Ldmos器件及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(lateral double-dif fused MOSFET，LDMOS)器件，本发明还涉及该LDMOS器件制造方法。
【背景技术】
[0002]双扩散金属氧化物半导体场效应管(DMOS)由于具有耐高压，大电流驱动能力和极低功耗等特点，目前在电源管理电路中被广泛采用。在LDMOS器件中，导通电阻是一个重要的指标。在BCD (Bipolar-CMOS-DMOS，双极一互补金属氧化物半导体一双重扩散金属氧化物半导体)工艺中，DMOS虽然与CMOS集成在同一块芯片中，但由于高耐压和低导通电阻的要求，DMOS在本底区和漂移区的条件与CMOS现有的工艺条件共享的前提下，其导通电阻较高，往往无法满足开关管应用的要求。因此，为了制作高性能的LDM0S，需要采用各种方法优化器件的导通电阻。通常需要在器件的漂移区增加一道额外的N型注入，使器件有较低的导通电阻，而采用这种方法会降低器件的击穿电压。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种LDMOS器件，能够降低器件的导通电阻、增加器件的导通电流，同时能降低漂移区的表面电场强度、增加器件的击穿电压，能集成在B⑶工艺中、不需要增加额外工艺成本。为此，本发明还提供了 LDMOS器件的制造方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的LDMOS器件包括:
[0005]N+埋层，形成于P型硅衬底上。
[0006]P+埋层，形成于所述N+埋层的部分区域上方，所述P+埋层的底部和所述N+埋层接触。
[0007]N型外延层，形成于所述硅衬底表面，所述N型外延层的底部分别后所述N+埋层和所述P+埋层接触。
[0008]P型扩散层，形成于所述P+埋层顶部的所述N型外延层中，所述P型扩散层的P型杂质由所述P+埋层向所述N型外延层中扩散形成。
[0009]浅沟槽场氧层(STI)，形成于所述N型外延层上并用于有源区的隔离。
[0010]P阱，形成于所述N型外延层中，所述P阱和所述P型扩散层相隔一段距离。
[0011]N阱，形成于所述P型扩散层中；在所述N阱和所述P阱之间隔离有一个所述浅沟槽场氧层，令该浅沟槽场氧层为第一浅沟槽场氧层，所述N阱和所述第一浅沟槽场氧层自对准。
[0012]N型注入层，形成于所述N型外延层中，所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触，所述N型注入层的第二侧延伸到所述P型扩散层中并将所述第一浅沟槽场氧层和所述N讲包围。
[0013]P型辅助耗尽层，形成于所述N型注入层下方，所述P型辅助耗尽层的第一侧和所述P阱的侧面接触，所述P型辅助耗尽层的第二侧和所述P型扩散层的侧面接触，所述P阱辅助耗尽层的顶部和所述N型注入层接触。
[0014]栅极结构，由形成于所述N型外延层表面的栅介质层和多晶硅栅组成，所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述第一浅沟槽场氧层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道。
[0015]源区，由形成于所述P阱中的N+区组成，所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准。
[0016]漏区，由形成于所述N阱中的N+区组成，所述漏区和所述第一浅沟槽场氧层自对准。
[0017]P型衬底引出区，由形成于所述P阱中的P+区组成，用于引出所述P阱。
[0018]由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层、所述P型扩散层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区；所述N型注入层的掺杂浓度越高，所述LDMOS器件的导通电阻越低；所述P型辅助耗尽层和所述P型扩散层用于从底部对所述N型注入层进行耗尽，所述P型辅助耗尽层的掺杂浓度大于所述P型扩散层的掺杂浓度使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
[0019]进一步的改进是，所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷，注入能量为50KeV ?600KeV，注入剂量范围为 IellcnT2 ?lel3cnT2。
[0020]进一步的改进是，所述P型辅助耗尽层的离子注入的注入杂质为硼，注入能量为800KeV ?1500KeV，注入剂量范围为 IellcnT2 ?lel3cnT2。
[0021]为解决上述技术问题，本发明提供的LDMOS器件的制造方法包括如下步骤:
[0022]步骤一、采用离子注入工艺在P型硅衬底上形成N+埋层。
[0023]步骤二、采用离子注入工艺在所述N+埋层的部分区域上方形成P+埋层，所述P+埋层的离子注入区域由光刻工艺定义。
[0024]步骤三、在形成有所述N+埋层和所述P+埋层的所述硅衬底表面形成N型外延层，所述N型外延层的底部分别后所述N+埋层和所述P+埋层接触。
[0025]步骤四、进行热推进工艺将所述P+埋层的P型杂质向所述P+埋层顶部的所述N型外延层中扩散并形成P型扩散层。
[0026]步骤五、在所述N型外延层上形成浅沟槽场氧层，所述浅沟槽场氧层用于隔离出有源区。
[0027]步骤六、光刻打开P阱注入区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P阱，所述P阱和所述P型扩散层相隔一段距离；光刻打开N阱注入区域并在该区域进行N型离子注入在所述P型扩散层中形成N阱，在所述N阱和所述P阱之间隔离有一个所述浅沟槽场氧层，令该浅沟槽场氧层为第一浅沟槽场氧层，所述N阱和所述第一浅沟槽场氧层自对准。
[0028]步骤七、光刻打开N型注入层区域并在该区域进行N型离子注入在所述N型外延层中形成N型注入层，所述N型注入层第一侧和所述P阱的侧面接触，所述N型注入层的第二侧延伸到所述P型扩散层中并将所述第一浅沟槽场氧层和所述N阱包围。
[0029]步骤八、光刻打开P型辅助耗尽层区域并在该区域进行P型离子注入在所述N型外延层中形成P型辅助耗尽层，所述P型辅助耗尽层位于所述N型注入层下方，所述P型辅助耗尽层的第一侧和所述P阱的侧面接触，所述P型辅助耗尽层的第二侧和所述P型扩散层的侧面接触，所述P阱辅助耗尽层的顶部和所述N型注入层接触。
[0030]步骤九、在所述N型外延层表面依次淀积栅介质层和多晶硅栅，对所述多晶硅栅和所述栅介质层进行光刻刻蚀形成栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述P阱表面并横向延伸到所述N型注入层表面以及所述第一浅沟槽场氧层表面上，被所述栅极结构所覆盖的所述P阱表面用于形成沟道。
[0031]步骤十、进行N+源漏离子注入形成源区和漏区，所述源区位于所述P阱中，所述源区和所述栅极结构的第一侧自对准；所述漏区位于所述N阱中，所述漏区和所述第一浅沟槽场氧层自对准；进行P+离子注入形成P型衬底引出区，所述P型衬底引出区位于所述P阱中，用于引出所述P阱。
[0032]由位于所述N阱和所述P阱之间的所述N型注入层、所述P型辅助耗尽层、所述P型扩散层和所述N型外延层组成LDMOS器件的漂移区；所述N型注入层的掺杂浓度越高，所述LDMOS器件的导通电阻越低；所述P型辅助耗尽层和所述P型扩散层用于从底部对所述N型注入层进行耗尽，所述P型辅助耗尽层的掺杂浓度大于所述P型扩散层的掺杂浓度使得所述N型注入层耗尽后表面电场平坦。
[0033]进一步的改进是，步骤七中所述N型注入层的离子注入的注入杂质为磷或砷，注入能量为50KeV?600KeV，注入剂量范围为IellcnT2?lel3cnT2。
[0034]进一步的改进是，步骤八中所述P型辅助耗尽层的离子注入的注入杂质为硼，注入能量为800KeV?1500KeV，注入剂量范围为IellcnT2?l