專(zhuān)利名稱(chēng)：跑道形nldmos晶體管及其制作方法
跑道形NLDMOS晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種跑道形NLDMOS晶體管及其制作方法。背景技術(shù)：
隨著器件操作電壓的不斷提高，為了獲得更高的器件耐壓及較小的導(dǎo)通電阻，就 引入了超級(jí)結(jié)概念。LDMOS的源漏是非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，所以L(fǎng)DMOS經(jīng)常采用跑道形結(jié)構(gòu)(漏在中間，源在四 周)來(lái)達(dá)到自隔離的目的，這樣可有效減少非有源區(qū)面積，使芯片面積的有效利用率提高。 跑道形器件結(jié)構(gòu)分成直道部分和彎道部分兩部分，由于直道部分的源端與漏端寬度是相等 的，而彎道部分則是源端寬，漏端窄，所以當(dāng)引入的P型區(qū)是平行于溝道的情形下，在直道、 彎道兩個(gè)區(qū)域就無(wú)法形成一致的P型區(qū)寬度及P型區(qū)間距。為解決這一問(wèn)題，通常情況下都是對(duì)直道部分進(jìn)行優(yōu)化，使直道部分的P型、N型 雜質(zhì)達(dá)到電荷平衡，而在彎道部分不再引入超級(jí)結(jié)，只是簡(jiǎn)單的將N型雜質(zhì)濃度降低或直 接做成很淡的P型區(qū)，同時(shí)在彎道部分不形成溝道，用簡(jiǎn)單的PN結(jié)反向耐壓來(lái)達(dá)到器件耐 壓的目的。這種方法雖然簡(jiǎn)單，卻使彎道區(qū)不存在溝道，從而浪費(fèi)了芯片面積。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要針對(duì)芯片面積沒(méi)有充分利用的問(wèn)題，提供一種有效利用芯片面 積的跑道形NLDMOS晶體管。此外，還有必要提供一種有效利用芯片面積的跑道形NLDMOS晶體管的制作方法。一種跑道形NLDMOS晶體管，包括直道部分和彎道部分，所述彎道部分包括彎道N 型漂移區(qū)及與所述彎道N型漂移區(qū)相鄰設(shè)置的彎道P型條。優(yōu)選地，所述彎道P型條是半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，垂直于彎道部分溝道的方向。優(yōu)選地，所述彎道部分還包括彎道漏端、彎道源柵及襯底，所述彎道N型漂移區(qū)和 彎道P型條為兩個(gè)以上，相互間隔設(shè)置在彎道漏端和彎道源柵及襯底之間。優(yōu)選地，所述彎道漏端在中間呈半圓形，彎道N型漂移區(qū)、彎道P型條和彎道源柵 及襯底為與彎道漏端同心的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)并依次設(shè)置在彎道漏端的外圍。優(yōu)選地，彎道部分遠(yuǎn)離源端的彎道P型條寬度比靠近源端的彎道P型條大。優(yōu)選地，所述彎道P型條深入N型漂移區(qū)中部，所述彎道P型條的上邊和下邊兩部 分都是彎道N型漂移區(qū)。一種跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，所述跑道形NLDMOS晶體管包括直道部分 和彎道部分，通過(guò)在彎道部分設(shè)置彎道N型漂移區(qū)及與所述彎道N型漂移區(qū)相鄰的彎道P 型條實(shí)現(xiàn)電荷平衡。優(yōu)選地，所述彎道P型條和彎道N型漂移區(qū)是同心半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，垂直于彎道部分溝 道的方向。優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)彎道P型條的內(nèi)外徑和兩條彎道P型條之間的間距實(shí)現(xiàn)電荷平
優(yōu)選地，所述彎道P型條的注入能量為200kev 400kev。上述跑道形LDMOS晶體管及其制作方法保留彎道區(qū)的溝道，有效利用芯片面積， 使器件電流增大。

圖1是傳統(tǒng)跑道形NLDMOS結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式LDMOS的源漏是非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，所以經(jīng)常采用跑道形結(jié)構(gòu)(漏端在中間，源端在四 周)來(lái)達(dá)到自隔離的目的。圖1是傳統(tǒng)跑道形NLDMOS晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，為解決跑道形 NLDMOS耐壓的問(wèn)題，傳統(tǒng)方式是在彎道部分形成PN結(jié)，在彎道部分的彎道區(qū)110摻雜很淡 的P-與N型漂移區(qū)120及漏130的N+之間形成耐壓很高的PN結(jié)。這種方式使得彎道部 分不存在溝道，浪費(fèi)了芯片面積，降低了芯片的集成度。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的跑道形NLDMOS晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。跑道形NLDMOS晶體管 結(jié)構(gòu)包括直道部分10和彎道部分20兩部分。。直道部分10包括直道漏端12、直道N型漂移區(qū)14、直道P型條16和直道源柵及 襯底18。直道漏端12在中間，直道源柵及襯底18在兩側(cè)，直道N型漂移區(qū)14和直道P型 條16相互間隔設(shè)置在直道漏端12和直道源柵及襯底18之間。在直道N型漂移區(qū)14引入 了多個(gè)直道P型條16，通過(guò)直道P型條16于直道N型漂移區(qū)14之間沿垂直于直道部分10 的溝道方向的耗盡，使得漂移區(qū)被耗盡。直道P型條16為條狀平行于溝道方向，橫截面為 長(zhǎng)方形。直道P型條16上方和下方兩部分都是直道N型漂移區(qū)14，即避免直道N型漂移區(qū) 14被直道P型條16完全隔斷。在直道部分10，優(yōu)選地，直道P型條16與直道部分10的溝道平行，使電流可以在 直道P型條16之間流動(dòng)，也可以在直道P型條16的上邊和下邊的直道N型漂移區(qū)14流動(dòng)， 因此電流流經(jīng)區(qū)的寬度較大，有利于降低電阻。直道P型條16也可以和溝道方向垂直，通 過(guò)控制直道P型條16的寬度和兩條直道P型條16之間的間距達(dá)到電荷平衡，但是電阻會(huì) 較大。彎道部分20包括彎道漏端22、彎道N型漂移區(qū)對(duì)、彎道P型條沈和彎道源柵及 襯底28。直道源柵及襯底18和彎道源柵及襯底28是一體的，共同構(gòu)成了跑道形NLDMOS晶 體管的源柵及襯底區(qū)域。彎道漏端22在中間呈半圓形，與直道漏端12相連，彎道N型漂移 區(qū)對(duì)、彎道P型條沈和彎道源柵及襯底觀為與彎道漏端22同心的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)并依次設(shè)置 在彎道漏端22的外圍。其中，彎道N型漂移區(qū)M和彎道P型條沈?yàn)閮蓚€(gè)以上，相互間隔 設(shè)置在彎道漏端22和彎道源柵及襯底28之間。彎道P型條沈垂直于彎道部分10的溝道 方向。每一彎道P型條26的寬度(內(nèi)外徑之差)不一定相等，由于源端有P阱，因此靠近 源端的彎道P型條寬度較小，而遠(yuǎn)離源端的彎道P型條寬度比靠近源端的彎道P型條大。通過(guò)在彎道部分20新增的彎道P型條沈，新增的彎道P型條沈于彎道N型漂移 區(qū)M之間沿垂直于彎道部分溝道方向的耗盡，使得漂移區(qū)被耗盡。彎道部分的溝道方向就是與半圓環(huán)的弧線(xiàn)切線(xiàn)相垂直的方向，所以彎道P型條26是垂直于彎道部分的溝道方向 的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，彎道P型條26是通過(guò)200kev 400kev的大能量注入形成，使 得P型條能深入到N型漂移區(qū)中部，這樣可以在N型漂移區(qū)的縱向形成P型區(qū)，但不到N型 漂移區(qū)的底部，避免彎道N型漂移區(qū)M被彎道P型條沈完全隔斷，這樣彎道P型條沈的 上邊和下邊兩部分都是彎道N型漂移區(qū)M。在P型條P型雜質(zhì)濃度一定的條件下，調(diào)節(jié)彎 道P型條沈的內(nèi)外徑，可以方便地調(diào)整引入的P型雜質(zhì)的總量，使N型和P型雜質(zhì)達(dá)到電 荷平衡，在外加電壓下，漂移區(qū)被完全耗盡，等勢(shì)線(xiàn)在整個(gè)漂移區(qū)內(nèi)均勻的分布，形成均勻 分布的電場(chǎng)，提高了擊穿電壓。在其他實(shí)施方式中，也可以采用與彎道N型漂移區(qū)相鄰設(shè)置 的扇形彎道P型條，但是扇形的彎道P型條難使N型、P型雜質(zhì)達(dá)到新的電荷平衡，因此，彎 道P型條沈優(yōu)選為圓環(huán)形。上述NLDMOS晶體管中采用半圓環(huán)的彎道P型條沈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且只需要調(diào)整環(huán) 形彎道P型條沈的內(nèi)外半徑即可很容易的使N型、P型雜質(zhì)達(dá)到新的電荷平衡。在彎道部 分20很容易就可以找到新的電荷平衡條件，彎道部分20繼續(xù)保留溝道，使芯片面積的有效 利用率提高。而且隨著操作電壓的不斷提高，該優(yōu)勢(shì)還會(huì)變得越來(lái)越明顯，因?yàn)椴僮麟妷涸?高，漂移區(qū)尺寸就會(huì)越大，彎道部分的半徑就會(huì)越大，彎道部分的面積也會(huì)越大。此外，還提 供了一種跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，所述跑道形NLDMOS晶體管包括直道部分和彎 道部分，通過(guò)在彎道部分設(shè)置彎道N型漂移區(qū)及與所述彎道N型漂移區(qū)相鄰的彎道P型條 實(shí)現(xiàn)電荷平衡。彎道P型條和彎道N型漂移區(qū)是同心半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，垂直于彎道部分溝道的 方向。通過(guò)調(diào)節(jié)彎道P型條的內(nèi)外徑和兩條彎道P型條之間的間距實(shí)現(xiàn)電荷平衡。所述彎 道P型條的注入能量為200kev 400kev。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種跑道形NLDMOS晶體管，包括直道部分和彎道部分，其特征在于所述彎道部分 包括彎道N型漂移區(qū)及與所述彎道N型漂移區(qū)相鄰設(shè)置的彎道P型條。
2.如權(quán)利要求1所述的跑道形NLDMOS晶體管，其特征在于所述彎道P型條是半圓環(huán) 結(jié)構(gòu)，垂直于彎道部分溝道的方向。
3.如權(quán)利要求1或2所述的跑道形NLDMOS晶體管，其特征在于所述彎道部分還包括 彎道漏端、彎道源柵及襯底，所述彎道N型漂移區(qū)和彎道P型條為兩個(gè)以上，相互間隔設(shè)置 在彎道漏端和彎道源柵及襯底之間。
4.如權(quán)利要求3所述的跑道形NLDMOS晶體管，其特征在于所述彎道漏端在中間呈半 圓形，彎道N型漂移區(qū)、彎道P型條和彎道源柵及襯底為與彎道漏端同心的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)并依 次設(shè)置在彎道漏端的外圍。
5.如權(quán)利要求4所述的跑道形NLDMOS晶體管，其特征在于彎道部分遠(yuǎn)離源端的彎道 P型條寬度比靠近源端的彎道P型條大。
6.如權(quán)利要求1所述的跑道形NLDMOS晶體管，其特征在于所述彎道P型條深入N型 漂移區(qū)中部，所述彎道P型條的上邊和下邊兩部分都是彎道N型漂移區(qū)。
7.一種跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，所述跑道形NLDMOS晶體管包括直道部分和 彎道部分，其特征在于通過(guò)在彎道部分設(shè)置彎道N型漂移區(qū)及與所述彎道N型漂移區(qū)相鄰 的彎道P型條實(shí)現(xiàn)電荷平衡。
8.如權(quán)利要求7所述的跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，其特征在于所述彎道P型 條和彎道N型漂移區(qū)是同心半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，垂直于彎道部分溝道的方向。
9.如權(quán)利要求8所述的跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，其特征在于通過(guò)調(diào)節(jié)彎道 P型條的內(nèi)外徑和兩條彎道P型條之間的間距實(shí)現(xiàn)電荷平衡。
10.如權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的跑道形NLDMOS晶體管的制作方法，其特征在于 所述彎道P型條的注入能量為200kev 400kev。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高跑道形NLDMOS晶體管及其制作方法，采用圓環(huán)形結(jié)構(gòu)在N型漂移區(qū)形成P型同心環(huán)，通過(guò)調(diào)整P型同心環(huán)的半徑控制P型雜質(zhì)總量，從而與N型雜質(zhì)達(dá)到電荷平衡，提高跑道形器件結(jié)構(gòu)彎道部分耐壓的方式。傳統(tǒng)方式是在彎道部分形成簡(jiǎn)單的PN結(jié)，PN結(jié)的反向耐壓即為器件彎道部分的耐壓，這種方式雖然簡(jiǎn)單，但卻使彎道部分不存在溝道，從而浪費(fèi)了芯片面積。采用該發(fā)明不僅可以在跑道形器件結(jié)構(gòu)的彎道部分提高耐壓，而且可以在彎道部分保留溝道，使器件電流變大，達(dá)到有效利用芯片面積，增大電流，降低導(dǎo)通電阻的目的。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102082173SQ20091018853
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者吳孝嘉, 羅澤煌, 韓廣濤 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司