一种LDMOS器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种ldmos器件及其制备方法。

背景技术：

1、在ldmos（laterally diffused metal oxide semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体）器件中，主要通过两个方面来优化并提高ldmos器件的性能，其一为优化导通电阻ron，以保证导通电阻较低，其二为优化击穿电压bv，以保证击穿电压较高。然而这两个优化方向是相互冲突的，降低导通电阻则需要较高的掺杂浓度，但是，提高击穿电压则需要较低的掺杂浓度，另外从拉大耗尽层的宽度也可以提高击穿电压。因此，在保证导通电阻的情况下，很难实现击穿电压的提高。

2、为了克服以上问题，在不同的应用场景中可以采用不同的技术，例如场板技术、沟槽隔离技术、埋层技术、漂移区变掺杂技术和超结技术。但是，当前的技术工艺需要增加光罩来实现目的，其增加了光罩成本，还增加了工艺步骤，从而增加了工艺成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种ldmos器件及其制备方法，可以解决现有技术中ldmos器件的击穿电压较低的问题。

2、为了解决以上问题，本发明提供一种ldmos器件，包括设置于衬底中的源区、漏区、pbody区和漂移区，设置于衬底上的至少两个间隔设置的栅极结构、至少两个阻挡结构、介质层和场板，所述源区和漏区分别位于每个所述栅极结构的两侧，所述阻挡结构从所述栅极结构远离所述源区一侧的衬底上向所述源区方向延伸，并覆盖所述栅极结构的部分侧壁和部分表面，所述栅极结构和阻挡结构一一对应设置，且所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构；

3、其中，所述阻挡结构包括从下至上依次堆叠设置的第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层，所述场板从上至下依次贯通所述介质层、第二阻挡层和多晶硅层，并伸入所述第一阻挡层中。

4、可选的，所述第一阻挡层的材料和第二阻挡层的材料均为氧化物。

5、可选的，所述第一阻挡层的厚度为900å~1200 å，所述多晶硅层的厚度为50 å ~100 å，所述第二阻挡层的厚度为300 å ~500 å。

6、可选的，所述阻挡结构还包括阻挡侧墙结构，所述阻挡侧墙结构位于所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层外侧，且覆盖所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层的侧壁。

7、可选的，还包括源极和漏极，所述源极和漏极分别贯通所述介质层，且所述源极与源区欧姆接触，所述漏极和漏区欧姆接触。

8、进一步的，还包括金属互连层，所述金属互连层位于所述介质层上，且所述金属互连层的第一金属层至少包括间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分连接所述漏极，所述第二部分同时连接所述源极和所有所述场板。

9、另一方面，本发明还提供一种ldmos器件的制备方法，包括以下步骤：

10、提供一衬底，所述衬底中形成有源区和漏区，所述衬底上形成有至少两个间隔设置的栅极结构，所述源区和漏区分别位于每个所述栅极结构的两侧；

11、在所述衬底上形成至少两个阻挡结构，所述阻挡结构与所述栅极结构一一对应设置，所述阻挡结构从所述栅极结构远离所述源区一侧的衬底上向所述源区方向延伸，并覆盖所述栅极结构的部分侧壁和部分表面，其中，所述阻挡结构包括从下至上依次堆叠设置的第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层；

12、在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构，并在所述介质层中形成贯通所述介质层的场板，所述场板还贯通所述第二阻挡层和多晶硅层，并伸入所述第一阻挡层中，从而形成ldmos器件。

13、可选的，形成至少两个阻挡结构的步骤具体为：

14、在所述衬底上沉积第一氧化膜层和多晶硅膜层；

15、刻蚀减薄所述多晶硅膜层；

16、在所述多晶硅膜层上沉积第二氧化膜层；

17、通过刻蚀工艺依次刻蚀所述第二氧化膜层、多晶硅膜层和第一氧化膜层，以形成所述第二阻挡层、多晶硅层和第一阻挡层，其中，所述第一阻挡层位于所述衬底和多晶硅层之间；

18、在所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层的叠层结构外侧形成阻挡侧墙结构，所述阻挡侧墙结构覆盖所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层的侧壁。

19、进一步的，所述第一阻挡层的厚度为900 å~1200 å，所述多晶硅层的厚度为50 å~100 å，所述第二阻挡层的厚度为300 å~500 å。

20、可选的，在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构的具体步骤为：

21、在所述衬底上淀积介质层，所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构；

22、在所述介质层中形成第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述第一通孔贯通所述介质层并暴露出所述源区，所述第二通孔贯通所述介质层并暴露出所述漏区，所述第三通孔贯通所述介质层、第二阻挡层、多晶硅层，并停止在所述第一阻挡层中；

23、在所述第一通孔、第二通孔和第三通孔中填充导电材料，以在所述第一通孔中形成源极，在所述第二通孔中形成漏极，还在所述第三通孔中形成场板；

24、在所述介质层上形成第一层间介质层，并在所述第一层间介质层中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述源极、漏极和场板，在所述凹槽中形成金属互连层的第一金属层，所述第一金属层包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接所述漏极，所述第二部分同时连接所述源极和所有场板。

25、与现有技术相比，本发明具有以下意想不到的技术效果：

26、本发明提供一种ldmos器件及其制备方法，ldmos器件包括设置于衬底中的源区、漏区、pbody区和漂移区，设置于衬底上的至少两个间隔设置的栅极结构、至少两个阻挡结构、介质层和场板，所述源区和漏区分别位于每个所述栅极结构的两侧，所述阻挡结构从所述栅极结构远离所述源区一侧的衬底上向所述源区方向延伸，并覆盖所述栅极结构的部分侧壁和部分表面，所述栅极结构和阻挡结构一一对应设置，且所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构；其中，所述阻挡结构包括从下至上依次堆叠设置的第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层，所述场板从上至下依次贯通所述介质层、第二阻挡层和多晶硅层，并伸入所述第一阻挡层中。本发明将ldmos器件的原有的sab场板结构优化为阻挡结构（第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层）与场板结构的整合，利用多晶硅层排斥电场，将电场推到第一阻挡层和第二阻挡层靠近漏极附近，并使得电场在场板附近以近似平行于衬底厚度方向的直线形式均匀分布，使得电场没有集中在场板的拐角处，进而电场集中的位置从拐角处变为衬底表面（靠近漏极），优化并降低电场分布强度，并提高击穿电压。另外，ldmos器件的制备方法中，在形成阻挡结构时，与现有工艺相容，使得其并没有增加光罩，没有增加光罩成本，并简化了工艺步骤。

技术特征：

1.一种ldmos器件，包括设置于衬底中的源区、漏区、pbody区和漂移区，设置于衬底上的至少两个间隔设置的栅极结构、至少两个阻挡结构、介质层和场板，其特征在于，

2.如权利要求1所述的ldmos器件，其特征在于，所述第一阻挡层的材料为氧化物。

3.如权利要求1所述的ldmos器件，其特征在于，所述第一阻挡层的厚度为900å~1200å，所述多晶硅层的厚度为50 å ~100 å，所述第二阻挡层的厚度为300 å ~500 å。

4.如权利要求1所述的ldmos器件，其特征在于，所述阻挡结构还包括阻挡侧墙结构，所述阻挡侧墙结构位于所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层外侧，且覆盖所述第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层的侧壁。

5.如权利要求1~4中任一项所述的ldmos器件，其特征在于，还包括源极和漏极，所述源极和漏极分别贯通所述介质层，且所述源极与源区欧姆接触，所述漏极和漏区欧姆接触。

6.如权利要求5所述的ldmos器件，其特征在于，还包括金属互连层，所述金属互连层位于所述介质层上，且所述金属互连层的第一金属层至少包括间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分连接所述漏极，所述第二部分同时连接所述源极和所有所述场板。

7.一种ldmos器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的ldmos器件的制备方法，其特征在于，形成至少两个阻挡结构的步骤具体为：

9.如权利要求8所述的ldmos器件的制备方法，其特征在于，所述第一阻挡层的厚度为900 å~1200 å，所述多晶硅层的厚度为50 å~100 å，所述第二阻挡层的厚度为300 å~500å。

10.如权利要求7所述的ldmos器件的制备方法，其特征在于，在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述衬底、栅极结构和阻挡结构的具体步骤为：

技术总结
本发明提供一种LDMOS器件及其制备方法，LDMOS器件包括设置于衬底中的源区、漏区、Pbody区和漂移区，设置于衬底上的至少两个间隔设置的栅极结构、至少两个阻挡结构、介质层和场板，源区和漏区分别位于每个栅极结构的两侧，阻挡结构从栅极结构远离源区一侧的衬底上向源区方向延伸，并覆盖栅极结构的部分侧壁和部分表面，栅极结构和阻挡结构一一对应设置，且介质层覆盖衬底、栅极结构和阻挡结构；阻挡结构包括从下至上依次堆叠设置的第一阻挡层、多晶硅层和第二阻挡层，场板从上至下依次贯通介质层、第二阻挡层和多晶硅层，并伸入第一阻挡层中。本发明通过阻挡结构与场板结构整合，可以优化并降低电场分布强度，并提高击穿电压。

技术研发人员：陈晓妍,陈立业,许苏,张鹏鹏,林政纬,张德培
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：2024/4/8