专利名称：超级结ldmos器件及制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种超级结LDMOS器件；本发明还涉及一种超级结LDMOS器件的制造方法。
背景技术：
高压MOSFET在电力电子、电源管理及IXD和LED驱动等领域得到广泛应用。高压MOSFET的器件结构多种多样，但其主要的性能指标有两个击穿电压和导通电阻。为了在实现高击穿电压时低导通电阻，超级结(Superjimction)技术引起人们的高度重视，超级结是形成与漂移区平行而导电类型相反的区域，使得漂移区的耗尽不再是单一方向，而是由漏端电压和超级结形成漂移区的两维耗尽，从而可实现较高漂移区掺杂下的高击穿电压。在现有纵向结构的VDMOS中，超级结通常是在沟道区域刻出一定深度和宽度的深槽，并填入与沟道导电类型相同的硅材料，从而与漂移区形成垂直超级结；而在现有横向结构的 LDMOS中，超级结则是在器件的宽度方向的有源区域刻蚀沟槽，并填入与沟道导电类型相同的硅材料，从而与漂移区形成垂直超级结。但无论是现有VDMOS还是现有LDMOS中的超级结，都需要有深槽刻蚀和硅填充工艺，这是两个复杂和昂贵的工艺，因为为了有好的填充效果，可能需要采用多次刻蚀和多次填充。另外深槽性超级结的沟槽都是通过光刻定义区域并刻蚀而成，光刻的套准和刻蚀尺寸都会造成高压MOSFET的特性漂移。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超级结LDMOS器件，能提高器件击穿电压的同时大幅度降低器件的导通电阻，能使得制造工艺更加简洁、廉价、且工艺稳定性更高; 为此，本发明还提供一种超级结LDMOS器件的制造方法。为解决上述技术问题，本发明提供的超级结LDMOS器件包括一横向超级结，所述横向超级结由互相接触的第一导电类型埋层和第二导电类型漂移区组成，所述第一导电类型埋层处于所述第二导电类型漂移区的底部且所述第一导电类型埋层和所述第二导电类型漂移区的接触面为一平行于硅衬底表面的横向面；所述第一导电类型埋层还横向延伸进入第一导电类型沟道区的底部并和所述第一导电类型沟道区形成接触。进一步改进是，所述超级结LDMOS器件形成于第二导电类型硅衬底上，所述超级结LDMOS器件包括一第一导电类型埋层、一第一导电类型沟道区、一第二导电类型漂移区、一第二导电类型源极、一第二导电类型漏极、一多晶硅栅。所述第一导电类型埋层由形成于所述第二导电类型硅衬底的上部区域的第一导电类型离子注入区组成；在所述第一导电类型埋层的上部形成有一第二导电类型外延层。所述第一导电类型沟道区为形成于所述第二导电类型外延层中的一第一导电类型离子注入区，所述第一导电类型离子注入区还纵向延伸进入所述第一导电类型埋层中并和所述第一导电类型埋层形成接触。所述第二导电类型漂移区由位于所述第一导电类型沟道区的旁侧所述第二导电类型外延层构成，所述第二导电类型漂移区和所述第一导电类型埋层形成接触且接触面都为平行于硅衬底表面的横向面；所述第一导电类型埋层和所述第二导电类型漂移区互相接触形成所述横向超级结。在所述第二导电类型漂移区形成一场氧，所述场氧和所述第一导电类型沟道区相隔一距离；在所述第一导电类型沟道区上部形成有所述多晶硅栅，所述多晶硅栅还横向延伸进入所述第二导电类型漂移区和所述场氧的上部，所述多晶硅栅通过一栅氧化硅和其底部的所述第一导电类型沟道区、所述第二导电类型漂移区相隔离；在所述多晶硅栅一旁侧的所述第一导电类型沟道区中形成有所述第二导电类型源极、在所述多晶硅栅另一旁侧且和所述场氧相邻接的所述第二导电类型漂移区中形成有所述第二导电类型漏极。更进一步的改进是，所述超级结LDMOS器件为N型超级结LDMOS器件，所述第一导电类型为P型、所述第二导电类型为N型，所述第二导电类型硅衬底是一形成于P型硅衬底上的深N阱结构，所述深N阱通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深N阱离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为lel2cnT2 leHcm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向为垂直注入或带角度注入；所述退火推进的时间和温度要满足使阱内杂质分布均勻。所述第一导电类型埋层为P型埋层，所述P型埋层的离子注入杂质为硼或铟， 所述P型埋层的P型杂质体浓度大于所述深N阱中N型杂质的体浓度，所述P型埋层的结深小于所述深N阱的结深。所述第二导电类型外延层为N型外延层，掺杂工艺为在位N型掺杂，所述第二导电类型漂移区为N型漂移区；所述N型外延层的杂质浓度、厚度要和所述 P型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述N型漂移区和所述P型埋层能全部耗尽。所述第一导电类型沟道区为P型沟道区，所述P型沟道区通过P 型离子注入并退火推进形成，所述P型沟道区的结深大于所述N型外延层的结深并和所述 P型埋层形成接触。 更进一步的改进是，所述超级结LDMOS器件为P型超级结LDMOS器件，所述第一导电类型为N型、所述第二导电类型为P型，所述第二导电类型硅衬底是P型硅衬底。所述第一导电类型埋层为N型埋层，所述N型埋层的离子注入杂质为磷或砷，所述N型埋层的杂质体浓度大于所述P型衬底的杂质体浓度。所述第二导电类型外延层为P型外延层，掺杂工艺为在位P型掺杂，所述第二导电类型漂移区为P型漂移区；所述P型外延层的杂质浓度、 厚度要和所述N型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述P 型漂移区和所述N型埋层能全部耗尽。所述第一导电类型沟道区为N型沟道区，所述N型沟道区通过N型离子注入并退火推进形成，所述N型沟道区的结深大于所述P型外延层的结深并和所述N型埋层形成接触。为解决上述技术问题，本发明提供的超级结LDMOS器件的制造方法，包括如下步骤步骤一、在第二导电类型硅衬底上形成第一导电类型埋层。步骤二、在所述第一导电类型埋层上部形成一第二导电类型外延层。步骤三、在所述第二导电类型外延层的选定区域形成场氧。步骤四、在所述第二导电类型外延层的选定区域进行第一导电类型离子注入并退火推进形成第一导电类型沟道区，所述第一导电类型沟道区的深度大于所述第二导电类型外延层的深度并和所述第一导电类型埋层形成接触；位于所述第一导电类型沟道区的旁侧所述第二导电类型外延层构成第二导电类型漂移区。步骤五、在所述第二导电类型外延层上形成栅氧化硅、并在所述栅氧化硅上形成多晶硅栅，对所述多晶硅栅和所述栅氧化硅进行光刻、刻蚀，使所述多晶硅栅和所述栅氧化硅覆盖于所述第一导电类型沟道区上部区域并横向延伸进入所述第二导电类型漂移区和所述场氧上方。步骤六、在所述多晶硅栅一旁侧的所述第一导电类型沟道区中形成第二导电类型源极、在所述多晶硅栅另一旁侧且和所述场氧相邻接的所述第二导电类型漂移区中形成第二导电类型漏极。更进一步的改进是，所述超级结LDMOS器件为N型超级结LDMOS器件，所述第一导电类型为P型、所述第二导电类型为N型，步骤一中所述第二导电类型硅衬底是一形成于P型硅衬底上的深N阱结构，所述深N阱通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深 N阱离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为lel2Cm_2 leHcm2，注入能量 300keV 3000keV，注入方向为垂直注入或带角度注入；所述退火推进的时间和温度要满足使阱内杂质分布均勻。步骤一中所述第一导电类型埋层为P型埋层，所述P型埋层的离子注入杂质为硼或铟，所述P型埋层的P型杂质体浓度大于所述深N阱中N型杂质的体浓度，所述P型埋层的结深小于所述深N阱的结深。步骤二中所述第二导电类型外延层为N 型外延层，掺杂工艺为在位N型掺杂，所述第二导电类型漂移区为N型漂移区；所述N型外延层的杂质浓度、厚度要和所述P型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述N型漂移区和所述P型埋层能全部耗尽。步骤四中所述第一导电类型沟道区为P型沟道区，所述P型沟道区通过P型离子注入并退火推进形成，所述P型沟道区的结深大于所述N型外延层的结深并和所述P型埋层形成接触。更进一步的改进是，所述超级结LDMOS器件为P型超级结LDMOS器件，所述第一导电类型为N型、所述第二导电类型为P型，步骤一中所述第二导电类型硅衬底是P型硅衬底。步骤一中所述第一导电类型埋层为N型埋层，所述N型埋层的离子注入杂质为磷或砷， 所述N型埋层的杂质体浓度大于所述P型衬底的杂质体浓度。步骤二中所述第二导电类型外延层为P型外延层，掺杂工艺为在位P型掺杂，所述第二导电类型漂移区为P型漂移区； 所述P型外延层的杂质浓度、厚度要和所述N型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述P型漂移区和所述N型埋层能全部耗尽。步骤四中所述第一导电类型沟道区为N型沟道区，所述N型沟道区通过N型离子注入并退火推进形成，所述N型沟道区的结深大于所述P型外延层的结深并和所述N型埋层形成接触。相对于现有技术中的超级结为一种纵向超级结，本发明采用的一种横向超级结。 本发明的横向超级结是通过埋层与所述埋层上下的漂移区形成超级结，并且所述埋层与沟道相连接、等电位，这样当漏端加高压时，中等掺杂的埋层能帮助纵向耗尽漂移区，使得晶体管承受高击穿电压。而且由于埋层的作用，能允许漂移区采用较高浓度的掺杂，这样就能大幅度降低LDMOS的导通电阻。另外本发明超级结的漂移区是通过外延形成，其厚度可精确控制，避开了常规超级结中光刻套准问题，能使得制造工艺更加简洁、廉价、且工艺稳定性更高。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是本发明实施例一超级结LDMOS器件结构示意图；图2是本发明实施例二超级结LDMOS器件结构示意图；图3-图8是本发明实施例一超级结LDMOS器件的制造方法各步骤中器件的结构示意图；图9-图13是本发明实施例二超级结LDMOS器件的制造方法各步骤中器件的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明实施例一超级结LDMOS器件结构示意图。本发明实施例一超级结LDMOS器件是一种N型超级结LDMOS器件。所述N型超级结LDMOS器件，形成于P 型硅衬底101的深N阱102上，包括一 P型埋层103、一 P沟道区106、一 P型漂移区104、 一 N型源极109、一 N型漏极110、一多晶硅栅。所述深N阱102通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深N阱102离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为lel2cnT2 leHcm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向为垂直注入或带角度注入。所述P型埋层103由形成于所述深N阱102的上部区域的P型离子注入区组成。 所述P型埋层103的离子注入杂质为硼或铟，所述P型埋层103的P型杂质体浓度大于所述深N阱102中N型杂质的体浓度，所述P型埋层103的结深小于所述深N阱102的结深。在所述P埋层103的上部形成有一 N型外延层。所述P型沟道区106为形成于所述N型外延层中的一 P型离子注入区，且所述P型离子注入区还需进行退火推进，所述P型离子注入区的结深大于所述N型外延层的结深，最后所述P型离子注入区还纵向延伸进入所述P埋层103中并和所述P型埋层103形成接触。所述N型漂移区104由位于所述P型沟道区106的旁侧的所述N型外延层构成， 所述N型漂移区104和所述P型埋层103形成接触且接触面都为平行于硅衬底101表面的横向面；所述P型埋层103和所述N型漂移区104互相接触形成所述横向超级结。所述N 型外延层的掺杂工艺为在位N型掺杂，所述N型外延层的杂质浓度、厚度要和所述P型埋层 103的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极110加工作电压时所述N型漂移区104 和所述P型埋层103能全部耗尽。在所述N型漂移区104形成一场氧105，所述场氧105和所述P型沟道区106相隔一距离，所述场氧105能为浅沟槽隔离场氧(STI)、或为局部场氧(L0C0S)。在所述P型沟道区106上部形成有所述多晶硅栅108，所述多晶硅栅108还横向延伸进入所述N型漂移区 104和所述场氧105的上部，所述多晶硅栅108通过一栅氧化硅107和其底部的所述P型沟道区106、所述N型漂移区104相隔离。在所述多晶硅栅108—旁侧的所述P型沟道区106 中形成有重掺杂的所述N型源极109、在所述多晶硅栅108另一旁侧且和所述场氧105相邻接的所述N型漂移区104中形成有重掺杂的所述N型漏极110。如图2所示，是本发明实施例二超级结LDMOS器件结构示意图。本发明实施例二超级结LDMOS器件是一种P型超级结LDMOS器件。所述P型超级结LDMOS器件形成于P型硅衬底201上，包括一 N型埋层203、一 N型沟道区206、一 P型漂移区204、一 P型源极209、一 P型漏极210、一多晶硅栅208。所述N型埋层203由形成于所述P型硅衬底201的上部区域的N型离子注入区组成。所述N型埋层203的离子注入杂质为磷或砷，所述N型埋层203的杂质体浓度大于所述P型衬底的杂质体浓度。在所述N型埋层203的上部形成有一 P型外延层。所述N型沟道区206为形成于所述P型外延层中的一 N型离子注入区，且所述N型离子注入区还需进行退火推进，所述N 型离子注入区的结深大于所述P型外延层的结深，最后所述N型离子注入区还纵向延伸进入所述N型埋层203中并和所述N型埋层203形成接触。所述P型漂移区204由位于所述N型沟道区206的旁侧所述P型外延层构成，所述 P型漂移区204和所述N型埋层203形成接触且接触面都为平行于硅衬底201表面的横向面；所述N型埋层203和所述P型漂移区204互相接触形成所述横向超级结。所述P型外延层的掺杂工艺为在位P型掺杂，所述P型外延层的杂质浓度、厚度要和所述N型埋层203 的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极210加工作电压时所述P型漂移区204和所述N型埋层203能全部耗尽。在所述P型漂移区204形成一场氧205，所述场氧和所述N型沟道区206相隔一距离，所述场氧205能为浅沟槽隔离场氧(STI)、或为局部场氧(L0C0S)。在所述N型沟道区 206上部形成有所述多晶硅栅208，所述多晶硅栅208还横向延伸进入所述P型漂移区204 和所述场氧205的上部，所述多晶硅栅208通过一栅氧化硅207和其底部的所述N型沟道区206、所述P型漂移区204相隔离；在所述多晶硅栅208 —旁侧的所述N型沟道区206中形成有所述P型源极209、在所述多晶硅栅208另一旁侧且和所述场氧205相邻接的所述P 型漂移区204中形成有所述P型漏极210。如图3至图8所示，是本发明实施例一超级结LDMOS器件的制造方法各步骤中器件的结构示意图。本发明实施例一方法制造的器件为一 N型超级结LDMOS器件，包括如下步骤步骤一、如图3所示，在P型硅衬底101上形成一深N阱102。如图4所示，在所述深N阱102中的上部区域形成P型埋层103。所述深N阱102通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深N阱102的离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为 Ie 12cm"2 lel4cm2，注入能量300keV 3000keV，注入方向为垂直注入或带角度注入；所述退火推进的时间和温度要满足使阱内杂质分布均勻。所述P型埋层103的离子注入杂质为硼或铟，所述P型埋层103的P型杂质体浓度大于所述深N阱102中N型杂质的体浓度， 所述P型埋层103的结深小于所述深N阱102的结深。步骤二、如图5所示，在所述P型埋层103上部形成一 N型外延层104。所述N型外延层104的掺杂工艺为在位N型掺杂；所述N型外延层104的杂质浓度、厚度要和所述P 型埋层103的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极110加工作电压时所述N型漂移区和所述P型埋层103能全部耗尽。步骤三、如图6所示，在所述N型外延层104的选定区域形成场氧105。所述场氧 105能为浅沟槽隔离场氧(STI)、或为局部场氧(L0C0S)。步骤四、如图7所示，在所述N型外延层104的选定区域进行P型离子注入并退火推进形成P型沟道区106，所述P型沟道区106的深度大于所述N型外延层104的深度并和所述P型埋层103形成接触；位于所述P型沟道区106的旁侧所述N型外延层104构成
N型漂移区。步骤五、如图8所示，在所述N型外延层104上形成栅氧化硅107、并在所述栅氧化硅107上形成多晶硅栅108，对所述多晶硅栅108和所述栅氧化硅107进行光刻、刻蚀，使所述多晶硅栅108和所述栅氧化硅107覆盖于所述P型沟道区106上部区域并横向延伸进入所述N型漂移区和所述场氧105上方。步骤六、如图1所示，在所述多晶硅栅108 —旁侧的所述P型沟道区106中形成N 型源极109、在所述多晶硅栅108另一旁侧且和所述场氧105相邻接的所述N型漂移区中形成N型漏极110。图9-图13是本发明实施例二超级结LDMOS器件的制造方法各步骤中器件的结构示意图。本发明实施例二方法制造的器件为一 P型超级结LDMOS器件，包括如下步骤步骤一、如图9所示，在P型硅衬底201上形成N型埋层203。所述N型埋层203 为N型埋层203，所述N型埋层203的离子注入杂质为磷或砷，所述N型埋层203的杂质体浓度大于所述P型硅衬底201的杂质体浓度。步骤二、如图10所示，在所述N型埋层203上部形成一 P型外延层204。所述P型外延层204的掺杂工艺为在位P型掺杂，所述P型外延层204的杂质浓度、厚度要和所述N 型埋层203的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极210加工作电压时所述P型漂移区和所述N型埋层203能全部耗尽。步骤三、如图11所示，在所述P型外延层204的选定区域形成场氧205。所述场氧 205能为浅沟槽隔离场氧(STI)、或为局部场氧(L0C0S)。步骤四、如图12所示，在所述P型外延层204的选定区域进行N型离子注入并退火推进形成N型沟道区206。所述N型沟道区206的深度大于所述P型外延层204的深度并和所述N型埋层203形成接触。位于所述N型沟道区206的旁侧所述P型外延层204构成P型漂移区。步骤五、如图13所示，在所述P型外延层204上形成栅氧化硅207、并在所述栅氧化硅207上形成多晶硅栅208。对所述多晶硅栅208和所述栅氧化硅207进行光刻、刻蚀， 使所述多晶硅栅208和所述栅氧化硅207覆盖于所述N型沟道区206上部区域并横向延伸进入所述P型漂移区和所述场氧205上方。步骤六、如图2所示，在所述多晶硅栅208 —旁侧的所述N型沟道区206中形成P 型源极209、在所述多晶硅栅208另一旁侧且和所述场氧205相邻接的所述P型漂移区中形成P型漏极210。以上通过具体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。
权利要求
1.一种超级结LDMOS器件，其特征在于包括一横向超级结，所述横向超级结由互相接触的第一导电类型埋层和第二导电类型漂移区组成，所述第一导电类型埋层处于所述第二导电类型漂移区的底部且所述第一导电类型埋层和所述第二导电类型漂移区的接触面为一平行于硅衬底表面的横向面；所述第一导电类型埋层还横向延伸进入第导电类型沟道区的底部并和所述第一导电类型沟道区形成接触。
2.如权利要求1所述的超级结LDMOS器件，其特征在于形成于第二导电类型硅衬底上，所述超级结LDMOS器件包括一第一导电类型埋层、一第一导电类型沟道区、一第二导电类型漂移区、一第二导电类型源极、一第二导电类型漏极、一多晶硅栅；所述第一导电类型埋层由形成于所述第二导电类型硅衬底的上部区域的第一导电类型离子注入区组成；在所述第一导电类型埋层的上部形成有一第二导电类型外延层；所述第一导电类型沟道区为形成于所述第二导电类型外延层中的一第一导电类型离子注入区，所述第一导电类型离子注入区还纵向延伸进入所述第一导电类型埋层中并和所述第一导电类型埋层形成接触；所述第二导电类型漂移区由位于所述第一导电类型沟道区的旁侧所述第二导电类型外延层构成，所述第二导电类型漂移区和所述第导电类型埋层形成接触且接触面都为平行于硅衬底表面的横向面；所述第一导电类型埋层和所述第二导电类型漂移区互相接触形成所述横向超级结；在所述第二导电类型漂移区形成一场氧，所述场氧和所述第一导电类型沟道区相隔一距离；在所述第一导电类型沟道区上部形成有所述多晶硅栅，所述多晶硅栅还横向延伸进入所述第二导电类型漂移区和所述场氧的上部，所述多晶硅栅通过一栅氧化硅和其底部的所述第一导电类型沟道区、所述第二导电类型漂移区相隔离；在所述多晶硅栅一旁侧的所述第一导电类型沟道区中形成有所述第二导电类型源极、在所述多晶硅栅另一旁侧且和所述场氧相邻接的所述第二导电类型漂移区中形成有所述第二导电类型漏极。
3.如权利要求2所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型为P型、所述第二导电类型为N型，所述第二导电类型硅衬底是一形成于P型硅衬底上的深N阱结构， 所述深N阱通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深N阱离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为lel2cnT2 161如111-2，注入能量3001 ^ 30001 ^，注入方向为垂直注入或带角度注入；所述退火推进的时间和温度要满足使阱内杂质分布均勻。
4.如权利要求3所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型埋层为P型埋层，所述P型埋层的离子注入杂质为硼或铟，所述P型埋层的P型杂质体浓度大于所述深 N阱中N型杂质的体浓度，所述P型埋层的结深小于所述深N阱的结深。
5.如权利要求4所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第二导电类型外延层为N 型外延层，掺杂工艺为在位N型掺杂，所述第二导电类型漂移区为N型漂移区；所述N型外延层的杂质浓度、厚度要和所述P型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述N型漂移区和所述P型埋层能全部耗尽。
6.如权利要求5所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型沟道区为 P型沟道区，所述P型沟道区通过P型离子注入并退火推进形成，所述P型沟道区的结深大于所述N型外延层的结深并和所述P型埋层形成接触。
7.如权利要求2所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型为N型、所述第二导电类型为P型，所述第二导电类型硅衬底是P型硅衬底。
8.如权利要求7所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型埋层为N型埋层，所述N型埋层的离子注入杂质为磷或砷，所述N型埋层的杂质体浓度大于所述P型衬底的杂质体浓度。
9.如权利要求8所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第二导电类型外延层为P 型外延层，掺杂工艺为在位P型掺杂，所述第二导电类型漂移区为P型漂移区；所述P型外延层的杂质浓度、厚度要和所述N型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述P型漂移区和所述N型埋层能全部耗尽。
10.如权利要求9所述的超级结LDMOS器件，其特征在于所述第一导电类型沟道区为 N型沟道区，所述N型沟道区通过N型离子注入并退火推进形成，所述N型沟道区的结深大于所述P型外延层的结深并和所述N型埋层形成接触。
11.如权利要求2所述的超级结LDMOS器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一、在第二导电类型硅衬底上形成第一导电类型埋层；步骤二、在所述第一导电类型埋层上部形成一第二导电类型外延层；步骤三、在所述第二导电类型外延层的选定区域形成场氧；步骤四、在所述第二导电类型外延层的选定区域进行第一导电类型离子注入并退火推进形成第一导电类型沟道区，所述第一导电类型沟道区的深度大于所述第二导电类型外延层的深度并和所述第一导电类型埋层形成接触；位于所述第一导电类型沟道区的旁侧所述第二导电类型外延层构成第二导电类型漂移区；步骤五、在所述第二导电类型外延层上形成栅氧化硅、并在所述栅氧化硅上形成多晶硅栅，对所述多晶硅栅和所述栅氧化硅进行光刻、刻蚀，使所述多晶硅栅和所述栅氧化硅覆盖于所述第一导电类型沟道区上部区域并横向延伸进入所述第二导电类型漂移区和所述场氧上方；步骤六、在所述多晶硅栅一旁侧的所述第一导电类型沟道区中形成第二导电类型源极、在所述多晶硅栅另一旁侧且和所述场氧相邻接的所述第二导电类型漂移区中形成第二导电类型漏极。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述第一导电类型为P型、所述第二导电类型为N型，步骤一中所述第二导电类型硅衬底是一形成于P型硅衬底上的深N阱结构，所述深N阱通过离子注入工艺并进行退火推进形成，所述深N阱离子注入工艺条件为注入杂质为磷或砷，注入剂量为lel2cnT2 lel4cm 2，注入能量300keV 3000keV，注入方向为垂直注入或带角度注入；所述退火推进的时间和温度要满足使阱内杂质分布均勻。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于步骤一中所述第一导电类型埋层为P型埋层，所述P型埋层的离子注入杂质为硼或铟，所述P型埋层的P型杂质体浓度大于所述深 N阱中N型杂质的体浓度，所述P型埋层的结深小于所述深N阱的结深。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于步骤二中所述第二导电类型外延层为N 型外延层，掺杂工艺为在位N型掺杂，所述第二导电类型漂移区为N型漂移区；所述N型外延层的杂质浓度、厚度要和所述P型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述N型漂移区和所述P型埋层能全部耗尽。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于步骤四中所述第一导电类型沟道区为P型沟道区，所述P型沟道区通过P型离子注入并退火推进形成，所述P型沟道区的结深大于所述N型外延层的结深并和所述P型埋层形成接触。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述第一导电类型为N型、所述第二导电类型为P型，步骤一中所述第二导电类型硅衬底是P型硅衬底。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于步骤一中所述第一导电类型埋层为N型埋层，所述N型埋层的离子注入杂质为磷或砷，所述N型埋层的杂质体浓度大于所述P型衬底的杂质体浓度。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于步骤二中所述第二导电类型外延层为P 型外延层，掺杂工艺为在位P型掺杂，所述第二导电类型漂移区为P型漂移区；所述P型外延层的杂质浓度、厚度要和所述N型埋层的杂质浓度、厚度相匹配，且要满足在所述漏极加工作电压时所述P型漂移区和所述N型埋层能全部耗尽。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于步骤四中所述第一导电类型沟道区为N 型沟道区，所述N型沟道区通过N型离子注入并退火推进形成，所述N型沟道区的结深大于所述P型外延层的结深并和所述N型埋层形成接触。
全文摘要
本发明公开了一种超级结LDMOS器件，包括一横向超级结，所述横向超级结由互相接触的第一导电类型埋层和第二导电类型漂移区组成，第一导电类型埋层处于第二导电类型漂移区的底部且第一导电类型埋层和第二导电类型漂移区的接触面为一平行于硅衬底表面的横向面；第一导电类型埋层还横向延伸进入第一导电类型沟道区的底部并和第一导电类型沟道区形成接触。本发明公开了一种超级结LDMOS器件的制造方法。本发明能提高器件击穿电压的同时大幅度降低器件的导通电阻，能使得制造工艺更加简洁、廉价、且工艺稳定性更高。
文档编号H01L29/06GK102376762SQ201010265250
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者钱文生 申请人:上海华虹Nec电子有限公司