Ldmos器件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種LDMOS器件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LDMOS(橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)）晶體管結(jié)構(gòu)被廣泛用于諸如高壓 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的許多類(lèi)型的晶體管。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中LDMOS晶體管主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種是對(duì)稱LDMOS器件，另一種是不對(duì) 稱LDMOS器件，其區(qū)別主要體現(xiàn)在阱區(qū)和漂移區(qū)的位置設(shè)置，以下將結(jié)合【附圖說(shuō)明】上述兩 種結(jié)構(gòu)。
[0004] 如圖1所示，對(duì)稱LDMOS器件包括襯底100'、位于襯底100'中的阱區(qū)102'和以阱 區(qū)102'為中心對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)漂移區(qū)10Γ，柵極結(jié)構(gòu)103'也是以阱區(qū)102'的軸線為對(duì)稱 軸對(duì)稱地設(shè)置在阱區(qū)102'和兩個(gè)漂移區(qū)10Γ上，同樣地兩個(gè)側(cè)墻104'以及源極105'和 漏極106'也是以阱區(qū)102'的軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱地設(shè)置。
[0005] 如圖2所示，不對(duì)稱LDMOS器件包括襯底100'、設(shè)置在襯底100'中的阱區(qū)102'、 設(shè)置在阱區(qū)102'中的溝道區(qū)、通過(guò)溝道區(qū)連接的源極105'和漏極106'、以及覆蓋溝道區(qū)并 影響溝道區(qū)內(nèi)電子分布的柵極結(jié)構(gòu)103'及位于柵極結(jié)構(gòu)103'兩側(cè)的側(cè)墻104'，源極105' 位于阱區(qū)102'中，漏極106'位于漂移區(qū)10Γ中。
[0006] 上述兩種結(jié)構(gòu)的LDMOS管中，柵極結(jié)構(gòu)103'均包括自下而上設(shè)置的柵氧化層和多 晶石圭層，其中的柵氧化層在防止擊穿發(fā)生中起到重要作用。擊穿電壓（Breakdown Voltage) 是衡量LDMOS器件性能的重要參數(shù)，通常是指在保證不被擊穿的情況下，柵極和漏極106' 之間能夠施加的最大電壓。目前，對(duì)稱結(jié)構(gòu)中一般采用增加?xùn)艠O結(jié)構(gòu)103'的柵氧化層的厚 度提高LDMOS的擊穿電壓，或者增加漂移區(qū)10Γ的寬度提高LDMOS的擊穿電壓，但是，柵氧 化層厚度的增加和阱區(qū)102'寬度的增加都不利于器件尺寸的減小。不對(duì)稱LDMOS器件中 設(shè)置的漂移區(qū)10Γ主要用于改變LDMOS中電場(chǎng)的分布，提高LDMOS的擊穿電壓，但是如果 器件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步減小，其對(duì)擊穿電壓的提高作用不明顯。
[0007] 由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)難以進(jìn)一步提高小尺寸LDMOS管的擊穿電壓，因此擊穿電壓 的限制成為進(jìn)一步減小LDMOS管器件的難以克服的障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本申請(qǐng)旨在提供一種LDMOS器件及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中小尺寸LDMOS 器件擊穿電壓低的問(wèn)題。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種LDMOS器件，該LDMOS器 件包括：襯底，襯底中設(shè)置有漂移區(qū)和阱區(qū)；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在襯底的表面上，包括柵氧化 層和多晶硅層，柵氧化層包括：第一柵氧化部，位于阱區(qū)所在的襯底的表面上，第一柵氧化 部的上表面距離襯底的上表面的距離為H1 ;以及第二柵氧化部，位于漂移區(qū)所在的襯底的 表面上，第二柵氧化部的上表面距離襯底的上表面的距離為H2，上述H1小于上述H2。
[0010] 進(jìn)一步地，上述H1是上述H2的60~95%。
[0011] 進(jìn)一步地，上述H1為50~390 A，H2為50~400 I
[0012] 進(jìn)一步地，上述LDMOS器件為對(duì)稱LDMOS器件，漂移區(qū)包括：第一漂移區(qū)，設(shè)置在阱 區(qū)的一側(cè)；第二漂移區(qū)，與第一漂移區(qū)對(duì)稱地設(shè)置在阱區(qū)的另一側(cè)。
[0013] 進(jìn)一步地，上述LDMOS器件還包括：側(cè)墻，設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)的沿溝道長(zhǎng)度方向延伸 的兩側(cè)；源極，設(shè)置在第一漂移區(qū)中未被柵極結(jié)構(gòu)覆蓋的位置；漏極，設(shè)置在第二漂移區(qū)中 未被柵極結(jié)構(gòu)覆蓋的位置。
[0014] 進(jìn)一步地，上述LDMOS器件為非對(duì)稱LDMOS器件。
[0015] 進(jìn)一步地，上述LDMOS器件還包括：側(cè)墻，設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)的沿溝道長(zhǎng)度方向延伸 的兩側(cè)；源極，設(shè)置在阱區(qū)中未被柵極結(jié)構(gòu)覆蓋的位置；漏極，設(shè)置在漂移區(qū)中未被柵極結(jié) 構(gòu)覆蓋的位置。
[0016] 進(jìn)一步地，上述襯底為P型襯底，阱區(qū)為P型阱區(qū)，漂移區(qū)為N型淺摻雜的漂移區(qū)。
[0017] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供了一種LDMOS器件的制作方法，該制作方法包括：步 驟S1，在襯底中形成漂移區(qū)和阱區(qū)，并對(duì)阱區(qū)進(jìn)行氮離子注入；步驟S2,在襯底上生長(zhǎng)氧化 物；步驟S3,在氧化物上沉積多晶硅；以及步驟S4,對(duì)多晶硅和氧化物依次進(jìn)行刻蝕形成柵 極結(jié)構(gòu)，氧化物刻蝕后形成柵極結(jié)構(gòu)的柵氧化層，其中位于阱區(qū)所在的襯底的表面上的柵 氧化層為第一柵氧化部，位于漂移區(qū)所在的襯底的表面上的柵氧化層為第二柵氧化部，多 晶硅刻蝕后形成柵極結(jié)構(gòu)的多晶硅層。
[0018] 進(jìn)一步地，上述氮離子注入的劑量為1E12~lE16/cm3,能量為1~lOOKev，氮離 子注入的氮源為氨氣或氮?dú)狻?br>[0019] 進(jìn)一步地，上述步驟S2采用快速加熱氧化工藝或高溫爐管生長(zhǎng)工藝進(jìn)行實(shí)施。
[0020] 進(jìn)一步地，上述快速加熱氧化工藝包括：將完成步驟Sl的襯底升溫至700~ 1000°C ;向升溫后的襯底通入氧氣，將襯底表面氧化形成氧化物。
[0021] 進(jìn)一步地，上述步驟Sl包括：在襯底表面上設(shè)置第一光刻膠掩膜，第一光刻膠掩 膜在欲形成漂移區(qū)的位置具有第一開(kāi)口；對(duì)具有第一光刻膠掩膜的襯底進(jìn)行第一雜質(zhì)離子 注入，形成漂移區(qū)；去除第一光刻膠掩膜；在具有漂移區(qū)的襯底表面設(shè)置第二光刻膠掩膜， 第二光刻膠掩膜在欲形成阱區(qū)的位置具有第二開(kāi)口；對(duì)具有第二光刻膠掩膜的襯底進(jìn)行第 二雜質(zhì)離子注入，形成阱區(qū)；對(duì)阱區(qū)進(jìn)行氮離子注入；去除第二光刻膠掩膜，其中，第一雜 質(zhì)離子與第二雜質(zhì)離子為反型離子。
[0022] 進(jìn)一步地，上述步驟Sl包括：在襯底表面上設(shè)置第二光刻膠掩膜，第二光刻膠掩 膜在欲形成阱區(qū)的位置具有第二開(kāi)口；對(duì)具有第二光刻膠掩膜的襯底進(jìn)行第二雜質(zhì)離子注 入，形成阱區(qū)；對(duì)阱區(qū)進(jìn)行氮離子注入；去除第二光刻膠掩膜；在具有阱區(qū)的襯底表面設(shè)置 第一光刻膠掩膜，第一光刻膠掩膜在欲形成漂移區(qū)的位置具有第一開(kāi)口；對(duì)具有第一光刻 膠掩膜的襯底進(jìn)行第一雜質(zhì)離子注入，形成漂移區(qū)；去除第一光刻膠掩膜，其中，第一雜質(zhì) 離子與第二雜質(zhì)離子為反型離子。
[0023] 進(jìn)一步地，上述襯底為P型襯底，第一雜質(zhì)離子為N型離子，第二雜質(zhì)離子為P型 離子。
[0024] 進(jìn)一步地，上述制作方法在形成柵極結(jié)構(gòu)之后還包括：步驟S5,在柵極結(jié)構(gòu)的沿 溝道長(zhǎng)度方向延伸的兩側(cè)設(shè)置側(cè)墻；步驟S6,以柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻為掩膜進(jìn)行第一雜質(zhì)離子 注入，形成源極和漏極。
[0025] 應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，設(shè)置于漂移區(qū)所在襯底表面上的第二柵氧化部的厚度較 大，因此能夠有效地防止LDMOS器件工作時(shí)電壓過(guò)大造成的器件擊穿；而設(shè)置于阱區(qū)所在 襯底表面上的第一柵氧化部的厚度較第二柵氧化部的厚度小，也就是說(shuō)在保證原有器件特 性不變的情況下，即第一柵氧化部厚度不變的情況下，可以增加第二柵氧化部厚度，從而可 以在器件尺寸不變的情況下提高器件的擊穿電壓，因此，上述柵氧化層結(jié)構(gòu)的微小變化不 會(huì)對(duì)LDMOS器件的尺寸造成影響，且適用于小尺寸對(duì)稱或不