一种横向扩散半导体器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种横向扩散半导体器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体行业的迅猛发展，PIC(Power Integrated Circuit,功率集成电路)不断在多个领域中使用，如电机控制、平板显示驱动控制、电脑外设的驱动控制等等，PIC电路中所使用的功率器件中，DMOS (Double Diffused M0SFET，双扩散金属氧化物半导体场效应管)具有工作电压高、工艺简单、易于同低压CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor,互补金属氧化物半导体)电路在工艺上兼容等特点而受到广泛关注。
[0003]DMOS主要有两种类型垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管VDM0SFET (verticaldouble-diffused MOSFET，简称VDM0S)和横向双扩散金属氧化物半导体场效应LDM0SFET(lateral double-diffused MOSFET，简称 LDM0S)。LDMOS 由于更容易与 CMOS 工艺兼容而在业内被广泛地采用。
[0004]横向扩散金属氧化物半导体晶体管(Lateral Diffus1n Metal OxideSemiconductor, LDMOS)在集成电路涉及以及制造中有着重要的地位，例如高压横向扩散金属氧化物半导体晶体管(HV LDMOS)便被广泛使用在薄膜晶体管液晶显示屏的驱动芯片中。一般而言，LDMOS晶体管在使用上需要具有较高的源漏击穿电压(Breakdown Voltagebetween Drain and Source, BVDS)与低的开启电阻，以提高元件的效能。
[0005]现有技术中所述LDMOS的结构如图1a所述，所述结构中包括半导体衬底101，位于所述半导体衬底101中的体区103和漂移区102，所述体区103和漂移区102之间相互隔离，所述LDMOS还包括栅极结构，所述栅极结构部分位于所述体区103上，部分位于所述漂移区102上，在所述漂移区102中，所述栅极结构的下方还形成有浅沟槽隔离结构，在所述体区103和漂移区102中，所述栅极结构的两侧还形成有源漏区，其中所述漏区位于所述浅沟槽隔离的外侧，远离所述栅极结构的一侧，随着对器件性能要求的提高，为了提高常规LDMOS的击穿电压，大都是延长STI的长度Fx，但是增加STI的长度Fx之后，开态电阻(Rdson)会迅速增加。常规LDMO的漂移区需要与栅极部分重叠，增大了寄生电容Cgd，限制了 LDMOS的开关速度。
[0006]此外，现有技术中还有如图1b所示的结构，在所述LDMOS中也形成有体区103、漂移区102以及栅极结构，还有源漏，其中区别在于，在所述LDMOS中没有形成图1a中所述的浅沟槽隔离结构，而是在所述浅沟槽隔离结构的衬底的上方形成有SAB104，来隔开所述栅极结构和所述漏区，以降低开态电阻(Rdson)，但是所述结构带来了新的问题，所述结构会使器件的击穿电压受到影响。
[0007]因此，现有技术中为了提高所述LDMOS器件的性能，对所述结构以及制备方法都进行了改进，但是仍然存在很多弊端，提高器件的击穿电压之后会使开态电阻(Rdson)和寄生电容Cgd迅速增加；降低开态电阻(Rdson)，后又使器件的击穿电压受到影响，不能同时解决上述问题，所以需要对现有技术中的制备方法和结构进行改进。
【发明内容】
[0008]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0009]本发明提供了一种横向扩散半导体器件的制备方法，包括:提供半导体衬底，在所述半导体衬底中形成有横向隔离的体区和漂移区，所述半导体衬底上还形成有相互隔离的栅极结构和虚拟栅极结构，其中，所述栅极结构部分位于所述体区上，部分位于所述漂移区上，所述虚拟栅极结构位于所述漂移区上；
[0010]执行源漏注入步骤，以在所述栅极结构一侧的所述体区中形成源区，在所述虚拟栅极结构远离所述源区的一侧的所述漂移区中形成漏区；
[0011]在所述源区和所述漏区上方分别形成源区金属层和漏区金属层，以形成电连接，其中所述源区金属层向所述漏区延伸，以形成场板结构。
[0012]作为优选，形成所述栅极结构和所述虚拟栅极结构的方法为:
[0013]沉积栅极介电层，所述栅极介电层部分位于所述体区上，部分位于所述漂移区上；
[0014]在所述栅极介电层上形成栅极材料层并图案化，形成具有间隙的栅极和虚拟栅极；
[0015]在所述栅极和所述虚拟栅极的侧壁上形成间隙壁，以形成所述栅极结构和所述虚拟栅极结构。
[0016]作为优选，在执行源漏注入之前，所述方法还包括:
[0017]在所述栅极和所述虚拟栅极间的间隙下方的漂移区中形成掺杂区，所述掺杂区的掺杂类型和所述漂移区的掺杂类型相反。
[0018]作为优选，所述掺杂区的形成方法为:
[0019]形成LDD离子注入光罩，执行LDD离子注入，在所述体区和所述漂移区中形成浅掺杂源漏区；
[0020]利用所述LDD离子注入光罩，再次执行离子注入，以形成所述掺杂区。
[0021]作为优选，所述掺杂区的形成方法为:
[0022]在所述半导体衬底上形成图案化的掩膜层，以露出所述栅极和所述虚拟栅极间的间隙下方的漂移区；
[0023]执行离子注入步骤，以形成所述掺杂区。
[0024]作为优选，所述源区金属层延伸至所述虚拟栅极结构的上方。
[0025]作为优选，所述方法还包括在所述源区和所述漏区上方分别形成源区接触孔和漏区接触孔，以分别电连接所述源区金属层和所述漏区金属层。
[0026]本发明还提供了一种横向扩散半导体器件,包括:
[0027]半导体衬底；
[0028]横向隔离的体区和漂移区，位于所述半导体衬底中；
[0029]栅极结构和虚拟栅极结构，所述栅极结构和虚拟栅极结构之间具有间隙，其中所述栅极结构部分位于所述体区上，部分位于所述漂移区上，所述虚拟栅极结构位于所述漂移区上；
[0030]源区和漏区，所述源区位于所述栅极结构一侧的所述体区中，所述漏区位于所述虚拟栅极结构远离所述源区一侧的所述漂移区中；
[0031]源区金属层和漏区金属层，分别与所述源区和所述漏区电连接，其中所述源区金属层向所述漏区延伸，以形成场板结构。
[0032]作为优选，所述器件还包括掺杂区，位于所述栅极结构和虚拟栅极结构之间的所述间隙下方的漂移区中，所述掺杂区的掺杂类型和所述漂移区的掺杂类型相反。
[0033]作为优选，所述器件还包括源区接触孔和漏区接触孔，分别位于所述源区金属层、源区之间和所述漏区金属层、所述漏区之间，以实现电连接。
[0034]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的LDMOS晶体管的制备方法,所述方法可以提高击穿电压(BVDS)，降低导通电阻(Rdson)，降低寄生电容(Cgd)，提高开关速度。
[0035]本发明的优点在于:
[0036](I)新的结构中无STI结构，可极大降低导通电阻Rdson。
[0037](2)通过场板结构(Shield gate)以及漏端与漂移区相反类