一种LDMOS结构以及制备方法与流程

本发明涉及一种半导体，特别涉及一种ldmos结构以及制备方法。

背景技术：

1、ldmos（laterally-diffused metal-oxide semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体）是一种高压大功率的半导体器件，被广泛应用于功率集成电路。ldmos结构追求的目标是获得较高的击穿电压和较低的导通电阻，然而，击穿电压与导通电阻均强烈受制于漂移区长度和掺杂浓度，因而存在固有的矛盾关系，不利于ldmos结构的尺寸进一步缩小。

2、为了改善ldmos结构的击穿电压及导通电阻特性，目前通常采用埋层区技术、横向变掺杂（vld）技术和场板技术来实现击穿电压与导通电阻的良好折中。其中，在掺杂浓度达到适当的条件下，ldmos结构的击穿电压常受制于漂移区的长度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种ldmos结构以及制备方法，可以缩短漂移区的长度，并有效提高击穿电压。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种ldmos结构，包括位于衬底中且间隔设置的漂移区和体区，位于所述漂移区中的漏极、位于所述体区中的源极，还包括凹槽、氧化层、栅氧层和多晶硅层，所述氧化层位于所述漂移区上方，所述凹槽位于所述体区，所述凹槽和氧化层相邻设置，所述凹槽的部分延伸至所述漂移区和体区之间的间隙中，所述漏极和源极分别位于所述凹槽和氧化层的外侧，所述栅氧层覆盖所述凹槽的底壁和侧壁，所述多晶硅层覆盖所述栅氧层并填充所述凹槽，同时还覆盖所述氧化层靠近所述栅氧层一侧的部分表面。

3、可选的，所述凹槽的侧壁和底壁光滑过渡。

4、进一步的，所述凹槽的横截面呈u型。

5、可选的，所述凹槽的深度小于或等于所述体区的深度。

6、进一步的，在所述源极向漏极方向上，所述凹槽的长度小于或等于所述源极与所述氧化层之间的间距。

7、另一方面，本发明还提供一种ldmos结构的制备方法，包括以下步骤：

8、提供衬底，所述衬底中形成有间隔设置的体区和漂移区，所述漂移区的衬底上形成有氧化层；

9、在所述体区的衬底中形成凹槽，所述凹槽和氧化层相邻设置，且所述凹槽的部分延伸至所述漂移区和体区之间的间隙中；

10、形成栅氧层和多晶硅层，所述栅氧层覆盖所述凹槽的底壁和侧壁，所述多晶硅层覆盖所述栅氧层并填充所述凹槽，同时还覆盖所述氧化层靠近所述栅氧层一侧的部分表面；

11、形成源极和漏极，所述源极位于所述体区，所述漏极位于所述漂移区，且所述漏极和源极分别位于所述凹槽和氧化层的外侧。

12、可选的，所述凹槽的侧壁和底壁光滑过渡。

13、进一步的，所述凹槽的横截面呈u型。

14、可选的，所述凹槽的深度小于或等于所述体区的深度。

15、进一步的，在所述源极向漏极方向上，所述凹槽的长度小于或等于沿所述源极与所述氧化层之间的间距。

16、与现有技术相比，本发明具有以下意想不到的技术效果：

17、本发明提供一种ldmos结构以及制备方法，ldmos结构包括位于衬底中且间隔设置的漂移区和体区，位于所述漂移区中的漏极、位于所述体区中的源极，还包括凹槽、氧化层、栅氧层和多晶硅层，所述氧化层位于所述漂移区上方，所述凹槽位于所述体区，所述凹槽和氧化层相邻设置，所述凹槽的部分延伸至所述漂移区和体区之间的间隙中，所述漏极和源极分别位于所述凹槽和氧化层的外侧，所述栅氧层覆盖所述凹槽的底壁和侧壁，所述多晶硅层覆盖所述栅氧层并填充所述凹槽，同时还覆盖所述氧化层靠近所述栅氧层一侧的部分表面。本发明的方案起到预想不到的技术效果是：凹槽能够合理的分散多晶硅栅极两侧的电场，使得反型沟道合理的沿多晶硅栅极分布；所述多晶硅层覆盖所述栅氧层并填充所述凹槽，同时还覆盖所述氧化层靠近所述栅氧层一侧的部分表面，可以提高击穿电压，并缩短所述ldmos结构的尺寸。

技术特征：

1.一种ldmos结构，包括位于衬底中且间隔设置的漂移区和体区，位于所述漂移区中的漏极、位于所述体区中的源极，其特征在于，还包括凹槽、氧化层、栅氧层和多晶硅层，所述氧化层位于所述漂移区上方，所述凹槽位于所述体区，所述凹槽和氧化层相邻设置，所述凹槽的部分延伸至所述漂移区和体区之间的间隙中，所述漏极和源极分别位于所述凹槽和氧化层的外侧，所述栅氧层覆盖所述凹槽的底壁和侧壁，所述多晶硅层覆盖所述栅氧层并填充所述凹槽，同时还覆盖所述氧化层靠近所述栅氧层一侧的部分表面。

2.如权利要求1所述的ldmos结构，其特征在于，所述凹槽的侧壁和底壁光滑过渡。

3.如权利要求2所述的ldmos结构，其特征在于，所述凹槽的横截面呈u型。

4.如权利要求1所述的ldmos结构，其特征在于，所述凹槽的深度小于或等于所述体区的深度。

5.如权利要求4所述的ldmos结构，其特征在于，在所述源极向漏极方向上，所述凹槽的长度小于或等于所述源极与所述氧化层之间的间距。

6.一种ldmos结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的ldmos结构的制备方法，其特征在于，所述凹槽的侧壁和底壁光滑过渡。

8.如权利要求7所述的ldmos结构的制备方法，其特征在于，所述凹槽的横截面呈u型。

9.如权利要求6所述的ldmos结构的制备方法，其特征在于，所述凹槽的深度小于或等于所述体区的深度。

10.如权利要求9所述的ldmos结构的制备方法，其特征在于，在所述源极向漏极方向上，所述凹槽的长度小于或等于沿所述源极与所述氧化层之间的间距。

技术总结
本发明提供一种LDMOS结构以及制备方法，LDMOS结构包括位于衬底中且间隔设置的漂移区和体区，位于漂移区中的漏极、位于体区中的源极，还包括凹槽、氧化层、栅氧层和多晶硅层，氧化层位于漂移区上方，凹槽位于体区，凹槽和氧化层相邻设置，凹槽的部分延伸至漂移区和体区之间的间隙中，漏极和源极分别位于凹槽和氧化层的外侧，栅氧层覆盖凹槽的底壁和侧壁，多晶硅层覆盖栅氧层并填充凹槽，同时还覆盖氧化层靠近栅氧层一侧的部分表面，凹槽能够合理的分散多晶硅栅极两侧的电场，使得反型沟道合理的沿多晶硅栅极分布；多晶硅层覆盖栅氧层并填充凹槽，同时还覆盖氧化层靠近栅氧层一侧的部分表面，可以提高击穿电压，并缩短LDMOS结构的尺寸。

技术研发人员：胡少年,谢荣源
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31