[发明专利]阶梯栅氧化层有源漂移区结构的N型LDMOS及其制作方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种阶梯栅氧化层有源漂移区结构的N型LDMOS（横向双扩散场效应管）及其制作方法，涉及一种半导体器件，属于半导体技术领域。

背景技术

常规的横向双扩散场效应管分为场氧漂移区结构和有源漂移区结构，分别如图1、图2所示。两者主要的区别是漂移区的氧化层形成的方法不一样，场氧漂移区结构的阶梯氧化层部分为0.3-1μm的厚的氧化层，由于这部分是集成电路工艺的场氧化工艺制作的。多晶硅栅与场氧化层要进行套刻。场氧漂移区结构，由于多晶下的氧化层厚，耐压特性好；而有源漂移区结构，利用栅极多晶盖在薄氧化层上的优势，栅极多晶与薄氧化层形成自对准，可以降低芯片尺寸。在导通时，通过加栅极多晶对薄氧化层下的漂移区的杂质浓度进行影响，可以有效降低导通电阻，所以导通特性要优于场氧漂移区结构。目前这两种结构在集成电路工艺中都有很广泛的应用。对于30V以下的工艺平台，有源漂移区有很大的优势。对于40V以上的工艺，有源漂移区耐压的劣势就慢慢表现出来，不如场氧漂移区结构应用广泛，而普遍采用的是场氧漂移区结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种将场氧漂移区结构和有源漂移区结构相结合起来的LDMOS，通过制作一层薄栅氧和一层厚度厚于薄栅氧的阶梯栅氧化层，有效降低有源漂移区结构在多晶端头处的电场，明显提高耐压和击穿特性，同时栅极多晶对阶梯栅氧化层自对准，不需要套刻尺寸。其优越的导通特性仍然很大部分的保留。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种阶梯栅氧化层有源漂移区结构的N型LDMOS，包括淡掺杂的硅基材料、N阱、漂移区掺杂、阶梯氧化层、多晶、栅极氧化层、P型体区内部的浓N型、P型体区、P型体区内部的浓P型、浓N型、场氧化层；所述淡掺杂的硅基材料为最底层基础；淡掺杂的硅基材料的上层为N阱；N阱的上层包括多晶构成LDMOS的栅极，N阱、漂移区掺杂和浓N型构成LDMOS的漏极，P型的体区构成LDMOS的沟道区，P型体区内部的浓N型构成LDMOS的源极；P型体区内部的浓P型与P型体区掺杂，构成LDMOS的衬底端；其特征在于：所述栅极氧化层设置在多晶与P型体区之间，所述阶梯氧化层设置在多晶与LDMOS的漏极之间，阶梯氧化层的厚度厚于栅极氧化层，且阶梯氧化层与所述多晶构成的LDMOS的栅极自对准。

作为本发明的进一步优选方案，所述阶梯氧化层和栅极氧化层均为二氧化硅层。

作为本发明的进一步优选方案，所述阶梯氧化层的厚度是所述栅极氧化层厚度的1.3-10倍。

作为本发明的进一步优选方案，所述栅极氧化层的厚度为0.01μm -0.04μm。

作为本发明的进一步优选方案，所述阶梯氧化层的厚度为0.04μm-0.2μm。

本发明还公开了所述阶梯栅氧化层有源漂移区结构的N型LDMOS的制作方法，具体步骤如下：

步骤一：在N型材料或者P型材料上制作淡掺杂的硅基材料，电阻率在0.3ohm·cm-40 ohm·cm ；

步骤二：通过注入N型杂质形成N阱，退火形成N型杂质分布；

步骤三：制作场氧化层，厚度为0.3μm-1.0μm； 

步骤四：制作阶梯氧化层，形成厚度在0.04μm-0.2μm间的氧化层，通过光刻胶的阻挡和曝光位置的不阻挡，刻蚀去掉非阶梯区域的氧化层，保留有光刻胶阻挡的氧化层；

步骤五：制作栅极氧化层，形成厚度在0.01μm-0.04μm间的氧化层；

步骤六：栅极淀积，表面淀积高掺杂的N型多晶，经过光刻胶、曝光、刻蚀，去掉不需要区域的多晶硅，保留用来做栅极的多晶硅；

步骤七：制作漂移区掺杂，通过光刻胶阻挡保护源极；通过光刻胶和多晶的自对准刻蚀阶梯氧化层，留下0.02μm-0.05μm的漏极氧化层；多晶自对准注入磷杂质，退火形成N型杂质的分布，杂质的浓度是N阱中杂质浓度的3-10倍，结深小于N阱的结深；

步骤八：在源极的一端，通过多晶自对准注入P型杂质，然后高温推进，让杂质形成一定的横向和纵向的扩散；

步骤九：通过注入N型杂质形成LDMOS源极和漏极的浓N型区域；

步骤十：通过注入P型杂质形成P型体区接触用的浓P型区域；

步骤十一：经过温度在800℃-1000℃之间的高温过程，让步骤九、步骤十注入的杂质充分激活；

步骤十二：在表面淀积一层氧化层；

步骤十三：接触孔的光刻、接触孔刻蚀，通过光刻胶曝光形成孔，将孔内氧化层刻蚀，形成金属和硅接触的位置；