[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，其包括形成在硅衬底上的第一类型阱；第一类型阱的横向上形成有第二类型的表面漂移区、漏端及源端；表面漂移区在漏端同源端之间，表面漂移区同漏端邻接，同源端间隔；表面漂移区上方形成有二氧化硅层，表面漂移区同源端之间的间隔上方形成有二氧化硅层；表面漂移区的正上方的二氧化硅层覆盖有ONO膜层；ONO膜层及N型表面漂移区同源端之间的间隔上方的二氧化硅层上形成有多晶硅栅。本发明还公开了该LDMOS器件的制造方法。本发明能避免工艺波动带来的器件失效或可靠性问题，能够在满足高耐压和低导通电阻的前提下，做到工艺可控并具有较小版图面积。

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种LDMOS器件及其制造方法。

背景技术

横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)是一种轻掺杂的MOS器件，与CMOS工艺具有非常好的兼容性。传统的CMOS器件通常为源漏对称结构，而LDMOS采用源漏非对称结构以满足较高耐压和相对低的导通电阻的需求。

如图1所示，LDMOS的源极300区域设有体区202，漏极300区域设有漂移区201。其中，体区202与传统的CMOS晶体管中的阱区类似，主要用于控制LDMOS的阈值电压；漂移区201主要用于控制LDMOS的耐压性能，为提高LDMOS的耐压，漂移区201的离子注入剂量要比CMOS晶体管的阱区注入剂量小很多。从器件结构上，漂移区201与体区202通常为相反类型的离子注入。

传统CMOS工艺中，通常额外增加两张光罩分别形成漂移区201和体区202，以实现较高的耐压特性和较低的导通电阻。

在传统应用中，增加两张光罩的成本过于昂贵，因此，出现较多针对漂移区201和体区202的研究，采用CMOS晶体管的阱注入并调整离子注入达到CMOS器件与LDMOS器件较好的平衡；如图2所示，LDMOS的源极300区域的体区采用CMOS晶体管的阱205代替，同时漂移区采用CMOS晶体管的阱203代替，必要情况下，增加深阱204得到最合适的漂移区。针对源极阱205与漂移区阱203的间距也会做相应的调整。

另一方面，快闪存储器(Flash Memory)以其非挥发性(Non-Volatile)的特点在移动电话、数码相机等消费类电子产品和便携式系统中得到广泛的应用。嵌入式的Flash存储器更是因其低成本高性能得到越来越多的认可。其中，SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/硅)型快闪存储器以其工艺简单、操作电压低、数据可靠性高及易于集成到标准CMOS工艺中等优点而被看成是普通浮栅(FloatingGate)型快闪存储器的替代产品。

典型的SONOS结构是由硅衬底(S)-隧穿氧化层(O)-电荷存储层氮化硅(N)-阻挡氧化层(O)-多晶硅栅极(S)组成。这种结构利用电子的隧穿来进行编译，空穴的注入来进行数据的擦除。在SONOS中，电荷是存储在一个ONO(Oxide-Nitride-Oxide，二氧化硅/氮化硅/二氧化硅)介质层中的俘获中心里，因而被称为电荷俘获器件。

嵌入式Flash产品在编程和擦除过程中，需要电荷泵提供较高电压实现电荷的转移，电荷泵的耐压通常需要提供LDMOS器件用作控制；嵌入式产品同时用到传统CMOS器件来做核心控制部分的功能逻辑电路。常规LDMOS在嵌入式产品电荷泵的设计中，存在面积较大导通电阻大等问题；因此结合特殊应用需求，图3所示的DEMOS(改良版LDMOS)被提出，相比于传统的LDMOS，在CMOS器件阱206中形成源端及漏端，结构上取消了漏端靠近多晶硅400的浅沟槽隔离区101，增加表面漂移区301，降低导通电阻。但是，这种器件存在两个弊端，其一为漏极300不再是自对准注入，受工艺波动影响较大；其二为表面漂移区301区域作为耐压缓冲区域，必须达到一定长度以降低到达栅极400下方的电压，避免击穿失效。

发明内容