专利名称：横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法以及由此制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。
背景技术：
横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是本领域公知的一种半导体器件。LDMOS器件为相当近似于传统场效应晶体管(FET)器件的一种场效应晶体管器件。与传统场效应晶体管器件一样，LDMOS器件包括在半导体衬底中形成一对被沟道区域所分隔开来的源/漏极区域，并且依次于沟道区域上方形成栅电极。然而，LDMOS器件与传统FET器件不同的部分是，传统的FET器件中的一对源/漏极区域制成与栅电极相对称，而LDMOS器件中的漏极区域比源极区域更远离栅电极形成，并且漏极区域同时形成于用以分隔开沟道区域与漏极区域的掺杂阱(具有与漏极区域相同极性)中。LDMOS器件基本上是一种非对称性的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其具有共平面的漏极和源极区域，利用双扩散工艺制成。目前，LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用。在现有的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法中，以n型横向双扩散金属氧化物半导体器件为例，如图I所示，首先在衬底I中形成P阱2，随后在P阱2 (例如高压P阱)中形成P型重掺杂区3和N型漂移区4 (例如作为漏极区域)，随后例如通过离子注入在P型重掺杂区3中形成源极区域5，并且例如通过离子注入在N型漂移区4中形成漏极接触区6，此后例如利用掩膜SIN沉积栅极氧化物并形成多晶硅栅极7。图2示意性地示出了根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中采用的N型漂移区形成过程。在现有技术中，对于N型漂移区4的形成，如图2所示，一般首先执行注入能量为650keV的磷(P)注入(步骤SI);随后，执行注入能量为450keV的磷(P)注入(步骤S2);最后，执行注入能量为140keV的磷(P)注入(步骤S3)。通过上述方法形成的横向双扩散金属氧化物半导体器件有时候在输出曲线、衬底电流、漏源间的导通电阻等方面并不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效地改善横向双扩散金属氧化物半导体器件的输出曲线、衬底电流、漏源间的导通电阻等性能的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法以及由此制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。 根据本发明的第一方面，提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其包括在衬底中形成P阱；在P阱中形成P型重掺杂区，并且在P阱中形成N型漂移区；在P型重掺杂区中形成源极区域；在N型漂移区中形成漏极接触区；以及沉积栅极氧化物并形成多晶硅栅扱。在P阱中形成N型漂移区的步骤包括第一离子步骤，用于执行注入能量为650keV的磷注入；第二离子步骤，用于执行注入能量为450keV的磷注入；第三离子步骤，用于执行注入能量为HOkeV的磷注入；以及第四离子步骤，用于执行注入能量为300keV的砷注入。优选地，在P阱中形成N型漂移区的步骤中，依次执行所述第一离子步骤、所述第ニ离子步骤、所述第三离子步骤以及所述第四离子步骤。优选地，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法还包括在P型重掺杂区中形成位于源极区域的与横向双扩散金属氧化物半导体器件的沟道相対的ー侧的隔离器。优选地，所述隔离器与源极区域的掺杂类型相反。优选地，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法还包括在漏极接触区 周围形成第一浅沟槽隔离区。优选地，所述横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法还包括在隔离器的与源极区域相対的ー侧形成第二浅沟槽隔离区。根据本发明的第二方面，提供了ー种根据本发明的第一方面的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。通过利用根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，能够有效地改善所制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的输出曲线、衬底电流、漏源间的导通电阻等性能。
结合附图，并通过參考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图I示意性地示出了横向双扩散金属氧化物半导体器件的截面结构。图2示意性地示出了根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中采用的N型漂移区形成过程。图3示意性地示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中采用的N型漂移区形成过程。图4示意性地示出了根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流与根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流的对比图。需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施例方式为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。如图I所示，与现有技术ー样，根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法包括首先，在衬底I中形成P阱2，随后在P阱2 (例如高压P阱)中形成P型重掺杂区3和N型漂移区4 (例如作为漏极区域)，随后例如通过离子注入在P型重掺杂区3中形成源极区域5，并且例如通过离子注入在N型漂移区4中形成漏极接触区6，此后例如利用掩膜SIN沉积栅极氧化物并形成多晶硅栅极7。但是，在本发明中，在P阱2中形成N型漂移区4的方法与现有技术不同。具体地说，图3示意性地示出了根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中采用的N型漂移区形成过程。如图3所 示，根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中采用的N型漂移区形成步骤包括首先，在第一离子步骤SI中，执行注入能量为650keV的磷(P)注入；随后，在第二离子步骤S2中，执行注入能量为450keV的磷(P)注入；此后，在第三离子步骤S3中，执行注入能量为140keV的磷(P)注入；最后，在第四离子步骤S3中，执行注入能量为300keV的砷(As)注入。优选地，在本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中，还在P型重掺杂区3中形成位于源极区域5的与横向双扩散金属氧化物半导体器件的沟道相対的一侧的隔离器9。该隔离器9与源极区域5的掺杂类型相反。进ー步优选地，在本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中，还漏极接触区6周围形成第一浅沟槽隔离区(參见图I中的參考标号81和82)。进ー步优选地，在本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法中，还在隔离器9的与源极区域5相対的ー侧形成第二浅沟槽隔离区83，并且，例如第三浅沟槽隔离区83中填充了绝缘材料。隔离器9、第一浅沟槽隔离区81和82、以及第二浅沟槽隔离区83有助于提高横向双扩散金属氧化物半导体器件的隔离性能。图4示意性地示出了根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流与根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流的对比图。根据现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流的曲线如第一曲线Cl所示，并且根据本发明实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流曲线如第二曲线C2所示。通过对比第一曲线Cl和第二曲线C2可以看出，根据本发明实施例制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的衬底电流显著降低，从而提高了器件性能，并降低了功耗。此外，通过测试可以知道，相对于根据图2所示的方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件，根据图3所示的本发明实施例制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件的输出曲线以及漏源间的导通电阻均得到很大的改善。根据本发明的另ー优选实施例，本发明还提供了一种根据本发明的上述实施例的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述掲示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.ー种横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于包括 在衬底中形成P阱； 在P阱中形成P型重掺杂区，并且在P阱中形成N型漂移区； 在P型重掺杂区中形成源极区域； 在N型漂移区中形成漏极接触区；以及 沉积栅极氧化物并形成多晶硅栅极； 其中，在P阱中形成N型漂移区的步骤包括 第一离子步骤，用于执行注入能量为650keV的磷注入； 第二离子步骤，用于执行注入能量为450keV的磷注入； 第三离子步骤，用于执行注入能量为HOkeV的磷注入；以及 第四离子步骤，用于执行注入能量为300keV的神注入。
2.根据权利要求I所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在干，在P阱中形成N型漂移区的步骤中，依次执行所述第一离子步骤、所述第二离子步骤、所述第三离子步骤以及所述第四离子步骤。
3.根据权利要求I或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于还包括在P型重掺杂区中形成位于源极区域的与横向双扩散金属氧化物半导体器件的沟道相対的ー侧的隔离器。
4.根据权利要求3所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于还包括所述隔离器与源极区域的掺杂类型相反。
5.根据权利要求I或2所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于还包括在漏极接触区周围形成第一浅沟槽隔离区。
6.根据权利要求3所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法，其特征在于还包括在隔离器的与源极区域相対的ー侧形成第二浅沟槽隔离区。
7.—种根据权利要求I至6之一所述的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法制成的横向双扩散金属氧化物半导体器件。
全文摘要
本发明提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体器件及其制造方法。根据本发明的横向双扩散金属氧化物半导体器件制造方法包括在衬底中形成P阱；在P阱中形成P型重掺杂区，并且在P阱中形成N型漂移区；在P型重掺杂区中形成源极区域；在N型漂移区中形成漏极接触区；以及沉积栅极氧化物并形成多晶硅栅极。在P阱中形成N型漂移区的步骤包括第一离子步骤，用于执行注入能量为650keV的磷注入；第二离子步骤，用于执行注入能量为450keV的磷注入；第三离子步骤，用于执行注入能量为140keV的磷注入；以及第四离子步骤，用于执行注入能量为300keV的砷注入。根据本发明，能够有效地改善横向双扩散金属氧化物半导体器件的输出曲线、衬底电流、漏源导通电阻。
文档编号H01L21/336GK102683187SQ201210143439
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者刘正超 申请人:上海宏力半导体制造有限公司