[发明专利]LDMOS晶体管结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种LDMOS晶体管结构及其形成方法。

背景技术

与常见的场效应晶体管相比，LDMOS（lateral double-diffused MOSFET）晶体管诸如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等器件特性方面具有明显的优势，因此得到了广泛应用。

参考图1，示出了现有技术中一种常见的LDMOS（横向双扩散金属氧化物半导体）晶体管结构。此处以两个相邻的N型晶体管且两个N型晶体管共用一个共漏极的情况进行说明。LDMOS晶体管结构包括：

P型的衬底01；

设置于所述P型的衬底01中的第一阱区02；

设置于所述P型的衬底01中的第二阱区03；

设置于第一阱区02与第二阱区03之间的N型漂移区04。

其中，第一阱区02内设有第一源区07，第二阱区03中设有第二源区08，所述N型漂移区04内设有两个晶体管的共漏极09。所述N型漂移区04内靠近第一源区07的一侧设有第一STI（Shallow Trench Isolation,浅沟槽隔离）结构05，靠近第二源区08的一侧设有一个第二STI（Shallow Trench Isolation,浅沟槽隔离）结构06；

设置于所述P型的衬底01上的第一栅极10、第二栅极11，第一栅极位于晶体管的第一源区07、共漏极09之间，且第一栅极10沿P型的衬底01表面的方向上延伸至浅沟槽隔离结构05的上方，第二栅极11位于晶体管的第二源区08、共漏极09之间，且第二栅极11在沿P型的衬底01表面的方向上延伸至浅沟槽隔离结构06上方。

在两个N型晶体管构成的上述LDMOS晶体管结构中，第一晶体管的主要功能部件包括：第一源区07、第一阱区02、第一栅极10、共漏极09、N型漂移区04、第一浅沟槽隔离结构05。第二晶体管的主要功能部件包括：第二源区08、第二阱区03、第二栅极11、共漏极09、N型漂移区04、第二浅沟槽隔离结构06，这样两个晶体管共用一个共漏极的设计有效减少了器件所占的面积。

击穿电压是LDMOS晶体管的一个重要的考量参数。为了增加上述LDMOS晶体管结构的击穿电压，本领域技术人员能想到的做法之一是增加STI结构在沿P型的衬底01表面的方向上的宽度尺寸，以使该结构能分担高压电路中更多的电压，从而增加LDMOS晶体管的击穿电压。

但是，在增加浅沟槽隔离结构沿P型的衬底01表面的方向上尺寸的同时，晶体管所占的面积也增大了。

如何能在保证晶体管所占的面积不增大的同时提高LDMOS晶体管的击穿电压，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种LDMOS晶体管结构及其形成方法，用于在保证晶体管所占的面积不增大的同时，提高LDMOS晶体管的击穿电压。

为解决上述问题，本发明提供一种LDMOS晶体管结构的形成方法，包括以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底中形成深沟槽；

在所述深沟槽的侧壁上形成内衬层；

在深沟槽中填充半导体层；

对所述衬底进行掺杂形成漂移区，使所述漂移区的深度大于所述深沟槽的深度，以使所述内衬层和半导体层均位于所述漂移区的内部；

在所述漂移区两侧的衬底中分别形成第一阱区、第二阱区，所述第一阱区、第二阱区与所述漂移区相接；

在所述漂移区和所述第一阱区上形成第一栅极结构；在所述漂移区和所述第二阱区上形成第二栅极结构；所述第一栅极结构和第二栅极结构能露出所述半导体层；

在第一栅极结构和第二栅极结构露出的半导体层中形成共漏极；

在第一栅极结构露出的第一阱区中形成第一源极，在第二栅极结构露出的第二阱区中形成第二源极。

可选的，形成所述深沟槽的过程包括:

在所述衬底上形成硬掩模层；

在所述硬掩模层上形成图形化的第一光刻胶层，以所述图形化的第一光刻胶层为掩模，对所述硬掩模层进行刻蚀，形成图形化的硬掩模层；

再以所述图形化的硬掩模层为掩模，对所述衬底进行刻蚀，形成所述深沟槽。

可选的，形成所述深沟槽侧壁的内衬层的过程包括：

用热氧化法在所述深沟槽的底部、侧壁及衬底表面形成一层内衬层；

去除所述衬底表面以及所述深沟槽底部的内衬层，使深沟槽底部暴露出所述衬底。