[发明专利]LDMOS器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种LDMOS器件，包括：形成于第一硅外延层选定区域中的漂移区和体区；在漂移区的选定区域中形成有漂移区场氧。在体区表面形成有锗硅外延层，锗硅外延层还延伸到漂移区场氧外的漂移区表面，利用锗硅外延层提高载流子的迁移率从而降低沟道电阻和漂移区电阻，漂移区场氧的底部穿过锗硅外延层从而消除锗硅外延层对器件的击穿电压的影响。本发明还公开了一种LDMOS器件的制造方法。本发明能降低器件的导通电阻并同时使器件的击穿电压得到保持。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种LDMOS器件；本发明还涉及一种LDMOS器件的制造方法。

背景技术

双扩散金属氧化物半导体场效应管(Double-diffused MOS)由于具有耐压稿，大电流驱动能力和极低功耗等特点，目前在电源管理电路中被广泛采用。DMOS包括垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS)和LDMOS(LDMOS)，在LDMOS器件中，导通电阻是一个重要的指标。BCD工艺中，LDMOS虽然与CMOS集成在同一块芯片中，但由于高耐压和低特征电阻和导通电阻的要求，LDMOS在本底器区和漂移区的条件与 CMOS现有的工艺条件共享的前提下，其导通电阻与击穿电压(BV)存在矛盾和折中，往往无法满足开关管应用的要求，导通电阻通常采用特征电阻(Rsp)表示。因此在获得相同的关态击穿电压(offBV)，应尽量降低Rsp以提高产品的竞争力。

如图1所示，是现有LDMOS器件的结构示意图；以N型器件为例，现有LDMOS器件包括：

N型的第一硅外延层2，在所述第一硅外延层2的选定区域中形成有P型的漂移区4和N型的体区5；所述漂移区4和所述体区5横向隔离有距离。

在所述第一硅外延层2的底部形成有P型重掺杂的第一埋层1；所述第一埋层1 形成于硅衬底表面。通常，所述硅衬底为硅衬底，所述第一硅外延层2为硅外延层。

在所述漂移区4的选定区域中形成有漂移区场氧3。

在所述体区5的表面形成有由栅介质层如栅氧化层6和多晶硅栅7叠加而成的栅极结构，被所述多晶硅栅7覆盖的所述体区5表面用于形成沟道。

所述栅介质层6的第二侧和所述漂移区场氧3的第一侧相接触，所述多晶硅栅7 的第二侧延伸到所述漂移区场氧3的表面上。

源区8a形成于所述体区5表面且所述源区8a的第二侧和所述多晶硅栅7的第一侧自对准。

漏区8b形成于所述漂移区4中且所述漏区8b的第一侧和所述漂移区场氧3的第二侧自对准。

在所述体区5的表面还形成有N型重掺杂的体引出区9，所述体引出区9和所述源区8a的第一侧的侧面相接触。所述体引出区9和所述源区8a会通过相同的接触孔连接到由正面金属层组成的源极。

漏区8b则会通过接触孔连接到由正面金属层组成的漏极，多晶硅栅7则会通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极。

图1中，所述漂移区场氧3为凹陷到第一硅外延层2的一定深度的结构，通常，所述漂移区场氧3采用浅沟槽隔离工艺(STI)或采用局部氧化工艺(LOCOS)形成。其中，采用STI工艺形成所述漂移区场氧3的步骤包括：a)对硅进行刻蚀形成浅沟槽， b)进行热氧化在浅沟槽表面形成氧化层，c)对沟槽进行氧化层填充，d)经化学机械研磨形成所述漂移区场氧3。而LOCOS工艺是通过对局部的硅进行氧化形成所述漂移区场氧3。在STI和LOCOS工艺中，所述漂移区场氧3越厚，越有利于提高器件的OffBV 和降低关态漏电流(Ioff)，但是越不利于器件的Rsp的降低。相反，所述漂移区场氧3越薄，越有利于降低Rsp，但是会导致OffBV减小且漏电Ioff增大。

图1所示的现有器件中，为了减小器件的Rsp，漂移区4的掺杂浓度往往已经被最优化去降低漂移区的电阻。在低压段的LDMOS器件，器件的沟道电阻在Rsp中的占比很大，为了进一步降低器件的Rsp，器件的沟道电阻还需要进一步优化。