横向双扩散场效应晶体管、制作方法、芯片及电路与流程

本发明涉及半导体，具体地，涉及一种横向双扩散场效应晶体管制作方法、一种横向双扩散场效应晶体管、一种芯片和一种电路。

背景技术：

1、横向双扩散场效应晶体管（lateral double-diffused mosfet，ldmos）作为一种横向功率器件，其电极均位于器件表面，易于通过内部连接实现与低压信号电路以及其它器件的单片集成，同时又具有耐压高、增益大、线性度好、效率高、宽带匹配性能好等优点，如今已被广泛应用于功率集成电路中，尤其是低功耗和高频电路。

2、现有技术中，横向双扩散场效应晶体管的源极、体区以及漂移区和漏极会形成横向的寄生双极晶体管结构，比如对于nldmos，其n型重掺杂漏极以及n型漂移区，与p型体区、n型重掺杂源区，形成了一个横向的寄生双极晶体管结构lnpn。通常ldmos的工作电压和电流都比较大，在导通时，有大量的空穴进入体区，空穴在体区内聚集，会导致体区的电位增高，以至于体区对n型源极构成正向偏压，从而触发寄生的lnpn开启，击穿电压下降，引起器件烧毁。

技术实现思路

1、针对现有技术中载流子在体区内聚集，从而触发寄生的三极晶体管开启，击穿电压下降，引起器件烧毁的技术问题，本发明提供了一种横向双扩散场效应晶体管、一种横向双扩散场效应晶体管制作方法、一种芯片和一种电路，采用该横向双扩散场效应晶体管能够吸附大电流时从漂移区流入体区的载流子，减少载流子在体区内聚集，避免横向双扩散场效应晶体管内寄生的三极管导通，提高横向双扩散场效应晶体管的击穿电压。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种横向双扩散场效应晶体管，包括：初始衬底；阱区，形成于所述初始衬底；体区和漂移区，形成于所述阱区，所述体区具有第一导电类型，所述漂移区具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型；源极，形成于所述体区靠近所述漂移区一侧；载流子吸附层，形成于所述体区，所述载流子吸附层为横向延伸的非平坦构型，所述载流子吸附层的一端延伸至所述体区远离所述漂移区一侧，另一端延伸至所述源极并紧贴所述源极底部，所述载流子吸附层为第一导电类型离子重掺杂；二氧化硅隔离层，形成于所述阱区，并位于所述体区底部；漏极，形成于所述漂移区；栅极，形成于所述体区上；场板，形成于所述漂移区上。

3、进一步地，所述载流子吸附层为横向延伸的凹凸层状构型。

4、进一步地，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：保护环，形成于所述初始衬底。

5、进一步地，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：浅槽隔离，形成于所述漏极和所述保护环之间。

6、进一步地，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：层间电介质层，形成于所述场板、所述栅极和所述浅槽隔离上；金属电极，形成于所述载流子吸附层、所述源极、所述漏极和所述保护环上，并横向延伸覆盖部分层间电介质层。

7、本发明第二方面提供一种横向双扩散场效应晶体管制作方法，所述横向双扩散场效应晶体管制作方法包括：形成初始衬底，所述初始衬底内形成有二氧化硅隔离层；在所述初始衬底形成阱区；在所述阱区形成体区和漂移区，所述体区具有第一导电类型，所述漂移区具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型；在所述体区上形成栅极，在所述漂移区上形成场板；在所述漂移区形成漏极，在所述体区靠近所述漂移区一侧形成源极，在所述体区形成载流子吸附层，所述载流子吸附层为横向延伸的非平坦构型，所述载流子吸附层的一端延伸至所述体区远离所述漂移区一侧，另一端延伸至所述源极并紧贴所述源极底部，所述载流子吸附层为第一导电类型离子重掺杂。

8、进一步地，所述形成初始衬底，包括：提供一原始衬底；通过氧离子注入，在所述原始衬底形成所述二氧化硅隔离层；在所述原始衬底表面外延一层外延衬底，所述外延衬底和所述原始衬底构成所述初始衬底。

9、进一步地，所述载流子吸附层为横向延伸的凹凸层状构型。

10、进一步地，所述在所述漂移区形成漏极，在所述体区靠近所述漂移区一侧形成源极，在所述体区形成载流子吸附层，包括：通过离子注入在所述体区形成第一导电类型重掺杂层；通过离子注入在所述第一导电类型重掺杂层上形成第二导电类型重掺杂层，以及在所述漂移区形成所述漏极；通过刻蚀工艺纵向去除部分第二导电类型重掺杂层、部分第一导电类型重掺杂层和部分体区，以在所述体区形成至少一个沟槽，将靠近漂移区一侧未被刻蚀的第二导电类型重掺杂层形成所述源极；通过回旋大倾角重掺杂在体区的沟槽的槽底和槽壁形成第一导电类型注入层，所述第一导电类型注入层与未被刻蚀的第一导电类型重掺杂层构成所述载流子吸附层。

11、本发明第三方面提供一种芯片，该芯片包括上文所述的横向双扩散场效应晶体管。

12、本发明第四方面提供一种电路，该电路包括上文所述的横向双扩散场效应晶体管。

13、通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

14、本发明的横向双扩散场效应晶体管包括初始衬底，阱区形成于初始衬底，具有第一导电类型的体区和具有第二导电类型的漂移区形成于阱区，源极形成于体区靠近漂移区的一侧，漏极形成于漂移区，栅极形成于体区上，场板形成于漂移区上。载流子吸附层形成于体区，载流子吸附层为横向延伸的非平坦构型，载流子吸附层的一端延伸至体区远离漂移区一侧，另一端延伸至源极并紧贴源极底部，载流子吸附层为第一导电类型离子重掺杂。载流子吸附层包覆源极的底部，能够吸附场效应晶体管导通时从漂移区流入体区的载流子，而且载流子吸附层横向延伸的非平坦构型能够与体区充分接触，进一步提高载流子的吸附效率。二氧化硅隔离层形成于阱区，并位于体区底部，能够防止载流子吸附层与下方的阱区击穿。根据本发明提供的横向双扩散场效应晶体管，能够吸附大电流时体区的载流子，减少载流子在体区内聚集，避免横向双扩散场效应晶体管内寄生的三极管导通，提高横向双扩散场效应晶体管的击穿电压。

15、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种横向双扩散场效应晶体管，其特征在于，所述横向双扩散场效应晶体管包括：

2.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于，所述载流子吸附层为横向延伸的凹凸层状构型。

3.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：

4.根据权利要求3所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：

5.根据权利要求4所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于，所述横向双扩散场效应晶体管还包括：

6.一种横向双扩散场效应晶体管制作方法，其特征在于，所述横向双扩散场效应晶体管制作方法包括：

7.根据权利要求6所述的横向双扩散场效应晶体管制作方法，其特征在于，所述形成初始衬底，包括：

8.根据权利要求6所述的横向双扩散场效应晶体管制作方法，其特征在于，所述载流子吸附层为横向延伸的凹凸层状构型。

9.根据权利要求6所述的横向双扩散场效应晶体管制作方法，其特征在于，所述在所述漂移区形成漏极，在所述体区靠近所述漂移区一侧形成源极，在所述体区形成载流子吸附层，包括：

10.一种芯片，其特征在于，该芯片包括权利要求1-5中任一项所述的横向双扩散场效应晶体管。

11.一种电路，其特征在于，该电路包括权利要求1-5中任一项所述的横向双扩散场效应晶体管。

技术总结
本发明提供一种横向双扩散场效应晶体管、制作方法、芯片及电路，涉及半导体技术领域。晶体管包括：初始衬底；阱区，形成于初始衬底；体区和漂移区，形成于阱区；源极，形成于体区靠近漂移区一侧；载流子吸附层，形成于体区，载流子吸附层为横向延伸的非平坦构型，载流子吸附层的一端延伸至体区远离漂移区一侧，另一端延伸至源极并紧贴源极底部，载流子吸附层为第一导电类型离子重掺杂；二氧化硅隔离层，形成于阱区，并位于体区底部；漏极，形成于漂移区；栅极，形成于体区上；场板，形成于漂移区上。通过本发明提供的晶体管，能够减少载流子在体区内聚集，提高横向双扩散场效应晶体管的击穿电压。

技术研发人员：余山,陈燕宁,刘芳,鹿祥宾,朱松超,李君建,安铁雷,连亚军,董子斌
受保护的技术使用者：北京智芯微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12