高压半导体器件及其制造方法_4

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[0146] 参考图9,图9示出了第四实施例的高压半导体器件的直边部分的剖面结构示意 图。图2中直边部分101沿AA'切开可以得到图9所示的剖面图,所示结构和图3中的 结构基本相同,不同之处在于并不包含降场层,其带来的好处是节约一次光刻,减少工艺成 本,但是由于降场层的缺失,原先的Double-Resurf结构变为Single-Resurf结构,器件的 参数以及可靠性会略微丧失掉一些。
[0147] 第五实施例
[0148] 参考图10A,图10A示出了第五实施例的一种高压半导体器件的直边部分的剖面 结构示意图。图2直边部分101沿AA'切开得到图10A所示的剖面图,所示结构和图3中 的结构基本相同,不同之处在于,降场层7并不在外延层3的表面,而是在外延层的内部,更 具体而言,在高压讲4内部,从而形成三讲渐变(Triple-Resurf)结构。
[0149] 图10A所示结构可以进一步扩展成多讲渐变(Multi-Resurf)等结构,如图11B所 示,降场层7同时位于外延层3的表面和高压阱4的内部。其中,高压阱4内部的降场层7 可以采用高能离子注入工艺实现,或者也可以采用分步外延工艺实现。
[0150] 采用本实施例的方案,可以将先前所述新型的"双阱渐变Double-Resurf"结构以 及"双层终端LDM0S结构"应用在Triple-Resurf结构以及Multi-Resurf等结构上,从而 在保留技术特征所带来的优点之前,进一步减小器件的导通电阻等参数特征。
[0151] 第六实施例
[0152] 参考图11,图11示出了第六实施例的高压半导体器件的直边部分的剖面结构示 意图。图2直边部分101沿AA'切开得到图11所示的剖面图,所示结构和图3中的结构基 本相同,不同之处在于,漏极欧姆接触区11C的掺杂类型和图3所示相反,也即具有P型掺 杂,从而构成LIGBT晶体管。
[0153] 第七实施例
[0154] 参考图12,图12示出了第七实施例的高压半导体器件的直边部分的剖面结构示 意图。图2直边部分101沿AA'切开得到图12所示的剖面图,所示结构和图3中的结构 基本相同,不同之处在于,器件结构中所有的层次的掺杂类型和第一实施例相反,从而构成 P型的LDM0S晶体管。
[0155] 第八实施例
[0156] 参考图13,根据本发明第八实施例的高压半导体器件的制造方法包括:
[0157] 步骤S11,提供第一掺杂类型的半导体衬底;
[0158] 步骤S12,在所述半导体衬底上形成第二掺杂类型的外延层,所述第二掺杂类型与 第一掺杂类型相反;
[0159] 步骤S13,在所述外延层内形成第二掺杂类型的高压阱;
[0160] 步骤S14,在所述高压阱内形成第二掺杂类型的深阱;
[0161] 步骤S15,在所述外延层的表面和/或所述外延层的内部形成第一掺杂类型的降 场层,所述降场层的至少一部分位于所述深阱内;
[0162] 步骤S16,在所述外延层内形成与所述高压阱并列的第一阱,所述第一阱具有第一 掺杂类型;
[0163] 步骤S17,在所述第一阱内形成源极欧姆接触区,在所述深阱内形成漏极欧姆接触 区;
[0164] 步骤S18,形成靠近所述源极欧姆接触区的栅极,靠近所述源极欧姆接触区的栅极 至少覆盖所述源极欧姆接触区与所述高压阱之间的外延层。
[0165] 下面结合图14A至图14J对上述制造方法进行详细说明。需要说明的是,下面描 述的制造方法针对的是第一实施例中的直边部分也即图3所示的器件结构,对于其他部分 以及其他实施例的器件结构,只需要根据器件结构的不同对相应的步骤略作调整即可。
[0166] 参考图14A,提供半导体衬底1。该半导体衬底1例如可以是P型惨杂的娃衬底。
[0167] 参考图14B,在半导体衬底1内形成P型掺杂的埋层2。具体而言,可以使用光刻 工艺定义出埋层2的图形;然后通过离子注入的方式形成埋层2。在离子注入之后,还可以 进行退火推结。
[0168] 参考图14C,形成N型掺杂的外延层3,该外延层3覆盖半导体衬底1和埋层2。作 为一个非限制性的例子,外延层3的厚度例如可以是5ym至15ym。
[0169] 参考图14D,在外延层3内形成N型掺杂的高压阱4、P型掺杂的隔离环5。高压阱 4和隔离环5的制造方法例如可以包括光刻、离子注入、退火推结等常规步骤。其中,隔离环 5和埋层2可以形成对通隔离。
[0170] 参考图14E,在高压阱4内形成N型掺杂的深阱6,并在外延层3的表面形成P型 掺杂的降场层7。深阱6和降场层7的制造方法例如可以包括光刻、离子注入、退火推结等 常规步骤。
[0171] 参考图14F,在外延层3内形成P型掺杂的第一阱8A。第一阱8A的制造方法例如 可以包括光刻、离子注入、退火推结等常规步骤。
[0172] 参考图14G,在外延层3的表面上形成场氧化层9。场氧化层9的形成过程可以包 括:开有源区窗口、进行场截止注入以及进行场氧化。
[0173] 参考图14H,在外延层3和场氧化层9上的适当位置形成栅极10A。栅极10A的形 成方法可以包括:生长栅极氧化层,例如通过热氧化法生长厚度为150A至丨000A的栅极 氧化层;采用化学气相沉积(CVD)或其他适当方法形成非掺杂的多晶硅;对多晶硅进行栅 极高浓度离子注入;对多晶硅进行刻蚀,形成栅极10A。此外,在形成栅极10A之前,还可以 进行阈值调节注入。
[0174] 参考图141,在第一阱8A内形成源极欧姆接触区11A和体接触区11B,在隔离环5 内形成地电位接触区11D。上述各个接触区的形成方法可以包括光刻、离子注入、退火等。
[0175] 参考图14J,形成覆盖整个高压半导体器件的介质层,该介质层的材料例如是 BPSG或其他适当的绝缘材料。之后,在介质层的适当位置形成欧姆接触孔,并沉积导电材料 (例如铝),从而形成互连线12。
[0176] 之后,还可以形成覆盖介质层和互连线12的钝化层,并在钝化层中开压点窗口, 直至形成完整的高压半导体器件。
[0177] 需要说明的是,通过对工艺步骤的适当调节,还可以形成其他实施例中的高压半 导体器件。例如,在上述实施例的基础上,将全部掺杂区的掺杂类型取反,就可以形成P型 的LDMOS晶体管。或者,在上述实施例的基础上,将漏极欧姆接触区11C的掺杂类型修改为 P型掺杂,即可形成包括LIGBT晶体管。
[0178] 应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明,而不是对本发明的限制,任何 不超出本发明实质精神范围内的发明创造,包括但不限于对局部构造的变更、对元器件的 类型或型号的替换,以及其他非实质性的替换或修改,均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高压半导体器件,其特征在于,包括: 第一掺杂类型的半导体衬底; 第二掺杂类型的外延层,位于所述半导体衬底上,所述第二掺杂类型与第一掺杂类型 相反; 第二掺杂类型的高压阱,位于所述外延层内; 第二掺杂类型的深阱,位于所述高压阱内; 第一掺杂类型的降场层,位于所述外延层的表面和/或所述外延层的内部,所述降场 层的至少一部分位于所述深阱内; 第一掺杂类型的第一阱,与所述高压阱并列地位于所述外延层内; 第二掺杂类型的源极欧姆接触区,位于所述第一阱内; 漏极欧姆接触区,位于所述深阱内; 靠近所述源极欧姆接触区的栅极,至少覆盖所述源极欧姆接触区与所述高压阱之间的 外延层。
2. 根据权利要求1所述的高压半导体器件,其特征在于,还包括: 第一掺杂类型的埋层,位于所述半导体衬底内,所述外延层覆盖所述埋层。
3. 根据权利要求2所述的高压半导体器件,其特征在于,所述埋层为非线性变掺杂结 构,每一埋层为单一的掺杂区域。
4. 根据权利要求2所述的高压半导体器件,其特征在于,所述埋层为线性变掺杂结构, 每一埋层包括相互分隔的多个掺杂区域。
5. 根据权利要求1所述的高压半导体器件,其特征在于,还包括: 场氧化层,至少覆盖所述高压阱的边界和漏极欧姆接触区之间的外延层; 靠近所述漏极欧姆接触区的栅极,覆盖所述场氧化层的一部分。
6. 根据权利要求1所述的高压半导体器件,其特征在于,还包括: 第一掺杂类型的隔离环,与所述高压阱并列地位于所述外延层内; 地电位接触区,位于所述隔离环内。
7. 根据权利要求6所述的高压半导体器件,其特征在于,还包括: 体接触区,与所述源极欧姆接触区并列地位于所述第一阱内。
8. 根据权利要求1所述的高压半导体器件,其特征在于,所述高压半导体器件的版图 包括直边部分以及与所述直边部分相连的源指头尖部分,所述直边部分沿直线排布,所述 源指头尖部分弯曲排布,其中,相对于所述直边部分,所述源指头尖部分内的深阱和高压阱 与所述源极欧姆接触区之间的间距增大,所述降场层与所述源极欧姆接触区和漏极欧姆接 触区之间的间距不变。
9. 根据权利要求1所述的高压半导体
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