Ldnmos管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種LDNMOS管的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，先在基底的摻雜層基于漏極區(qū)的位置開設(shè)第一溝槽，隨后，圍繞所述第一溝槽形成第一漂移區(qū)、并基于源極區(qū)的位置形成第二漂移區(qū)；接著，以絕緣材料填充所述第一溝槽，并使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化；最后在經(jīng)過溝槽填充的結(jié)構(gòu)上形成柵極區(qū)。優(yōu)選地，在基底的摻雜層基于源極區(qū)的位置還可開設(shè)第二溝槽，并圍繞所述第二溝槽來(lái)形成第二漂移區(qū)。由此，采用本發(fā)明的LDNMOS管的制備方法來(lái)形成的LDNMOS管，可有效降低LDNMOS管的體區(qū)電流，減小熱載流子注入效應(yīng)。
【專利說明】LDNMOS管的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種LDNMOS管的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 橫向擴(kuò)散M0S管（LDM0S管）是一種雙擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的功率器件，其由于更容易與CMOS 工藝兼容而被廣泛采用。在申請(qǐng)?zhí)枮椋?00810043765. 8、200810043767. 7、201010147337. 7、 201010274487. 4、201010576679· 0、201110005812· 1、201110434492· 1 等中國(guó)專利文獻(xiàn)中公 開了各種不同結(jié)構(gòu)的LDM0S管。對(duì)于LDM0S管而言，外延層的厚度、摻雜濃度、漂移區(qū)的長(zhǎng) 度是其最重要的特性參數(shù)。雖然可以通過增加漂移區(qū)的長(zhǎng)度以提高擊穿電壓，但是這會(huì)增 加芯片面積和導(dǎo)通電阻。高壓LDM0S器件耐壓和導(dǎo)通電阻取決于外延層的濃度、厚度及漂 移區(qū)長(zhǎng)度的折中選擇。因?yàn)槟蛪汉蛯?dǎo)通阻抗對(duì)于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾的。高 的擊穿電壓要求厚的輕摻雜外延層和長(zhǎng)的漂移區(qū)，而低的導(dǎo)通電阻則要求薄的重?fù)诫s外延 層和短的漂移區(qū)，因此必須選擇最佳外延參數(shù)和漂移區(qū)長(zhǎng)度，以便在滿足一定的源漏擊穿 電壓的前提下，得到最小的導(dǎo)通電阻。
[0003] 現(xiàn)有較為常用的LDM0S器件為一種具有雙溝槽結(jié)構(gòu)的LDNMOS管，該LDNMOS管的 制備過程如圖la-ld所示，即先在半導(dǎo)體襯底11上形成外延層12,隨后再在外延層12上開 設(shè)2個(gè)溝槽13、14并填充Si0 2后，再圍繞該溝槽13、14分別形成2個(gè)漂移區(qū)15、16,隨后再 形成柵極區(qū)17。該種具有溝槽的LDNMOS管盡管性能優(yōu)越，但由其襯底電流與柵極電壓的關(guān) 系曲線圖（即圖2)中可見，襯底電流存在2個(gè)峰值，而M0S管通常僅1個(gè)峰值，因此，需要對(duì) 現(xiàn)有制備LDNMOS管的方法進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步提升LDNMOS管的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種LDNMOS管的制備方 法，以提升LDNMOS管的性能。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種LDNMOS管的制備方法，其至少 包括：
[0006] 1)在基底的摻雜層基于漏極區(qū)的位置開設(shè)第一溝槽；
[0007] 2)圍繞所述第一溝槽形成第一漂移區(qū)、并基于源極區(qū)的位置形成第二漂移區(qū)；
[0008] 3)以絕緣材料填充所述第一溝槽，并使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化；
[0009] 4)在經(jīng)過溝槽填充的結(jié)構(gòu)上形成柵極區(qū)。
[0010] 優(yōu)選地，所述步驟1)中，在基底的摻雜層基于源極區(qū)的位置還開設(shè)有第二溝槽； 所述步驟2)中，圍繞所述第二溝槽形成第二漂移區(qū)。
[0011] 優(yōu)選地，所述LDNMOS管的制備方法還包括：在已形成的柵極區(qū)的側(cè)面形成側(cè)墻。
[0012] 優(yōu)選地，所述第一溝槽的開口寬度比底部寬度寬。
[0013] 優(yōu)選地，所述第二溝槽的開口寬度比底部寬度寬。
[0014] 優(yōu)選地，所述絕緣材料包括Si02。
[0015] 優(yōu)選地，采用化學(xué)機(jī)械拋光使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化。
[0016] 如上所述，采用本發(fā)明的LDNM0S管的制備方法來(lái)形成LDNM0S管，可有效降低 LDNM0S管的體區(qū)電流，減小熱載流子注入效應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖la-ld顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的具有溝槽的LDNM0S管的制備方法的流程圖。
[0018] 圖2顯示為采用圖la-ld的制備方法所形成的LDNM0S管的襯底電流與柵極電壓 的關(guān)系曲線。
[0019] 圖3a_3e顯示為本發(fā)明的LDNM0S管的制備方法的流程圖。
[0020] 圖4顯示為采用本發(fā)明的LDNM0S管的制備方法所形成的LDNM0S管與采用圖 la-ld的制備方法所形成的LDNM0S管的襯底電流比較示意圖。
[0021] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0022] 11 半導(dǎo)體襯底
[0023] 12 外延層
[0024] 13、14 溝槽
[0025] 15、16 漂移區(qū)
[0026] 17 柵極區(qū)
[0027] 21 硅基底
[0028] 22 P型摻雜層
[0029] 23 第一溝槽
[0030] 24 第二溝槽
[0031] 25 第一漂移區(qū)
[0032] 26 第二漂移區(qū)
[0033] 27 柵氧層
[0034] 28 單晶硅層
[0035] 29 柵極側(cè)墻
[0036] 30 掩膜層

【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0038] 請(qǐng)參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用 以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可 實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào) 整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技 術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及 "一"等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的 改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0039] 如圖所示，本發(fā)明提供一種LDNM0S管的制備方法，該方法至少包括以下步驟：
[0040] 第一步：在基底的摻雜層基于漏極區(qū)的位置開設(shè)第一溝槽。
[0041] 例如，如圖3a所示，在硅基底21的P型摻雜層22上先形成一掩膜層30,然后利用 該掩膜層30作為掩膜在硅基底21的P型摻雜層22開設(shè)第一溝槽23。
[0042] 優(yōu)選地，在該基底的摻雜層基于源極區(qū)的位置還開設(shè)第二溝槽。
[0043] 例如，如圖3a所示，在硅基底21的P型摻雜層22還開設(shè)第二溝槽24。
[0044] 優(yōu)選地，該第一溝槽23與第二溝槽24均呈上寬下窄的梯形。
[0045] 第二步：圍繞所述第一溝槽形成第一漂移區(qū)，并基于源極區(qū)的位置形成第二漂移 區(qū)。
[0046] 例如，如圖3b所示，通過局部摻雜圍繞所述第一溝槽23形成第一漂移區(qū)25、圍繞 所述第二溝槽24形成第二漂移區(qū)26。
[0047] 第三步：以絕緣材料填充所述第一溝槽及第二溝槽，并使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦 化。
[0048] 例如，如圖3c所示，以Si02材料填充所述第一溝槽23及第二溝槽24,并采用化學(xué) 機(jī)械拋光工藝使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化。
[0049] 第四步：在經(jīng)過溝槽填充的結(jié)構(gòu)上形成柵極區(qū)。
[0050] 例如，如圖3d所示，先在經(jīng)過溝槽填充的結(jié)構(gòu)表面形成薄的柵氧層27,隨后再沉 積多晶娃層28。
[0051] 優(yōu)選地，再采用側(cè)墻工藝在形成了單晶硅層28的結(jié)構(gòu)上形成柵極側(cè)墻29,如圖3e 所示。
[0052] 請(qǐng)參見圖4,其為采用本發(fā)明的制備工藝所形成的LDNM0S管與采用現(xiàn)有制備工 藝所形成的LDNM0S管的襯底電流與柵極電壓的關(guān)系曲線比較示意圖，由圖可見，采用本發(fā) 明的制備工藝所形成的LDNM0S管的襯底電流曲線明顯優(yōu)于采用現(xiàn)有制備工藝所形成的 LDNM0S管的襯底電流曲線。
[0053] 綜上所述，采用本發(fā)明LDNM0S管的制備方法來(lái)制備LDNM0S管，可有效降低LDNM0S 管的體區(qū)電流，減小熱載流子注入效應(yīng)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而 具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0054] 上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1. 一種LDNMOS管的制備方法，其特征在于，所述LDNMOS管的制備方法至少包括： 1) 在基底的摻雜層基于漏極區(qū)的位置開設(shè)第一溝槽； 2) 圍繞所述第一溝槽形成第一漂移區(qū)，并基于源極區(qū)的位置形成第二漂移區(qū)； 3) 以絕緣材料填充所述第一溝槽，并使所形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化； 4) 在經(jīng)過溝槽填充的結(jié)構(gòu)上形成柵極區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，在基底 的摻雜層基于源極區(qū)的位置還開設(shè)有第二溝槽；所述步驟2)中，圍繞所述第二溝槽形成第 二漂移區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于還包括：在已形成的柵極 區(qū)的側(cè)面形成側(cè)墻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于：所述第一溝槽的開口寬 度比底部覽度覽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于：所述第二溝槽的開口寬 度比底部覽度覽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于：所述絕緣材料包括 Si02。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LDNMOS管的制備方法，其特征在于：采用化學(xué)機(jī)械拋光使所 形成的結(jié)構(gòu)表面平坦化。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104157571SQ201310179570
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】宋化龍, 鄭大燮, 施雪捷, 魏琰, 劉欣 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司