[发明专利]横向DMOS装置结构及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年6月8日提交的韩国专利申请第10-2007-0055861号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置(半导体器件)，更具体地，涉及一种横向双扩散MOSFET(以下，称作“LDMOS”)装置结构以及一种制造其的方法。

背景技术

由于通常使用的功率MOS场效应晶体管(以下，称作“MOSFET”)具有比双极晶体管更高的输入阻抗，所以它具有大的功率增益和简单的驱动电路。而且，由于功率MOSFET是单极装置，所以在装置关闭的同时，它不具有由于少数载流子的积聚和再结合导致产生的时间延迟(时延)。

因此，功率MOSFET的应用逐渐扩展到开关型电源、灯镇流器以及电机驱动电路。通常，作为这样的一种功率MOSFET，利用平面扩散技术的双扩散MOSFET(DMOSFET)结构被广泛使用。于1981年11月10日公布的Sel Colak的美国专利第4,300,150号披露了DMOSFET结构的典型LDMOS晶体管。

而且，由弗拉德.鲁门尼克(Vladimir Rumennik)在“A 1200BiCMOS Technology and Its Application，ISPSD 1991，Page 322-327”中和由斯蒂芬.罗伯(Stephen P，Robb)在“Recent Advances in PowerIntegrated Circuits with High Level Integration，ISPSD 1994，Page 343-348”中报道了将COMS晶体管和双极晶体管与LDMOS晶体管集成在一起的技术。

由于常规LDMOS装置具有简单的结构，所以它非常适合应用于VLSI工艺。然而，认为这些LDMOS装置在特性方面比垂直DMOS(VDMOS)差，以至于它没有被充分关注。最近，已经证实，减少表面电场(RESURF)LDMOS装置有优良的导通电阻(Rsp)。然而，这种装置的结构仅应用在其源极接地的装置中，而且非常复杂并且应用困难。

参照图1，示出了常规LDMOS晶体管装置10。该装置主要包括两个LDMOS晶体管10a和10b。晶体管装置10a形成在绝缘硅片(SOI)衬底上，该绝缘硅片衬底具有硅衬底11、缓冲氧化层(buffer oxide)12和半导体层14。本文中，标号24a和24b指示的是绝缘层。

示出的半导体层14覆盖硅衬底11。常规LDMOS装置包括源区16a和漏区18a。

N型掺杂源区16a形成在P型掺杂阱区20中。阱区20有时称作P型体(P type body)。P型体20可以穿过半导体层14延伸到缓冲氧化层12的上表面或仅存在于半导体层14之中。

漏区18a在场绝缘区23a的另一端的附近。场绝缘区23a包括诸如热生长氧化硅(thermally grown silicon oxide)的场氧化层。

栅电极26a形成在半导体层14的表面上。栅电极26a从源区16a的一部分的上部延伸到场绝缘区23a的上部，并且具有掺杂杂质的多晶硅。栅电极26a通过栅极绝缘层28a与半导体14的表面相隔离。栅极绝缘层28a可以包含氧化物、氮化物或者它们的化合物(也就是，堆叠的NO或ONO层)。

侧壁区(未示出)可以形成在栅电极26a的侧壁上。侧壁区通常包含诸如氧化硅的氧化物或诸如氮化硅的氮化物。

高浓度掺杂体区(body region)30也在图1中示出。该体区30包含在P型体中，从而与P型体20具有良好的接触。体区30以比P型体20更高的浓度掺杂。

源极/漏极接触32a和34也包括在晶体管装置10a中。提供接触32a和34，以便通过绝缘层24a将源极/漏极区16a和18a电耦接至电路中其他元件。

在图1中，单一的接触34用于晶体管10a和10b的源区16a和16b。这样的一个典型的传统工艺在Wia T.Ng.等的美国专利第5,369,045号中披露了。

图2是一个示意图，示出了作为简单符号的常规LDMOS装置，如晶体管装置、体二极管(body diode)以及漏极与栅极之间的寄生电容。本文中，体二极管是通过图1的P型体20和N型半导体层14的结合而形成的二极管。在LDMOS中是固有(本征)的。