nLDMOS耗尽管器件的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别是指一种nLDMOS耗尽管器件的工艺方法。
【背景技术】
[0002]LDMOS (LDMOS:Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor 横向扩散金属氧化物半导体)器件具有增益高、耐压高、输出功率大、热稳定性好、效率高、宽带匹配性能好，易于和CMOS工艺集成等优点，并且其价格远低于砷化镓器件，是一种非常具有竞争力的功率器件，当前对于高阈值电压Vt的耗尽管，为了 Vt的稳定性和沟道寄生JFET效应，沟道区使用两步注入的方法来调节耗尽管的阈值电压Vt，第一步进行P型杂质的注入，如图1所示，在P型衬底I上形成N型深阱2和P阱3之后，沟道区P型杂质进行垂直角度的注入；第二步再进行垂直角度的N型杂质注入，如图2所示，最后在高温过程中，由于P型杂质的硼在衬底中扩散得较快，耗尽管在栅氧下的N型漂移区会形成一个寄生的增强NPN管，如图3中的虚线圆圈处所示，导致整个耗尽管的阈值电压Vt表现为正。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种nLDMOS耗尽管器件的工艺方法。
[0004]为解决上述问题，本发明所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，包含:
[0005]第一步，在器件的N阱和P阱形成以后，进行沟道区离子注入时，先进行P型杂质的注入,其注入角度为垂直注入；
[0006]第二步，进行沟道区阈值电压调节的N型杂质注入，其注入角度为斜角注入；
[0007]第三步，进行热退火激活。
[0008]进一步地，所述第一步中，注入的P型杂质为硼，注入能量为30?10KeV,注入剂量为 3xl012 ?IxlO13Cm'
[0009]进一步地，所述第二步中，N型杂质的注入角度为15?45度。
[0010]进一步地，所述第二步中，注入的N型杂质为砷，注入能量为20?40KeV，注入剂量为 2xl012 ?8xl012cm 2。
[0011 ] 本发明所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，在沟道区进行P型杂质注入时保持垂直注入，N型杂质注入时，将注入角度改为斜角注入，斜角注入的N型杂质在后续的高温过程中能扩散更接近栅氧下扩散得较快的硼离子，达到中和的效果，消除了寄生增强管，使耗尽管达到较高的阈值电压Vt。
【附图说明】
[0012]图1?3是传统nLDMOS器件的工艺图。
[0013]图4?6是本发明工艺步骤示意图。
[0014]图7是本发明工艺步骤流程图。
[0015]附图标记说明
[0016]I是P型衬底，2是N型深阱，3是P阱，4是P型杂质区，5是N型杂质区。
【具体实施方式】
[0017]本发明所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，包含如下步骤:
[0018]第一步，如图4所示，在P型衬底I上形成N阱2和P阱3以后，进行沟道区离子注入时，先进行P型杂质的注入，其注入角度为垂直注入；注入的P型杂质为硼，注入能量为30?10KeV,注入剂量为3xl012?lxl013cnT2。注入后，在沟道区形成P型杂质区4。
[0019]第二步，进行沟道区的N型杂质注入，如图5所示，其注入角度为15?45度的斜角注入；注入的N型杂质为砷，注入能量为20?40KeV，注入剂量为2xl012?5xl012cnT2。注入后，在沟道区形成N型杂质区5，N型杂质注入能量小于P型杂质的注入能量，形成的结深较浅，N型杂质区5位于P型杂质区之上。
[0020]第三步，进行热退火激活，P型杂质和N型杂质在衬底中扩散，P型的硼离子在衬底中扩散得较快，但是由于N型离子采用的斜角注入，使得在栅氧的边沿处横向运动的N型杂质离子扩散得更远，如图6中圆圈处所示，该处扩散的N型杂质能够中和运动得较快较远的硼离子，消除了硼离子产生的寄生沟道，避免的寄生效应的产生，达到了提高耗尽管阈值电压Vt的目的。
[0021]以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，其特征在于:包含如下步骤: 在器件的N阱和P阱形成以后，进行沟道区离子注入时，在器件的N阱和P阱形成以后，进行沟道区离子注入时，先进行P型杂质的注入，其注入角度为垂直注入；再进行沟道区阈值电压调节的N型杂质注入，其注入角度为斜角注入；最后进行热退火激活。
2.如权利要求1所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，其特征在于:所述的第一步中，注入的P型杂质为硼，注入能量为30?10KeV,注入剂量为3xl012?lxl013cm_2。
3.如权利要求1所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，其特征在于:所述第二步中，N型杂质的注入角度为15?45度。
4.如权利要求1所述的nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，其特征在于:所述第二步中，注入的N型杂质为砷，注入能量为20?40KeV，注入剂量为2xl012?8xl012cnT2。
【专利摘要】本发明公开了一种nLDMOS耗尽管器件的工艺方法，对于高阈值电压的耗尽管，在器件的N阱和P阱形成以后，进行沟道区离子注入时，采用多步注入形式。其先采用P型杂质注入，再采用N型杂质注入。先进行P型杂质多步注入，其P型注入为垂直注入，最后耗尽管阈值电压调节时，进行N型杂质注入，且采用一定倾斜角度的斜角注入，以中和前面P型注入后扩散到栅氧下N型漂移区的P型离子，消除寄生效应，提高器件的阈值电压。
【IPC分类】H01L21-336, H01L21-265
【公开号】CN104752173
【申请号】CN201310753006
【发明人】宁开明, 金锋, 王惠惠
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日