横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法。

背景技术：
横向扩散金属氧化物半导体(lateraldiffusionmetaloxidesemiconductor，简称LDMOS)晶体管在操作时具有高击穿电压(breakdownvoltage)以及低的开启电阻(on-stateresistance),因此,无论是在典型的电源集成电路上,或是在智能型电源集成电路上，横向扩散金属氧化物半导体晶体管都扮演着极为重要的角色。现有技术中的LDMOS的结构示意图如图1和图2所示,图1是现有技术中的横向扩散金属氧化物半导体器件的俯视图,图2为图1中沿线AA'的剖面图。LDMOS包括衬底100、第一导电类型的第一阱102、第二导电类型的第二阱103、第二导电类型的漏区105、第二导电类型的源区106、第一导电类型的接触区107以及栅极结构108,有源区通过隔离结构110进行隔离。所述漏区105位于所述第二阱103中，作为所述横向扩散金属氧化物半导体器件的漏极，所述源区106位于所述第一阱102中，作为所述横向扩散金属氧化物半导体器件的源极，所述接触区107位于所述第一阱102中，用于连接所述横向扩散金属氧化物半导体器件的沟道。所述栅极结构108覆盖部分所述第一阱102和部分所述第二阱103,一般的,所述栅极结构108由栅极介电层181和栅极182组成。但是在实际的应用中，现有技术中的LDMOS存在双峰效应,如图3所示,在图3中,横坐标代表栅极电压Vg，纵坐标代表电流Id，在整个Id-Vg曲线中出现两个峰值(图中虚线区域所示)，称之为双峰效应。它的表现是在次临界区(sub-threshold),MOS(金属氧化物半导体)还没有开启时(Vg<Vt),晶体管出现了明显的漏电(I-leakage)。这种漏电的提前出现,会直接导致晶体管的失效和产品的低良品率。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法，能够有效地避免双峰效应，从而提高横向扩散金属氧化物半导体器件的性能。为解决上述技术问题，本发明提供一种横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底中具有源极有源区，所述源极有源区具有第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一部分、第二部分以及第三部分在第一方向上依次排列；制备隔离结构，所述隔离结构用于隔离有源区；在所述衬底中形成第一阱、第二阱以及第三阱，所述源极有源区的第一部分和第二部分位于所述第一阱内，所述源极有源区的第三部位于所述第二阱内，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置；在所述第二阱中形成漏区，在所述源极有源区的第一部分内形成源区，在所述第一阱中形成接触区；在部分所述第一阱和部分所述第二阱上形成栅极结构，所述栅极结构覆盖所述源极有源区的第二部分和第三部分；其中，所述衬底、第一阱、第三阱和接触区均为第一导电类型参杂，所述第二阱、漏区和源区均为第二导电类型参杂。进一步的，在所述衬底中形成第一阱、第二阱以及第三阱的步骤中，先形成所述第三阱，再形成所述第一阱。进一步的，所述第三阱的掺杂浓度为1015cm-3-1017cm-3。进一步的，所述第三阱的深度大于所述第一阱的深度。进一步的，所述第三阱的边缘离所述源极有源区的第二部分的边缘在第二方向上的距离为50nm～1μm。进一步的，所述第三阱的边缘离所述第二阱的边缘在第一方向上的距离为50nm～1μm。进一步的，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型；或所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。进一步的，所述隔离结构为浅槽隔离结构。与现有技术相比，本发明提供的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法具有以下优点：本发明提供的横向扩散金属氧化物半导体器件，在所述衬底中形成第三阱，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置，与现有技术相比，由于所述第三阱的注入，使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子掺杂浓度高于所述源极有源区的其它位置。当在后续的制备工艺中，当所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度有所损失时，所述第三阱的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度不低于其它位置，从而避免双峰效应，提高横向扩散金属氧化物半导体器件的性能。附图说明图1是现有技术中的横向扩散金属氧化物半导体器件的俯视图；图2为图1中沿线AA'的剖面图；图3是现有技术中的横向扩散金属氧化物半导体器件的Id-Vg关系曲线图；图4为图1中沿线BB'的剖面图；图5为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法的流程图；图6a-图6g为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法中各步骤中器件的示意图；图7为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的Id-Vg关系曲线图；图8是本发明另一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的俯视图。具体实施方式现有技术的横向扩散金属氧化物半导体器件中，所述横向扩散金属氧化物半导体器件在使用中存在双峰效应，使得所述横向扩散金属氧化物半导体器件失效和低良品率。发明人经过对现有技术横向扩散金属氧化物半导体器件的深入研究发现，在制备所述隔离结构110时，在所述隔离结构110的边缘会出现凹槽120，如图4所示，由于所述凹槽120的存在，使得在后续的制备工艺中，图4中圆圈区域内的所述第一阱102的离子浓度比圆圈区域外的所述第一阱102的离子浓度低，从而造成双峰效应。发明人进一步研究发现，可以在所述衬底中形成第三阱，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上(BB’线所在的方向)的边缘位置，由于所述第三阱的注入，使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子掺杂浓度高于所述源极有源区的其它位置。当在后续的制备工艺中，当图4中圆圈区域内的离子浓度有所损失时，所述第三阱的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得图4中圆圈区域内的离子浓度不低于其它位置，从而避免双峰效应，提高横向扩散金属氧化物半导体器件的性能。下面将结合示意图对本发明的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明的核心思想在于提供一种横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法，在所述衬底中形成第三阱，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置，由于所述第三阱的注入，使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子掺杂浓度高于所述源极有源区的其它位置，当在后续的制备工艺中，当所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度有所损失时，所述第三阱的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度不低于其它位置。所述横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法具体包括：步骤S11，提供衬底，所述衬底中具有源极有源区，所述源极有源区具有第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一部分、第二部分以及第三部分在第一方向上依次排列；步骤S12，在所述衬底中形成第一阱、第二阱以及第三阱，所述源极有源区的第一部分和第二部分位于所述第一阱内，所述源极有源区的第三部位于所述第二阱内，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置；步骤S13，制备隔离结构，所述隔离结构用于隔离有源区；步骤S14，在所述第二阱中形成漏区，在所述源极有源区的第一部分内形成源区，在所述第一阱中形成接触区；步骤S15，在部分所述第一阱和部分所述第二阱上形成栅极结构，所述栅极结构覆盖所述源极有源区的第二部分和第三部分。以下结合图5和图6a-图6g具体说明本实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法，其中，图5为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法的流程图，图6a-图6g为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的制造方法中各步骤中器件的示意图。如图5所示，首先，进行步骤S11，提供衬底200，所述衬底200中具有源极有源区201，所述源极有源区201具有第一部分210、第二部分212以及第三部分213，所述第一部分210、第二部分212以及第三部分213在第一方向X上依次排列，如图6a所述。接着，进行步骤S12，制备隔离结构210，所述隔离结构210用于隔离有源区，其中，有源区为本领域常规意义的有源区，包括接触区、源极有源区201以及漏区，如图6b所示。在本实施例中，所述隔离结构210为浅槽隔离结构。然后，进行步骤S13，在所述衬底200中形成第一阱202、第二阱203以及第三阱204，所述源极有源区201的第一部分210和第二部分212位于所述第一阱202内，所述源极有源区201的第三部213位于所述第二阱203内，所述第三阱204至少位于所述源极有源区201的第二部分212在第二方向Y上的边缘位置，如图6c所示。图6d为图6c中沿线CC'的剖面图，由于所述第三阱204的注入，所述第三阱204的注入的离子会扩散到所述源极有源区201的第二部分212内，使得所述源极有源区201的第二部分212在第二方向上的边缘位置(即图6d中的圆圈区域)的离子掺杂浓度高于所述源极有源区201的其它位置，当在后续的制备工艺中，当图6d中的圆圈区域的离子浓度有所损失时，所述第三阱204的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得图6d中的圆圈区域的离子浓度不低于其它位置。在本步骤中，所述第一阱202、第二阱203以及第三阱204的形成顺序不做具体限制，可以，先形成所述第一阱202、再形成第二阱203，最后形成第三阱204。在本实施例中，先形成所述第三阱204，再形成所述第一阱202，最后形成第二阱203，有利于与线上的工艺步骤整合。其中，所述第三阱204的掺杂浓度较佳的为1015cm-3-1017cm-3，可以有效的补偿损失的离子，但所述第三阱204的掺杂浓度并不限于为1015cm-3-1017cm-3，只要所述第三阱204的掺杂浓度能补偿损失的离子，亦在本发明的思想范围之内。在本实施例中，所述第三阱204的深度大于所述第一阱202的深度，有利于有效的补偿损失的离子，但所述第三阱204的深度还可以小于所述第一阱202的深度。其中，所述第三阱204的边缘可以与第二部分212的边缘相重合，也可以与所述第二阱203的边缘相重合，但为了避免之间的电影响，较佳的，所述第三阱204的边缘离所述源极有源区201的第二部分212的边缘在第二方向Y上的距离a为50nm～1μm，所述第三阱204的边缘离所述第二阱203的边缘在第一方向X上的距离b为50nm～1μm，但，距离a和距离b并不限于上述数据，只要能使得所述第三阱204的离子扩散到图6d中的圆圈区域，亦在本发明的思想范围之内。随后，进行步骤S14，在所述第二阱203中形成漏区205，在所述源极有源区201的第一部分210内形成源区206，在所述第一阱202中形成接触区207，如图6e所示。最后，如图6f所示，进行步骤S15，在部分所述第一阱202和部分所述第二阱203上形成栅极结构208，所述栅极结构208覆盖所述源极有源区201的第二部分212和第三部分213。图6g为图6f中沿线DD'的剖面图，在制备所述隔离结构210时，在所述隔离结构210的边缘会出现凹槽220，由于所述凹槽220的存在，使得在后续的制备工艺中，图6g圆圈区域内的所述第一阱202的离子浓度会有损失，但由于所述第三阱204的注入，所述第三阱204的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得图6g圆圈区域内的离子浓度不低于其它位置，从而避免双峰效应，提高横向扩散金属氧化物半导体器件的性能。图7为本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的Id-Vg关系曲线图，在图7中，横坐标代表栅极电压Vg，纵坐标代表电流Id，在图7中，整个Id-Vg曲线没有出现双峰，说明本发明一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件能有很到的避免双峰效应。在本实施例中，所述衬底200、第一阱202、第三阱204和接触区207均为第一导电类型参杂，所述第二阱203、漏区205和源区206均为第二导电类型参杂。进一步的，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型；或所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。本发明并不限于以上实施例，其中，所述第三阱204的大小和形状并不做具体限制，如图8所示，图8是本发明另一实施例的横向扩散金属氧化物半导体器件的俯视图，图中相同的标号与图6g中的意思相同，当所述第三阱204的形状为图8所示的结构时，所述第三阱204的注入亦可以对离子浓度的损失提供补偿，亦在本发明的思想范围之内。另外，还可以先制备所述第二阱、第三阱，随后，制备隔离结构，再制备第一阱；或，先制备隔离结构，随后，制备所述第二阱、第三阱，再制备第一阱，亦在本发明的思想范围之内。综上所述，本发明提供一种横向扩散金属氧化物半导体器件的制备方法，在所述衬底中形成第三阱，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置。与现有技术相比，本发明提供的横向扩散金属氧化物半导体器件具有以下优点：本发明提供的横向扩散金属氧化物半导体器件，在所述衬底中形成第三阱，所述第三阱至少位于所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置，与现有技术相比，由于所述第三阱的注入，使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子掺杂浓度高于所述源极有源区的其它位置。当在后续的制备工艺中，当所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度有所损失时，所述第三阱的注入可以对离子浓度的损失提供补偿，从而使得所述源极有源区的第二部分在第二方向上的边缘位置的离子浓度不低于其它位置，从而避免双峰效应，提高横向扩散金属氧化物半导体器件的性能。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。