[发明专利]P型LDMOS器件的沟槽及工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，特别是指一种P型LDMOS器件的沟槽，本发明还涉及所述沟槽的工艺方法。

背景技术

传统的P型LDMOS器件的剖视结构如图1所示，P阱4位于轻掺杂的N型外延2中，P阱4中具有轻掺杂漏11及漏区12，源区16位于N型沟道区9中。栅氧6及栅极7位于N型沟道区9与P阱4交界处，栅极7上淀积钨硅8。

在P型LDMOS中，要求将源区和衬底进行电性连接。目前的方法是通过刻蚀2.2μm的深沟槽到重掺杂N型硅衬底，在衬底底部做高浓度注入形成低阻区，最后再通过多晶硅淀积的方法填充重掺杂多晶硅，再回刻去除多余的多晶硅，沟槽里面的多晶硅作为连接源极和衬底的电连接通道，如图1所示。但是在多晶硅深沟槽的形成中，存在一定的工艺局限性，并且为形成金属硅化物而做的高掺杂的N型多晶硅刻蚀比较难以控制，工艺难度很大，这将会直接影响到源漏间的漏电性能以及源漏导通电阻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种P型LDMOS器件的沟槽，提高器件稳定性。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述P型LDMOS器件的沟槽的工艺方法。

为解决上述问题，本发明所述的P型LDMOS器件的沟槽，用于连接P型LDMOS器件的源区及衬底；所述P型LDMOS位于衬底上的外延中，具有相互抵靠接触的P阱及N型沟道区，所述P型LDMOS的源区位于N型沟道区中，P阱中具有轻掺杂漏区以及位于轻掺杂漏区中的所述P型LDMOS的漏区，外延表面具有所述P型LDMOS器件的栅氧及多晶硅栅极，多晶硅栅极上覆盖钨硅；所述P型LDMOS器件的沟槽底部位于N型衬底中，沟槽内壁及底部淀积一层金属硅化物，金属钨填充满沟槽，形成低阻通路，用于电性连接源区及衬底。

本发明提供一种P型LDMOS器件的沟槽工艺方法，包含如下工艺步骤：

第1步，在重掺杂的N型硅衬底上淀积轻掺杂N型外延，外延表面生长一层牺牲氧化层，光刻定义出P型阱区，进行离子注入；

第2步，去除光刻胶及牺牲氧化层，淀积栅氧化层，再淀积多晶硅并注入，最后再淀积一层钨硅；

第3步，光刻定义出沟道区，进行干法刻蚀去除去除沟道区上方的钨硅、多晶硅及栅氧，使外延露出，进行离子注入形成N型沟道区；

第4步，对钨硅、多晶硅以及栅氧化层进行干法刻蚀，形成P型LDMOS的栅极区；

第5步，制作栅极侧墙，进行轻掺杂漏注入；

第6步，光刻胶定义出P型LDMOS的源区及漏区，并进行P型离子注入；

第7步，去除光刻胶，在整个器件表面淀积介质层，并进行化学机械研磨；

第8步，光刻定义出沟槽区，刻蚀介质层到外延表面，去除光刻胶，利用介质层作为刻蚀沟槽的硬掩膜，沟槽底部位于衬底中；

第9步，淀积Ti及TiN,快速热过程在沟槽底部及内壁形成金属硅化物；

第10步，沟槽内填充金属钨，并化学机械平坦化研磨至介质层；

第11步，再次在器件表面淀积介质层。

进一步地，所述第1步中，P型阱区的注入剂量为1x10¹²～1.5x10¹²CM^-2。

进一步地，所述第2步中，淀积的栅氧化层的厚度为多晶硅层的厚度为钨硅的厚度为

进一步地，所述第3步中，离子注入形成P型沟道区，注入能量为180～200KeV,注入剂量为1x10¹²～1x10¹⁴CM^-2,分多次不同角度注入。

进一步地，所述第5步中，P型轻掺杂漏区的注入剂量为2x10¹²～3x10¹²CM^-2。

进一步地，所述第6步中，P型源区及漏区的离子注入剂量为5x10¹⁴～1x10¹⁵CM^-2。

进一步地，所述第7步中，淀积介质层厚度为化学机械研磨至厚度为

进一步地，所述第11步中，再次淀积介质层厚度为

本发明所述的P型LDMOS器件深沟槽工艺方法，在沟槽底部及内壁上形成一层金属硅化物，并利用金属钨替代传统的多晶硅来填充沟槽，使源区与沟槽之间形成良好的连接，简化工艺流程，避免刻蚀误差出现栅极或源漏漏电，提高器件的稳定性。

附图说明

图1是P型LDMOS器件结构示意图；