有左侧浅N阱和右侧浅N阱，在左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧分别形成有P型隔离环。左侧浅N阱内形成有等势环。浅N阱的深度可以为所述深N阱的深度的四分之一到二分之一。为解决上述技术问题，本发明的还提供了一种高压P型LDMOS结构的制造方法，包括以下步骤:一.在P型硅衬底上进行N型离子注入及扩散，形成一深N阱；二.在所述深N阱的左右两侧相邻接区域进行N型离子注入及扩散，分别形成左侦哦N阱和右侧浅N阱；三.在所述深N阱的右部内进行P离子注入及扩散，形成P漂移区；在所述左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧进行P离子注入及扩散，形成P型隔离环；四.形成浅沟槽隔离；五.在所述深N阱的左部内进行N离子注入，形成N阱；六.多晶硅栅形成；七.在所述P漂移区上形成漏端，在所述N阱上形成源端及体端，还在所述右侧浅N阱内形成等势环。本发明的高压P型LDMOS结构及其制造方法，P漂移区下为由高掺杂浓度的注入条件，并伴随强的推讲(thermal drive-1n)工艺形成的深N讲,深N讲在垂直方向上浓而深，来确保PNP(P drift-DNW-P型衬底)的穿通需求；而在与隔离环相邻的区域采用浅N阱工艺经弱推阱工艺形成比所述深N阱浅的浅N阱，使器件的等势环到隔离环的区域的N阱与P型衬底结深变浅，对于浅的N型结深，可采取P型阱来隔离，通过使用高掺杂浓度P型阱即可以使隔离环的面积大幅减少，从而能够在确保高压P型LDMOS器件垂直方向上的PNP穿通需求的同时大幅减少隔离环的面积。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。图1是传统的P型LDMOS结构剖面图；图2是本发明的高压P型LDMOS结构一实施方式示意图。
具体实施例方式本发明的高压P型LDMOS结构一实施方式剖面图如图2所示，区域I为垂直方向上的PNP(P drift-DNW-P型衬底)结构，区域2为等势环(guard ring)到隔离环(Isolationring)的有效隔离区域。在P型硅衬底上形成有一深N阱(De印N well，DNW)，在所述深N阱的左部内形成有一 N阱，在所述N阱上形成源端及体端，在所述深N阱的右部内形成有一P漂移区，在所述P漂移区上形成漏端，所述深N阱的左右两侧相邻接分别形成有左侧浅N阱(shallow N well, SNW)和右侧浅N阱，在左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧分别形成有P型隔离环(isolation ring),左侧浅N讲内并形成有等势环(guard ring)；较佳的，浅N阱的深度为所述深N阱的深度的四分之一到二分之一，P型隔离环掺杂浓度较高。本发明的高压P型LDMOS结构的制造方法一实施方式，包括以下步骤: 一.在P型硅衬底上进行N型离子注入及扩散，形成一深N阱，如注入磷离子的剂量为6E12 1E13个/CM2，能量为IOOOKev 2000Kev，扩散的温度为1100。。 1200。。、时间为5 10小时；二.在所述深N阱的左右两侧相邻接区域进行N型离子注入及扩散，分别形成左侧浅N阱和右侧浅N阱，较佳的，浅N阱的深度为所述深N阱的深度的二分之一到四分之三.在所述深N阱的右部内进行P离子注入及扩散，形成P漂移区；在所述左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧进行P离子注入及扩散，形成P型隔离环(isolationring)；四.形成浅沟槽隔离STI ；五.在所述深N阱的左部内进行N离子注入，形成N阱；六.多晶硅栅形成；七.在所述p漂移区上形成漏端，在所述N阱上形成源端及体端，在所述右侧浅N讲内形成等势环(guard ring)。本发明的高压P型LDMOS结构及其制造方法，P漂移区下为由高掺杂浓度的注入条件，并伴随强的推讲(thermal drive-1n)工艺形成的深N讲,深N讲在垂直方向上浓而深，来确保PNP(P drift-DNW-P型衬底)的穿通需求；而在与隔离环相邻的区域采用浅N阱工艺经弱推阱工艺形成比所述深N阱浅的浅N阱，使器件的等势环到隔离环的区域的N阱与P型衬底结深变浅，对于浅的N型结深，可采取P型阱来隔离，通过使用高掺杂浓度P型阱即可以使隔离环的面积大幅减少，从而能够在确保高压P型LDMOS器件垂直方向上的PNP穿通需求的同时大幅减少隔离环的面积。
权利要求
1.一种高压P型LDMOS结构，在P型硅衬底上形成有一深N讲，在所述深N阱的左部内形成有一 N阱，在所述N阱上形成源端及体端，在所述深N阱的右部内形成有一 P漂移区，在所述P漂移区上形成漏端，其特征在于， 所述深N阱的左右两侧相邻接分别形成有左侧浅N阱和右侧浅N阱，在左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧分别形成有P型隔离环。
2.根据权利要求1所述的高压P型LDMOS结构，其特征在于，左侧浅N阱内形成有等势环。
3.根据权利要求1所述的高压P型LDMOS结构，其特征在于，浅N阱的深度为所述深N阱的深度的四分之一到二分之一。
4.一种高压P型LDMOS结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 一.在P型硅衬底上进行N型离子注入及扩散，形成一深N阱； 二.在所述深N阱的左右两侧相邻接区域进行N型离子注入及扩散，分别形成左侧浅N阱和右侧浅N阱； 三.在所述深N阱的右部内进行P离子注入及扩散，形成P漂移区；在所述左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧进行P离子注入及扩散，形成P型隔离环； 四.形成浅沟槽隔离； 五.在所述深N阱的左部内进行N离子注入，形成N阱； 六.多晶硅栅形成； 七.在所述P漂移区上形成漏端，在所述N阱上形成源端及体端。
5.根据权利要求4所述的高压P型LDMOS结构的制造方法，其特征在于， 步骤七中，还在所述右侧浅N阱内形成等势环。
6.根据权利要求4所述的高压P型LDMOS结构的制造方法，其特征在于， 浅N阱的深度为所述深N阱的深度的二分之一到四分之一。
全文摘要
本发明公开了一种高压P型LDMOS结构，在P型硅衬底上形成有一深N阱，在所述深N阱的左部内形成有一N阱，在所述N阱上形成源端及体端，在所述深N阱的右部内形成有一P漂移区，在所述P漂移区上形成漏端，所述深N阱的左右两侧相邻接分别形成有左侧浅N阱和右侧浅N阱，在左侧浅N阱的左侧及右侧浅N阱的右侧分别形成有P型隔离环。本发明还公开了一种高压P型LDMOS结构的制造方法。本发明，能在确保高压P型LDMOS器件垂直方向上的PNP穿通问题的同时大幅减少隔离环的面积。
文档编号H01L29/78GK103107191SQ201110353370
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者刘剑, 段文婷, 孙尧, 陈瑜, 陈华伦 申请人:上海华虹Nec电子有限公司