048](7)通过特殊定制的光刻板进行磷注入(光刻板见图(2))，然后进行长时间的高温退火，使多晶硅的掺杂浓度从源到漏线性增加，退火温度为900?1200°C，时间为400?SOOmin ;(图9，图9是本发明实施例提供的一种磷注入的示意图)
[0049](8)形成漏极、源极、栅极以及栅氧和多晶硅栅，多晶硅栅和漂移区中的栅相连，具体工艺与传统工艺相同；(图10是本发明实施例提供的一种功率器件结构的示意图)
[0050]具体的，传统SOI LDMOS器件结构在中小功率应该用的场合下，大部分都只能通过拉长漂移区长度或者降低漂移区掺杂浓度来满足击穿电压的需求，而这两种方式都会导致器件导通电阻增加，限制了器件性能的进一步提高，也成为了 SOI功率器件走向大规模应用的瓶颈。本发明提出了一种纵向RESURF SOI功率器件结构，如图10，传统的横向RESURF技术都位于器件表面，而纵向RESURF技术处于器件漂移区内部，在结构中，处于S12槽内的多晶硅层通过特殊定制的光刻板注入后再进行长时间的高温退火，可以使得多晶硅内部的掺杂浓度从靠近源极的一端到靠近漏极的一端逐渐增加，近似成线性分布，同时在S12槽两侧形成高掺杂浓度的η型层，其他结构则与传统SOI LDMOS结构相同。由于多晶硅掺杂浓度近似线性分布且深度直抵埋氧层，因此，形成了纵向RESURF技术，线性掺杂的多晶硅层可以调制漂移区电场，使得漂移区电场分布更加均匀，高掺杂的η型层完全耗尽后会在S12表面留下大量的不可动的正电荷，结合多晶硅层引入的电子，提高了介质层两边的电荷密度，根据高斯定理，介质层的电场会大大增加，同时也导致了漂移区电场的有效增加，提高了器件的击穿电压。在器件导通时，连接栅极的多晶硅层会在介质层两边吸引电子聚集，形成一个电子积累层，为电流流经漂移区提供一个低阻的电流通道，导致器件导通电阻大大减小，另外多晶硅层的存在也有助于漂移区耗尽，使得相同击穿电压条件下，器件漂移区的掺杂浓度得以大幅提高，提高了 SOI功率器件性能。
[0051]在本发明中，将纵向RESURF技术引入传统的半导体功率器件LDMOS结构，改善了击穿电压和导通电阻之间的折中关系。位于深槽中的多晶硅的掺杂浓度从源到漏逐渐增加，可以调制漂移区电场均匀分布，其次，漂移区全耗尽后留下了大量的不可动正电荷，使得介质层表面的电荷密度大大增加，有效的提高了漂移区中部电场，不同于传统的RESURF技术，纵向RESURF技术一方面可以将表面的高电场引入漂移区底部，避免出现表面电场集中，另一方面可以使得漂移区底部的掺杂浓度得以大幅提高，提高器件的击穿电压。在器件导通时，连接栅极的多晶硅层可以使得靠近S1Jl表面出现电荷积累，形成电流的低阻通道以及增加的漂移区掺杂浓度都可以有效的降低器件的导通电阻，提高器件性能，尤其是在中小功率应用的场合。
[0052]实施例二
[0053]参考图10，图10是本发明实施例功率器件结构的示意图。
[0054]在实施例二中，所述功率器件结构包括:
[0055]P型衬底、埋氧层、源极、栅极、η型偏移区、线性掺杂多晶硅层、重掺杂η型层、S12和漏极；
[0056]所述P型衬底在所述功率器件的底部，所述埋氧层在所述P型衬底之上，所述，所述线性掺杂多晶硅内部的掺杂浓度从靠近所述源极的一端到靠近所述漏极的一端逐渐增加，成线性分布，并在S12槽两侧形成高掺杂浓度的η型层。
[0057]本发明介绍了一种纵向RESURF技术的高性能半导体功率器件结构及其制备方法。横向功率器件LDMOS结构的击穿电压由横向耐压和纵向耐压共同决定，而在一定的范围内，器件的横向耐压和漂移区长度成正比，和漂移区掺杂浓度成反比，而器件的导通电阻则正好相反，因此，横向功率器件的击穿电压和导通电阻之间相互制约，存在一个矛盾关系，在本发明中，将纵向RESURF技术引入传统的半导体功率器件LDMOS结构，改善了击穿电压和导通电阻之间的折中关系。位于深槽中的多晶硅的掺杂浓度从源到漏逐渐增加，可以调制漂移区电场均匀分布，其次，漂移区全耗尽后留下了大量的不可动正电荷，使得介质层表面的电荷密度大大增加，有效的提高了漂移区中部电场，不同于传统的RESURF技术，纵向RESURF技术一方面可以将表面的高电场引入漂移区底部，避免出现表面电场集中，另一方面可以使得漂移区底部的掺杂浓度得以大幅提高，提高器件的击穿电压。在器件导通时，连接栅极的多晶硅层可以使得靠近S1Jl表面出现电荷积累，形成电流的低阻通道以及增加的漂移区掺杂浓度都可以有效的降低器件的导通电阻，提高器件性能，尤其是在中小功率应用的场合。
[0058]以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。
【主权项】
1.一种功率器件结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括: 在薄膜SOI圆片上进行磷注入，进行高温退火，激活注入离子，进行硅刻蚀，一直到埋氧层，形成3102介质层窗口，进行S1 2沉积，进行S1 2刻蚀，一直到埋氧层表面，形成多晶硅窗口，进行多晶硅沉积； 通过特殊定制的光刻板进行磷注入，再进行长时间的高温退火； 形成漏极、源极、栅极以及栅氧和多晶硅栅，多晶硅栅和漂移区中的栅相连； 沉积场氧S12和金属，并对金属进行刻蚀，形成源、漏、栅金属。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温退火、激活注入离子的退火温度为800?900 °C，退火时间为2?5min，形成重掺杂η型漂移区。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成的S12介质层窗口的两边缘距离重掺杂η型漂移区两边缘0.5?I μ m。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多晶硅窗口两边缘距离介质槽两边缘0.5?I μπι。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过特殊定制的光刻板进行磷注入再进行长时间的高温退火的退火温度为900?1200°C，时间为400?800min，使得多晶硅的掺杂浓度从源到漏线性增加。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多晶硅内部的掺杂浓度从靠近源极的一端到靠近漏极的一端逐渐增加，近似成线性分布，并在S12槽两侧形成高掺杂浓度的η型层，且重掺杂η型漂移区从器件表面到埋氧层上表面。7.—种功率器件结构，其特征在于，所述功率器件结构包括: P型衬底、埋氧层、源极、栅极、η型偏移区、线性掺杂多晶硅层、重掺杂η型层、S1jP漏极； 所述P型衬底在所述功率器件的底部，所述埋氧层在所述P型衬底之上，所述，所述线性掺杂多晶硅内部的掺杂浓度从靠近所述源极的一端到靠近所述漏极的一端逐渐增加，成线性分布，并在S12槽两侧形成高掺杂浓度的η型层。8.根据权利要求7所述的功率器件结构，其特征在于，形成的S12介质层窗口的两边缘距离重掺杂η型漂移区两边缘0.5?I μ m ;多晶硅窗口两边缘距离介质槽两边缘0.5?I μ m0
【专利摘要】本发明实施例公开了一种功率器件结构的制备方法，通过在薄膜SOI圆片上进行磷注入，进行高温退火，激活注入离子，重掺杂n型漂移区从器件表面到埋氧层上表面；进行硅刻蚀，一直到埋氧层，形成SiO2介质层窗口，进行SiO2沉积，进行SiO2刻蚀，一直到埋氧层表面，形成多晶硅窗口，进行多晶硅沉积；通过特殊定制的光刻板进行磷注入，再进行长时间的高温退火；形成漏极、源极、栅极以及栅氧和多晶硅栅，多晶硅栅和漂移区中的栅相连；沉积场氧SiO2和金属，并对金属进行刻蚀，形成源、漏、栅金属，从而可以有效的提高器件击穿电压，降低器件导通电阻。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/78, H01L29/06
【公开号】CN105070661
【申请号】CN201510509369
【发明人】夏超, 张琦
【申请人】工业和信息化部电子第五研究所华东分所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月19日