專利名稱：Ldmos器件的源區(qū)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LDMOSdaterally diffused M0S，橫向擴(kuò)散MOS晶體管)器件。
背景技術(shù)：
請參閱圖1，這是現(xiàn)有的LDMOS的剖面示意圖。在ρ型襯底10上具有η型埋層11， 再往上則是η阱12。η阱12的深度通常大于2 μ m,也稱為深η阱。η阱12中有多個隔離 區(qū)13，這些隔離區(qū)13將η阱12中的η阱171和ρ阱172相互隔離。η阱171中具有η型 重?fù)诫s區(qū)181，作為LDMOS器件的漏極。ρ阱172中具有η型重?fù)诫s區(qū)182和ρ型重?fù)诫s區(qū) 183，兩者相連作為LDMOS器件的源極。ρ阱172即為LDMOS器件的源區(qū)。η阱12之上具有 柵氧化層14，再往上為柵極15，作為LDMOS器件的柵極。柵氧化層14和柵極15兩側(cè)具有 側(cè)墻16。柵極15的下方包括隔離區(qū)13、η阱12和ρ阱172三個部分。上述LDMOS的漂移區(qū)由η阱12和η阱171共同組成。但是η阱171的結(jié)構(gòu)可以省 略，此時漂移區(qū)則只由η阱12所組成。增加η阱171有利于提高LDMOS器件的擊穿電壓。上述LDMOS中，將各部分結(jié)構(gòu)的摻雜類型變?yōu)橄喾?，也是可行的。圖1所示的LDMOS 為對稱結(jié)構(gòu)，實際器件并不要求一定為對稱結(jié)構(gòu)。請參閱圖2a，這是圖1所示LDMOS的源區(qū)版圖示意圖。所述LDMOS的源區(qū)即ρ阱 172，其總體呈狹長狀，包括矩形的中間區(qū)域和半圓形的兩端區(qū)域。其中矩形中間區(qū)域沿溝 道方向的尺寸為a’，半圓形兩端區(qū)域沿溝道方向的尺寸為b’，b’由最寬處的等于a’逐漸 縮小為零。請參閱圖2b，這是圖1所示LDMOS的有源區(qū)和柵極的版圖示意圖。其中有源區(qū)包 括η阱171和η阱12。硅片表面除了 η阱171和η阱12以外的區(qū)域均為隔離結(jié)構(gòu)13。多 晶硅柵極15的中間空出了一個狹長的、中間區(qū)域為矩形、兩端區(qū)域為半圓形的空洞151。所 述空洞151的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a，半圓形兩端區(qū)域沿溝道方向的間距為 b，b由最寬處的等于a逐漸縮小為零。LDMOS的源區(qū)即ρ阱172的制造方法為初始狀態(tài)硅片中已形成隔離結(jié)構(gòu)13，隔離結(jié)構(gòu)13之間即為有源區(qū)，有源區(qū)包括η 阱171和η阱12。第1步，先淀積一層多晶硅，通過光刻和刻蝕工藝形成多晶硅柵極15，從俯視角度 看，其中間具有空洞151。所述空洞151呈狹長狀，包括矩形的中間區(qū)域和半圓形的兩端區(qū) 域。第2步，以多晶硅柵極15及其上的光刻膠為離子注入的阻擋層，以30 45度的 大角度(與鉛垂線之間的角度)進(jìn)行離子注入工藝，此時所述空洞151以內(nèi)的η阱12形成 P 講 172。由于是傾斜角度的離子注入，ρ阱172的形狀與所述空洞151 —致，但ρ阱172的 范圍比所述空洞151略大即a’ >a,b' > b。請參閱圖3，在最大注入角度為45度的離子注入工藝中，通常要求離子注入阻擋層與被注入層之間的高度差H <離子注入阻擋層之間的間距D，否則就可能造成離子注入 不均勻，這稱為離子注入的陰影效應(yīng)。LDMOS器件中，為了縮小面積，所述空洞151的中間矩形區(qū)域沿溝道方向間距a通 常取最小值，即等于或略大于光刻膠20和多晶硅柵極15的總高度。可是在所述空洞151 的兩端半圓形區(qū)域，沿溝道方向的間距b從最寬處等于a逐漸縮小至零。顯然傾斜角度的 離子注入工藝在所述空洞151兩端區(qū)域中出現(xiàn)了離子注入的陰影效應(yīng)，這會導(dǎo)致所形成的 P阱172的兩端摻雜不均勻，甚至出現(xiàn)薄弱之處，最終導(dǎo)致LDMOS器件的擊穿電壓受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種LDMOS的源區(qū)，可以提高LDMOS器件的擊 穿電壓。為此，本發(fā)明還要提供所述LDMOS的源區(qū)的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明LDMOS的源區(qū)呈啞鈴狀，包括包括矩形的中間區(qū)域 和多邊形的兩端區(qū)域；所述源區(qū)的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a’ ；所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小間距為C’垂直溝道方向的最小間 距為 d，，C，彡 a，，d，彡 a，。所述LDMOS的源區(qū)的制造方法為第1步，在硅片表面淀積一層多晶硅，以光刻和刻蝕工藝對所述多晶硅進(jìn)行刻蝕， 形成多晶硅柵極；所述多晶硅柵極的中間有空洞；所述空洞呈啞鈴狀，包括中間的矩形區(qū)域和兩端 的多邊形區(qū)域；所述空洞的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a ；所述空洞的多邊形兩端 區(qū)域沿溝道方向的最小間距為c，垂直溝道方向的最小間距為d ;c≥a，d≥a ；所述硅片中已形成隔離結(jié)構(gòu)，隔離結(jié)構(gòu)之間已形成有源區(qū)；第2步，以所述多晶硅柵極為阻擋層，進(jìn)行傾斜角度的離子注入，在所述空洞內(nèi)的 有源區(qū)形成形成LDMOS的源區(qū)。本發(fā)明將多晶硅柵極的空洞從傳統(tǒng)的狹長狀變?yōu)?鈴狀，并確保該空洞的兩端區(qū) 域沿溝道方向和垂直溝道方向的最小尺寸。這樣在制造LDMOS的源區(qū)時，在該空洞的兩端 區(qū)域就不會出現(xiàn)離子注入的陰影效應(yīng)，因此形成的LDMOS器件的源區(qū)不會出現(xiàn)離子注入不 均勻、也不會出現(xiàn)薄弱的情況，這有利于提高LDMOS器件的擊穿電壓。


圖1是現(xiàn)有的LDMOS的剖面示意圖；圖加現(xiàn)有的LDMOS的源區(qū)的版圖示意圖；圖2b是現(xiàn)有的LDMOS的有源區(qū)和柵極的版圖示意圖；圖3是離子注入的陰影效應(yīng)的示意圖；圖如是本發(fā)明LDMOS的源區(qū)的版圖示意圖；圖4b是本發(fā)明LDMOS的有源區(qū)和柵極的版圖示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明10為ρ型襯底；11為η型埋層；12為η阱；13為隔離區(qū)；14為柵氧化層；15為柵極；151為柵極的空洞；16為側(cè)墻；171,173為η阱；172為ρ阱；181、182、184為η型重?fù)?雜區(qū)；183為ρ型重?fù)诫s區(qū)；20為光刻膠。
具體實施例方式下面以η型LDMOS為例對本發(fā)明進(jìn)行介紹，本發(fā)明同樣可適用于ρ型LDM0S，只需 將η型LDMOS中各部分摻雜類型變?yōu)橄喾醇纯?。請參閱圖如，這是本發(fā)明LDMOS的源區(qū)的版圖示意圖。所述LDMOS的源區(qū)即ρ阱 172，其總體呈啞鈴狀，包括矩形的中間區(qū)域和多邊形的兩端區(qū)域。其中矩形中間區(qū)域沿溝 道方向的尺寸為a’，即矩形的短邊尺寸。多邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小尺寸為c’，最 大尺寸為e’，C’彡a’，1. 5a’彡e’ <加’。多邊形兩端區(qū)域垂直溝道方向的最小尺寸為d’， 最大尺寸為f’，d’彡a’，1. 5a’彡f’彡2a’。本發(fā)明對LDMOS的源區(qū)的改進(jìn)，是將其版圖形狀(從俯視角度看)的兩端區(qū)域由 半圓形改為多邊形，且多邊形兩個方向上的最小尺寸都大于中間矩形區(qū)域的尺寸。請參閱圖4b，這是本發(fā)明LDMOS的有源區(qū)和柵極的版圖示意圖。其中有源區(qū)包括 η阱171和η阱12。硅片表面除了 η阱171和η阱12以外的區(qū)域均為隔離結(jié)構(gòu)13。多晶 硅柵極15的中間空出了一個啞鈴狀的、中間區(qū)域為矩形、兩端區(qū)域為半圓形的空洞151。所 述空洞151的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a，即矩形的短邊尺寸。所述空洞151的多 邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小間距為c，最大間距為e，c彡a，1. fe < e < 2a。所述空洞 151的多邊形兩端區(qū)域垂直溝道方向的最小間距為d，最大間距為f，d彡a，1. fe彡f彡2a。本發(fā)明對LDMOS的柵極的改進(jìn)，是將其版圖形狀(從俯視角度看)中間空洞的兩 端區(qū)域由半圓形改為多邊形，且多邊形兩個方向上的最小間距都大于中間矩形區(qū)域的間 距。圖如和圖4b中，對源區(qū)的兩端區(qū)域、多晶硅柵極的兩端區(qū)域示意性地表示為八邊 形，本發(fā)明并不對此作出限定。任何多邊形，只要其沿溝道方向的最小尺寸(間距)和垂直 溝道方向的最小尺寸(間距)均大于源區(qū)或多晶硅柵極的中間區(qū)域的尺寸(間距)即可。所述LDMOS的源區(qū)的制造方法為初始狀態(tài)硅片中已形成隔離結(jié)構(gòu)13，隔離結(jié)構(gòu)13之間即為有源區(qū)，有源區(qū)包括η 阱171和η阱12。第1步，在硅片表面淀積一層多晶硅，以光刻和刻蝕工藝對所述多晶硅進(jìn)行刻蝕， 形成多晶硅柵極；所述多晶硅柵極的中間有空洞；所述空洞呈啞鈴狀，包括中間的矩形區(qū)域和兩端 的多邊形區(qū)域；所述矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a ；所述多邊形兩端區(qū)域沿溝道方 向的最小間距為c，垂直溝道方向的最小間距為d ;c彡a，d彡a ；第2步，以所述多晶硅柵極為阻擋層，進(jìn)行傾斜角度的離子注入，在所述空洞內(nèi)的 有源區(qū)形成形成LDMOS的源區(qū)。本發(fā)明將多晶硅柵極的空洞從傳統(tǒng)的狹長狀變?yōu)閱♀彔?，這樣在制造LDMOS的源 區(qū)時，在該空洞的兩端區(qū)域就不會出現(xiàn)離子注入的陰影效應(yīng)，因此形成的LDMOS器件的源 區(qū)不會出現(xiàn)離子注入不均勻、也不會出現(xiàn)薄弱的情況，這有利于提高LDMOS器件的擊穿電壓。
由于是傾斜角度的離子注入，所形成的ρ阱172的形狀與所述空洞151 —致，但ρ 阱172的范圍比所述空洞151略大即a，> a, c' > c, d，> d，e，> e, f，> f。所述方法第2步中，傾斜角度的離子注入為30 45度角的離子注入，以鉛垂線為
角度基準(zhǔn)。綜上所述，本發(fā)明通過將LDMOS的源區(qū)形狀進(jìn)行改變，確保了源區(qū)的制造質(zhì)量。而 新形狀的源區(qū)，是通過對多晶硅柵極的版圖形狀進(jìn)行調(diào)整實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種LDMOS器件的源區(qū)，其特征是，所述源區(qū)呈啞鈴狀，包括包括矩形的中間區(qū)域和 多邊形的兩端區(qū)域；所述源區(qū)的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a’ ；所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小間距為C’，垂直溝道方向的最小間距為 d，，c，> a，，d，> a，。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS的源區(qū)，其特征是，所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū) 域沿溝道方向的最大間距為e’，垂直溝道方向的最大間距為f’，1.5a’ ^ e' ^ 2a', 1. 5a，^ f ‘ ^ 2a，。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDMOS的源區(qū)，其特征是，所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū)域為八邊形。
4.如權(quán)利要求1所述的LDMOS的源區(qū)的制造方法，其特征是，包括如下步驟第1步，在硅片表面淀積一層多晶硅，以光刻和刻蝕工藝對所述多晶硅進(jìn)行刻蝕，形成 多晶硅柵極；所述多晶硅柵極的中間有空洞；所述空洞呈啞鈴狀，包括中間的矩形區(qū)域和兩端的多 邊形區(qū)域；所述空洞的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a ；所述空洞的多邊形兩端區(qū)域 沿溝道方向的最小間距為c，垂直溝道方向的最小間距為d ;c彡a，d彡a ； 所述硅片中已形成隔離結(jié)構(gòu)，隔離結(jié)構(gòu)之間已形成有源區(qū)；第2步，以所述多晶硅柵極為阻擋層，進(jìn)行傾斜角度的離子注入，在所述空洞內(nèi)的有源 區(qū)形成形成LDMOS的源區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LDMOS的源區(qū)的制造方法，其特征是，所述方法第2步后形成 的LDMOS的源區(qū)呈啞鈴狀，包括包括矩形的中間區(qū)域和多邊形的兩端區(qū)域；所述源區(qū)的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a’ ；所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小間距為C’，垂直溝道方向的最小間距為d，；a，> a，c，> c，d，> d。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LDMOS的源區(qū)的制造方法，其特征是，所述方法第2步中，傾 斜角度的離子注入為30 45度角的離子注入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LDMOS器件的源區(qū)，呈啞鈴狀，包括包括矩形的中間區(qū)域和多邊形的兩端區(qū)域；所述源區(qū)的矩形中間區(qū)域沿溝道方向的間距為a’；所述源區(qū)的多邊形兩端區(qū)域沿溝道方向的最小間距為c’，垂直溝道方向的最小間距為d’，c’≥a’，d’≥a’。本發(fā)明還公開了所述LDMOS的源區(qū)的制造方法。本發(fā)明將LDMOS器件的源區(qū)的兩端區(qū)域從傳統(tǒng)的半圓形變?yōu)槎噙呅?，這樣在制造源區(qū)時，就不會出現(xiàn)離子注入的陰影效應(yīng)，從而有利于提高LDMOS器件的擊穿電壓。
文檔編號H01L29/78GK102130165SQ20101002729
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者張帥, 戚麗娜 申請人:上海華虹Nec電子有限公司